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中低温固-液相变潜热储热材料研究进展

功能材料 2022年第9期53卷 9035-9041,9050页

作者：唐婷张伟丽高宁温翊李素兰李又兵重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 重庆市高校模具技术重点实验室重庆400054 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

相变储能材料作为新型材料在建筑节能、生态可持续等方面有着不可替代的优势和应用价值。由于固液相变材料易泄露问题在一定程度上限制了固液相变复合材料的推广应用。围绕中低温固液相变材料的封装技术,介绍了中低温相变潜热储热材料... 详细信息

相变储能材料作为新型材料在建筑节能、生态可持续等方面有着不可替代的优势和应用价值。由于固液相变材料易泄露问题在一定程度上限制了固液相变复合材料的推广应用。围绕中低温固液相变材料的封装技术,介绍了中低温相变潜热储热材料及其相变封装技术的研究现状,重点概述了硅藻土、膨胀蛭石和膨胀珍珠岩等多孔矿物基吸附相变材料,膨胀石墨为主的多孔碳基相变复合材料,以及气凝胶相变复合材料的制备技术,对相变复合材料在相变材料负载能力、相变热性能、导热性能进行了介绍。在此基础上,提出了固液相变复合材料未来研究工作方向,以期为固液相变材料的应用和推广提供一定的借鉴。

关键词：中低温相变潜热储热吸附固液相变多孔介质

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填充床潜热储热数值模型研究进展

发电技术 2019年第4期40卷 339-346页

作者：高龙格根塔娜孙佰仲车德勇李少华东北电力大学能源与动力工程学院

填充床潜热储热技术广泛应用于太阳能热利用和供热通风与空气调节等领域。由于不同应用环境下的填充床潜热储热系统具有复杂的瞬态特性和较高的实验成本,在研究不同因素对储热系统性能的影响时,研究人员开发了相关数学模型,并采用不同... 详细信息

填充床潜热储热技术广泛应用于太阳能热利用和供热通风与空气调节等领域。由于不同应用环境下的填充床潜热储热系统具有复杂的瞬态特性和较高的实验成本,在研究不同因素对储热系统性能的影响时,研究人员开发了相关数学模型,并采用不同数值计算方法进行分析。对常见的填充床储热过程数值模型进行分类,详细分析不同模型的特点与适用性;对比了模型的计算效率和误差;最后,总结了不同数值模型在潜热型填充床储热技术中的应用特点,可为同类模型的开发与应用提供依据。

关键词：储能潜热储热填充床数值模型中低温

新型直接接触射流式潜热储热单元放热性能模拟研究

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新型直接接触射流式潜热储热单元放热性能模拟研究

作者：田宇晨内蒙古科技大学

学位级别：硕士

相变储热材料较低的导热性能延长了储热放热时间限制了潜热储热技术的应用。为了提高潜热储热单元放热阶段的换热速率,本研究提出了一种新型的直接接触式潜热储热单元。该单元将熔融的相变材料通过喷嘴以射流形式射入单元并与换热流体... 详细信息

