环形布水器对蓄热水箱释热性能影响的研究

搭建蓄热水箱性能测试平台,设计1种新型的环形布水器进水装置,分别对直接进水、盒型进水结构以及布水器进水结构3种水箱进行实验,并建立蓄热水箱三维结构模型,利用FLUENT进行模拟仿真,进一步观察内部水体的流动情况和分层现象。水箱初始温度设为80℃,进口温度30℃,对比不同流速工况下蓄热水箱的温度曲线、平均温度、释热效率和温度云图来探究分层现象和释热性能。结果表明:在流速较低的情况下盒型进水结构水箱综合性能优于环形布水器水箱,但随着流速的增大,盒型进水结构热性能下降,而环形布水器水箱能够保持较好的热性能,随着流速的增大,进水水流对内部温度层扰动越大,不利于温度分层的形成。

基于分层蓄热水箱的相变球释热实验研究

相变蓄热水箱可有效调节集热器和负载端之间供求不匹配的矛盾,设计了环形布水器进水结构和蓄热水箱,并搭建相变蓄热水箱性能测试平台,对比直进型蓄热水箱和环形布水器蓄热水箱的温度分层,探究孔隙率、进水流速和变温进水等变量下相变蓄热水箱的热分层和相变球的释热性能。实验研究表明:环形布水器能有效抑制进水水流对温度场的扰动,保持良好的温度分层,使相变球逐层放热,增大相变球与传热流体(HTF)的温差,提高释热效率,保证高温水能够源源不断地提供给用户端;孔隙率越小分层效果越好;流速越大分层效果越差,但是释热效率有所提高;变温进水比恒温进水,释热时间延长约40%。