三种不同石蜡蓄热工况的模拟对比分析

为了更好的实现农村清洁供暖,采用太阳能空气供暖系统。在该系统中,蓄热装置在传热过程中发挥着至关重要的作用,蓄热可以有效的减少能源浪费,达到节能减排的目的。通过对石蜡蓄热风管建立正排排布、叉排排布以及加入肋片三种不同的模型,并且将三种模型进行传热分析对比,结果发现,在进口风速0.5 m/s,空气进口温度333K的条件下,模拟计算时间为1h,肋片式蓄热工况融化的体积较叉排排布与正排排布多;在第三个1h之后,三种不同类型的蓄热工况可以对室内进行送风供暖;在相同的模拟时间条件下,肋片式蓄热工况石蜡融化体积相较于其他两种工况的石蜡融化体积大,石蜡融化速率最快,传热效果最好。

肋片式石蜡蓄热研究

文章通过在光滑圆管上加入肋片用来增强空气与石蜡之间的传热效果,通过建立数值传热模型并对于不同肋间距、不同肋片高度的蓄热风管进行传热效果的对比,结果表明,在空气进口速度0.5m/s,初始进口温度为333K,随着蓄热时间的变化调整进口温度的变化条件下,肋间距150mm的整体传热效果最好;石蜡的熔化体积随着时间以及进口温度的增加而上升,但熔化速率逐渐下降;肋片高度为2.5mm时相较于其它四种肋高的综合传热效果好;石蜡蓄热体放热前6小时空气平均得热量约为48.44W,后4小时得热量约为46.86W.

应用于空调的蓄热装置实验验证研究

目前市面上蓄热材料,蓄热换热器种类繁多、形态各异,且蓄热化霜应用于空调领域是一大趋势。本文根据材料的性质、换热器形式,对几种蓄热材料、蓄热换热器进行对比测试验证,对比其优缺点,为开发连续制热功能空调提供蓄热方面参考。实验表明,采用膨胀石墨/石蜡复合相变蓄热材料、微通道换热器的蓄热装置在实际中可行性最大。

Preparation and hygrothermal performance of composite phase change material wallboard with humidity control based on expanded perlite/diatomite/paraffin

Phase change material(PCM)can reduce the indoor temperature fluctuation and humidity control material can adjust relative humidity used in buildings.In this study,a kind of composite phase change material particles(CPCMPs)were prepared by vacuum impregnation method with expanded perlite(EP)as supporting material and paraffin as phase change material.Thus,a PCM plate was fabricated by mould pressing method with CPCMPs and then composite phase change humidity control wallboard(CPCHCW)was prepared by spraying the diatom mud on the surface of PCM plate.The composition,thermophysical properties and microstructure were characterized using X-ray diffraction instrument(XRD),differential scanning calorimeter(DSC)and scanning electron microscope(SEM).Additionally,the hygrothermal performance of CPCHCW was characterized by temperature and humidity collaborative test.The results can be summarized as follows:(1)CPCMPs have suitable phase change parameters with melting/freezing point of 18.23°C/29.42°C and higher latent heat of 54.66 J/g/55.63 J/g;(2)the diatom mud can control the humidity of confined space with a certain volume;(3)the combination of diatom mud and PCM plate in CPCHCW can effectively adjust the indoor temperature and humidity.The above conclusions indicate the potential of CPCHCW in the application of building energy efficiency.

翅片排布方式对矩形腔相变材料熔化的影响

以填充石蜡的矩形腔(分为无翅片矩形腔、带翅片矩形腔)为研究对象,建立数学模型。采用有限元软件COMSOL Multiphysics模拟矩形腔内石蜡的熔化行为,分析不同翅片排布方式对石蜡熔化行为的影响,筛选有利于增强石蜡熔化的翅片排布方式。矩形腔右侧壁面为受热面,其他3个面为绝热面,带翅片矩形腔的翅片设置在受热面内侧。在翅片数量(3个翅片)、间隔不变的前提下,保持矩形腔内翅片总长度不变,设置4种翅片排布方式。排布方式1:每个翅片长度均为32 mm。排布方式2:自下而上的翅片长度分别为41、32、23 mm。排布方式3:自下而上的翅片长度分别为23、32、41 mm。排布方式4:自下而上的翅片长度分别为29、38、29 mm。对于无翅片矩形腔,在自然对流传热作用下,右上角的石蜡最先熔化,然后熔化部分向矩形腔中心扩散,直至矩形腔左下角石蜡完全熔化。矩形腔增加翅片可有效改善石蜡熔化的均匀性,缩短了矩形腔内石蜡的熔化时间。排布方式2对改善矩形腔内石蜡熔化均匀性的效果最理想,石蜡完全熔化的时间最短。相同受热时间下,带翅片矩形腔内石蜡的液相面积比(液相石蜡面积与矩形面积之比)明显高于无翅片矩形腔。无翅片矩形腔内石蜡完全熔化的受热时间为3 522 s,带翅片矩形腔翅片排布方式1~4的石蜡完全熔化的受热时间分别为1 874、1 674、2 082、1 910 s。将等长翅片的排布方式1作为基准,评价其他3种翅片排布方式对矩形腔内石蜡熔化的增强作用。翅片排布方式2对矩形腔内石蜡熔化的增强作用明显,增强作用集中在熔化过程的中后期。排布方式3、4起到了相反作用。