相变储热材料较低的导热性能延长了储热放热时间限制了潜热储热技术的应用。为了提高潜热储热单元放热阶段的换热速率,本研究提出了一种新型的直接接触式潜热储热单元。该单元将熔融的相变材料通过喷嘴以射流形式射入单元并与换热流体在单元内部形成反向流动从而达到提升对流换热目的。本研究采用三水醋酸钠作为相变材料,导热油作为换热流体。使用二维的数值模拟方法对比研究了该新型单元与传统单元的放热过程,讨论了改变单元运行参数和尺寸参数对放热过程的影响。该模型采用液体体积分数（VOF）模型模拟导热油和熔融三水醋酸钠两不相溶流动,使用焓值-多孔模型（enthalpy-porosity）来实现三水醋酸钠的凝固和熔化,壁面适应性涡流粘度模型（WALE）被应用于模拟单元中的湍流流动。经网格独立性验证,本研究选用网格数量为148 317的网格来进行后续的计算。模拟与实验结果的验证表明模拟得到的射流破碎长度和破碎后的颗粒物尺寸与实验结果较为吻合,模型精度能够达到后续计算的要求。与传统单元对比表明,该新型换热单元换热区域更广,换热面积更大。并且三水醋酸钠与导热油之间的反向流动在单元内形成的涡流使新型单元的对流换热效果进一步加强。然而,较强的对流使部分破碎后的相变材料颗粒流出单元。将导热油流量从1.29 kg/s提升一倍,能使10 s内单元的热量输出提升64.9%,泄露的三水醋酸钠质量提升5.44倍。将导热油温度从38℃降低至18℃,能使单元的热量输出提升1.01倍,并使三水醋酸钠的泄露量减少44%。将三水醋酸钠质量流量从3.12 kg/s降低至2.34kg/s,能使单元热量输出降低26.78%,同时泄露的三水醋酸钠质量降低86%。加宽该新型单元的横向尺寸50 mm同时保持单元体积不变,能使三水醋酸钠的泄露量减少56%,输出热量提升7.8%。

关键词：潜热储热直接接触射流破碎数值模拟换热性能

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纳米颗粒强化传热的多级潜热储热器性能评价

化工进展 2023年第5期42卷 2332-2342页

作者：张晨宇王宁徐洪涛罗祝清上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

利用潜热储热(latent heat thermal energy storage,LHTES)系统能够缓解能源供需不匹配的问题。本文设计一种垂直管壳式LHTES储热单元,多级填充熔点为35℃、42℃和50℃的相变材料(phase change material,PCM),Al_(2)O_(3)纳米颗粒分别... 详细信息

利用潜热储热(latent heat thermal energy storage,LHTES)系统能够缓解能源供需不匹配的问题。本文设计一种垂直管壳式LHTES储热单元,多级填充熔点为35℃、42℃和50℃的相变材料(phase change material,PCM),Al_(2)O_(3)纳米颗粒分别添加至PCM和换热流体中强化传热。对比多级与单级LHTES储热单元的储热及储(火用)性能;提出考虑复合PCM体积和储热时间的储热储(火用)密度评价标准,分析不同纳米颗粒体积分数(1%、3%、5%、7%、9%、11%)对多级储热单元性能的影响。结果表明:相同工况下,相较于单级填充熔点50℃复合PCM的储热单元,多级复合PCM的使用可将储热时间缩短29.81%,且多级储热单元同时表现出较高的储热量和储(火用)量;纳米颗粒体积分数从1%增加至11%时,多级储热单元的储热速率提高21.31%,储热密度增大15.61%,而储(火用)密度在体积分数为7%时达到最大值3086J/(m^(3)·s)后逐渐降低。综合考虑复合PCM体积、储热时间以及总储热和储(火用)量,填充纳米颗粒体积分数为7%的多级储热单元性能最优,相较于纳米颗粒体积分数为1%时,储热和储(火用)密度分别提升11.57%和12.96%。本文可为多级LHTES系统的应用与优化提供理论参考。

关键词：潜热储热相变材料纳米材料传热 (火用) 数值模拟

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组合相变材料储热系统的储热速率研究

太阳能学报 2000年第3期21卷 258-264页

作者：王剑锋陈光明陈国邦欧阳应秀浙江大学能源工程系杭州310027

建立了组合式柱内封装相变材料熔化—固化循环相变储热系统的物理模型 ,用有限差分法进行了数值模拟求解。结果表明 ,与采用单一相变材料的传统储热系统相比 ,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 ... 详细信息

建立了组合式柱内封装相变材料熔化—固化循环相变储热系统的物理模型 ,用有限差分法进行了数值模拟求解。结果表明 ,与采用单一相变材料的传统储热系统相比 ,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 ;选用三种石蜡作相变材料和水作传热流体的模拟计算结果表明 ,相变速率可提高 15 %— 2 5 %左右。

