板式相变储换热器的储换热准则

为提高蓄冷系统的功效，建立了分析板式相变储换热器储、换热性能的理论模型，采用温度—相变界面迭代法分析了相变界面和流体温度随时间和位置的变化规律，讨论了当传热流体为气体时，在气体侧加肋片后的强化换热效果，得到了相变界面、蓄冷量和流体温度的量纲一的公式，它们不局限于某一种相变材料或工况，对板式相变储换热器的设计和性能优化具有普适的指导意义。

高温相变储能换热器中传热模型的研究

A model for heat transfer in a shell-and-tube latent heat storage exchanger has beensolved numerically to predict the performance of heat exchanger. Model describing theunsteady freezing problem coupled to forced convection is built up. Effects of various pa-rameters, such as the inlet temperature, the velocity of fluid, the thickness of the pha-sechange material and the length of the pipes on the heat transfer performance of the unitwere discussed. Criterion for analyzing and evaluating the heat exchanger’s performance isalso proposed.

板式相变储能换热器的性能优化

本工作设计了一种板式相变储能换热器,研究几何参数对换热器储能性能的影响。控制换热器的体积与储能量不变,构建了5种不同结构的板式相变储能换热器模型,利用FLUENT软件分别对其进行储能数值模拟,并对最佳结构的入口温度、入口流速进行优化计算。结果表明:减小板式相变单元厚度可以增加换热速率,但同时会增加压降,计算得到相变单元数量N=5时换热效率最佳;板式相变换热器的储能速率与边界流体流速成正比,与压降成反比;板式相变换热器的换热速率随入口温度升高而增加,但增加的幅度随着边界流速或温度的增加而减小。综合考虑换热器内部结构与工况对换热性能的影响,本研究中换热器性能最佳的为相变单元数量为5、热流速率为0.5 m/s的换热器模型,同时发现在实际应用中当流速较小时,需要重点关注换热器内部结构的设计。

翅片管式相变储能换热器蓄放热性能的数值研究

针对目前换热器热量利用率不高、换热效率低的问题,提出一种翅片管式相变储能换热器。建立翅片管式相变储能换热器的二维传热模型,采用ANSYS软件对翅片管外相变材料的熔化和凝固过程进行数值模拟,分析不同翅片参数对相变熔化和凝固时间的影响,得出蓄放热阶段的传热规律。结果表明:在蓄热阶段,相变材料在同一高度优先在靠近换热管管壁处开始相变;在同一垂直面上,自上而下熔化。在放热阶段初期,相变区域对流作用较明显,相界线弯曲程度较大;后期时,对流换热作用逐渐减弱,固液相界线趋于平直。翅片的导热系数、厚度、间距的变化会影响相变材料熔化和凝固的时间,其中翅片间距起主要作用。