组合式相变房间围护结构冬季换热性能研究

搭建了组合式相变围护结构和普通围护结构的实验房间,测试并计算了两个房间的室内空气温度、不同朝向围护结构的热流密度。通过对比分析可知,组合式相变房间能有效改善冬季室内热环境,其围护结构换热性能也与普通房间存在一定的差异。

组合式相变围护结构夏季换热性能试验研究

提出了组合式相变房间的方法,即在不同朝向的围护结构上布置不同相变温度的相变材料,分别用于在冬季和夏季通过发生相变改善室内热环境.搭建了组合式相变房间试验装置,对其进行了夏季工况的试验研究,测量并计算了相变房间的室内空气温度以及不同朝向围护结构的对流换热及辐射换热的热流密度,并与普通房间进行了对比分析.结果显示这种新型相变房间能有效改善夏季室内热环境,其围护结构换热性能也与普通房间存在一定的差异.

一种新型相变围护结构的热性能研究

我国夏热冬冷地区的气候特点是夏季闷热,冬季湿冷。一种新型的相变围护结构(组合式相变围护结构)被提出。利用显热容法建立了相变围护结构的传热模型,在此基础上利用数值模型对组合式相变围护结构在上海地区典型气候条件下的室内空气温度和围护结构内表面热流密度进行了模拟,并将模拟结果与普通围护结构进行了比较,结果显示这种新型相变围护结构可以有效改善冬季和夏季的室内热环境。

组合式相变材料最佳相变温度的热力学分析

采用组合式相变材料的蓄热系统较单一相变材料具有更为优越的传热和热力学性能,而相变温度对于蓄热系统性能具有重要的影响。为了使结果更具普适性,以热力学有效能分析为基础并忽略具体换热器形式和传热过程,推导了使用不同相变材料数时每种相变材料最佳相变温度的理论公式,并根据最佳相变温度计算了有效能利用率随着相变材料数的变化,结果表明当PCMs数增加到4种时,理论最大有效能利用率已达80%以上,比使用单一相变材料的理论最大有效能利用率高50%左右。以573.15K热能蓄能为例,计算了使用1～4种相变材料时相应的最佳相变温度与最大有效能利用率,并以此为依据给出了实际最佳相变材料组合。

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。

组合式相变材料吸热器热性能研究

针对NASA 2kW高温相变吸热器采用单一熔点的相变材料出现的问题,提出了由3种相变温度不同的相变材料组成的组合PCM吸热器模型,建立了相应的物理模型,给出了数值求解方法,计算了换热管最大温度、工质出口温度、换热管总PCM熔化率等结果。并与单一PCM换热管吸热器进行了比较分析,说明采用组合PCM换热管可以很好地提高吸热器的性能,减少工质温度波动、减少吸热器质量。计算结果可用于指导吸热器的设计。

组合式相变材料换热器储热速率的实验研究

搭建了一套储热换热器性能测试和数据采集系统,研究了温度和流量对包括HR- 35、月桂酸和HR-50三种相变材料的组合相变材料换热器的储热特性的影响。结果表明,与单一相变材料的储热换热器相比,组合式相变材料储热换热器的储热速率增大,在给定相变材料组合方式和传热流体进口温度条件下,传热流体流量存在最佳值。

贮能系统组合式相变材料的相变温度分布特性研究

本文在总结作者前期相关研究工作的基础上，应用有限差分法对组合式相变材料贮能系统进行了数值模拟，重点探讨了相变温度分布对系统相变时间的影响。结果表明：①在忽略显热条件下导出的最佳线性相变温度分布与组合式相变材料的最佳相变温度分布相同；②与传统单一相变材料贮能系统相比，通过合理布置相变温度分布，组合式相变材料的贮能系统蓄能－释能速率可提高２５￣４０％。

冰箱组合式相变材料蓄冷的实验研究

本文从冰箱蓄冷的研究现状出发,提出了一种新的冰箱蓄冷方法——采用组合式相变材料蓄冷的方法。通过对组合式相变材料的相变温度和相变潜热的DSC测试结果和冰箱降温保温实验结果分析可知,采用组合式相变材料蓄冷可以延长冰箱的保冷时间,可以作为一种新的冰箱蓄冷方案。

组合式相变材料储热换热器的特性实验研究

本文介绍了一套搭建的储热换热器性能测试装置和数据采集系统,主要研究由HR-35、月桂酸和HR-50这3种相变材料组合而成的储热换热器的特性。测试结果表明,与单一相变材料的储热单元换热器相比,组合式相变材料的储热换热器的储热速率有一定的提高。

最小热阻原理在组合式相变材料蓄热过程优化中的应用

最小热阻原理为近年来火积理论中所提出的传热过程优化的新方法.本文基于最小热阻原理对组合式相变材料蓄热过程进行了优化.通过变分原理,获得了组合式相变材料最佳融化温度的通用表达式.在此基础上,进一步研究了相变材料数对火积耗散热阻和蓄热性能的影响,探讨了最小热阻原理用于组合式相变材料蓄热过程优化的可行性.定义了组合效率,考察了传热单元数和热容流率对火积耗散热阻的影响.结果表明,组合效率随相变材料数的增加逐渐提高,火积耗散热阻随传热单元数和热容流率的增加逐渐降低其提高与降低的幅度均逐渐减弱,该研究为组合式相变材料的遴选以及流动和结构参数的设计提供了理论指导.此外,基于最小热阻原理的优化分析,提出了相变蓄热过程的温差场均匀性原则,为组合式相变材料的优化提供了一种新的优化标准.