关键词：组合相变材料潜热储热储热速率

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组合式相变材料组分配比与储热性能研究

太阳能学报 2007年第3期28卷 304-308页

作者：方铭陈光明浙江大学制冷与低温研究所杭州310027

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。

关键词：组合式相变材料潜热储热传热优化焓法

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相变材料强化传热研究进展

化工进展 2008年第2期27卷 190-195页

作者：谢望平汪南朱冬生王先菊华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室广东广州510640

对国内外相变材料各种强化传热技术进行了综述与讨论,包括添加金属填料、添加石墨、胶囊封装、加肋片、添加碳纤维和组合相变材料等,展望了相变材料的发展趋势。指出能源的大量消耗使得储热技术的研究越来越重要。其中潜热储热是一种有... 详细信息

对国内外相变材料各种强化传热技术进行了综述与讨论,包括添加金属填料、添加石墨、胶囊封装、加肋片、添加碳纤维和组合相变材料等,展望了相变材料的发展趋势。指出能源的大量消耗使得储热技术的研究越来越重要。其中潜热储热是一种有效的储热系统,相变材料是潜热储热系统的重要组成部分,但是有些相变材料(尤其是一些有机相变材料)存在导热系数低的缺点。在节能越来越受到重视的今天,相变材料的强化传热已成为热点问题。

关键词：储热技术相变材料强化传热潜热储热

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热储能技术研究现状、热点趋势与应用进展

中国电机工程学报 2023年第S1期 127-142页

作者：曾光纪阳符津铭高鸣李百航中国科学院工程热物理研究所中国科学院大学

构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系是我国实现碳中和的必由之路。作为未来规模储能中坚力量，热储能在推动能源绿色低碳发展方面发挥着不可替代的重要作用。热储能技术可解决热电供需时空与强度不匹配问题，是供热和发电技术创新突... 详细信息

构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系是我国实现碳中和的必由之路。作为未来规模储能中坚力量，热储能在推动能源绿色低碳发展方面发挥着不可替代的重要作用。热储能技术可解决热电供需时空与强度不匹配问题，是供热和发电技术创新突破的核心支撑。该文首先梳理并总结不同工作原理热储能技术研究现状；然后，针对最近十年Web of Science核心合集引文数据库文献，基于可视化图谱分析热储能研究热点和发展趋势，结果表明中国已成为热储能研究领域全球学术中心，相变储热技术是当前最受关注的学术热点和未来发展趋势；最后，简要介绍热储能技术在蓄热式供热和热电解耦领域的应用进展情况。储热水罐和固体储热技术成熟，相变储热技术快速发展，基于熔盐储热的燃煤发电机组高效灵活热电解耦技术将具有较大工程应用潜力。该文为可再生能源供热技术研发和高效灵活热电解耦技术突破提供方向指引和理论借鉴。

关键词：热储能供热热电解耦显热储热潜热储热热化学储热

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侧壁面正弦加热条件下电场强化固液相变研究

储能科学与技术 2022年第5期11卷 1446-1454页

作者：郝金鹏杜迎春伍弘和琨汪垒国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750001 国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司宁夏吴忠751100 中国地质大学(武汉)数学与物理学院湖北武汉430074

本文采用格子Boltzmann方法对侧壁面正弦加热条件下的方腔潜热储热单元的蓄热过程进行模拟与分析,系统研究了电场对相变材料相变过程的强化效果以及加热壁面温度分布变化的振幅、角频率、初相对电场强化效果的影响。结果表明,与没有电... 详细信息

本文采用格子Boltzmann方法对侧壁面正弦加热条件下的方腔潜热储热单元的蓄热过程进行模拟与分析,系统研究了电场对相变材料相变过程的强化效果以及加热壁面温度分布变化的振幅、角频率、初相对电场强化效果的影响。结果表明,与没有电场相比,施加电场以后,潜热储热单元的蓄热速率显著提升,且电场越强,蓄热速率提升越明显。此外,加热壁面温度分布变化的角频率为1.5时,系统的蓄热最高,蓄热时间最短,而加热壁面温度分布的振幅和初相的影响规律与电场强度的大小有很大关系。

关键词：潜热储热电流体动力学正弦加热