相变储热

摘要： 基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变储热材料,设计并搭建了一套可视化储热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡储热性能的影响。实验结果表明,当泡沫铜填充率从0%增至2.15%时,复合相变储热材料的融化时间从992 s缩短至872 s,缩短了11.69%,温度梯度从23.23 K减至7.77 K,降低了66.55%,储热量先增大后减小,分别为20.92、21.22、21.02和20.22 kJ,储热速率先降低后升高,分别为21.08、20.91、21.67和23.25 J/s。此外,自然对流是低泡沫铜填充率下相变材料融化的主导机制,热传导是高泡沫铜填充率下相变材料融化传热的主导机制,并且随着融化时间的进行,导热逐步向自然对流转变。

摘要： 针对航空发动机轴上的测试电子设备在发动机舱内高温环境下的散热需求,文中设计一种外部隔热和内部吸热相结合的热控制结构来满足电子设备的正常工作需求,确保电子设备在250°C的高温环境中能持续工作60 min,且电子器件的表面温度不超过规定使用的最高温度。相比其他的散热结构,外部隔热结合内部相变的防护结构具有不依赖于环境温度、成本低、结构简单、可随设备一同旋转的优点。采用热仿真软件ANSYS对隔热结构和相变结构建立模型、设定边界条件、添加材料热物理性能参数,然后进行数值模拟。软件仿真结果表明,文中所设计的热防护结构可以满足电子设备工作温度的需要。

摘要： 设计了内流式网格化低温相变储热单元。确定了影响相变储热单元传热系数的关键影响因素,分析了单一因素对相变储热单元传热系数的影响规律。分别在储热及放热工况下,采用改进的多元非线性回归法构建了相变储热单元传热系数的预测模型,并检验了拟合误差。结果表明:相变储热单元传热系数受相变储热材料侧平均温度及换热工质侧定性温度的协同影响,相变储热材料侧平均温度为主要影响因素,换热工质侧定性温度为次要影响因素,两者之间具有显著的交互性。储热或放热工况下,相变储热单元传热系数随单一因素的变化规律基本一致,储热阶段传热系数明显高于放热阶段,相变储热单元传热系数预测模型的平均相对预测误差均小于5.00%。

摘要： 为了实现热电解耦,有效提高可再生能源利用率,将相变储热技术应用于热泵系统中,构建含相变储热罐的跨临界CO_(2)喷射式热泵系统。首先,建立储热装置的数学模型,采用Modelica非因果建模语言在Dymola平台对系统储热过程进行模拟,获得相变储热罐的温度分布、瞬时储热量、系统能效比等储热特性。同时对比了常规储热水箱、相变储热罐与相变-水多级储热罐的理想储热量、设备体积、储热性能等,详细分析相变储热热泵系统的优势,为促进其实际应用提供参考。此外,提出基于模型的单目标与多目标优化策略,采用遗传算法对系统的性能进行优化,得到最优设计参数和运行参数,与优化前相比储热过程的系统总能效比提高了28.73%,有利于系统的高效运行,为改进和优化系统性能提供了依据。

摘要： 针对石蜡热导率低以及易泄漏等问题,以生物质木头多孔碳作为导热填料骨架,利用壳聚糖改性木头多孔碳在其竖向孔道中生长碳薄片形成分级多孔网络结构,并与石蜡复合制成定形复合相变材料(PCC)。结果表明,由于分级多孔网络骨架的引入,PCC的定形效果好,无明显泄漏,其相变焓值为126.9 J/g,经100次熔化凝固循环测试,其相变温度和焓值均无明显变化,具有良好的循环稳定性。PCC的导热性能具有较大提高,且呈现明显的各向导热异性,平面外和平面内热导率分别为0.67和0.41 W/(m·K)。此外,通过模拟太阳光进行光热实验,发现PCC具有良好的光热转换性能。本复合相变材料在储热以及热管理领域具有应用前景。

摘要： 为提升传统卧式柱状相变储热装置性能,结合相变材料(PCM)熔化过程传热特性,设计了一种弓形截面水平管壳式相变储热装置。建立了弓形截面和传统圆形截面柱状相变储热单元模型,通过模拟研究对比了不同温度条件下2种装置的蓄/放热过程。结果表明:在储热温度为80°C时,弓形截面相变储热单元的储热时间较圆形截面储热单元减少48.37%,放热时间基本无变化;在换热流体温度在60~80°C变化时,随着储热温差增大,弓形截面相变储热单元内PCM熔化时间相比传统圆形截面相变储热单元减少由43.85%增至48.37%。此外,相比添加翅片、多层套管等改进方式,弓形截面柱状相变储热装置结构简单、造价低廉。研究结果可为相变储热装置性能优化提供参考。

摘要： 相变储热技术在太阳能热发电领域具有广阔的应用前景,翅片可以有效提升相变储热器的充放热速率。然而,相变储热的动态非线性特征严重制约了储热器内翅片结构的优化研究,因此提出了一种用于优化相变储热器内翅片结构的快速优化算法。该算法以相变材料到翅片和冷源的距离最短为优化目标,利用遗传算法对翅片的结构进行优化,解决了传统数值优化方法耗时长的问题。以管壳式相变储热器内一级Y形翅片为例,在满足翅片材料用量一定的前提下,选择Y形翅片的各分支长度、宽度比以及分支夹角作为设计变量,并对翅片的数量进行了影响分析。结果表明:提出的优化目标具有可行性,优化后的翅片结构呈现箭头形。在所研究的放热工况下,相比于传统Y形翅片,当翅片数量为1~3时,优化后的翅片结构可以使完全凝固时间缩短41.3%~62.1%。

摘要： 针对综合能源供暖系统,建立了建筑物逐时热负荷预测模型;以典型供暖末端风机盘管为例,提出采用综合能源供暖系统的运行调度模型,并以年化总费用为目标进行容量优化配置;最后以西安某工业园区为例,进行空气源热泵配合相变储热供暖的优化设计,通过对比各种供暖方式的经济性和节能性,表明空气源热泵配合相变储能系统组成的综合能源系统具有较好的经济性和环保效益。

摘要： 太阳能光伏/光热(photovoltaic/thermal,PV/T)技术是光伏组件和太阳能集热器的集成,可同时发电和提供热能,在提高系统整体效率的同时提高了空间利用率。在总结和归纳光伏/光热技术的类型及相关理论研究的基础上,重点针对平板型光伏/光热系统的热损失和光伏板超温问题的改善设计研究开展综述分析,同时系统总结了集成相变储热材料的光伏/光热系统的研究现状,并对当前研究中存在的不足和未来发展趋势进行了展望,以期为PV/T系统的进一步发展提供理论参考。

摘要： 为解决浮顶油罐维温加热能耗大、运行成本高问题,建立了浮顶油罐太阳能相变维温系统仿真模型。基于TRNSYS平台研究其运行特性,分析系统中相变储热箱蓄放热效率、原油静储热负荷以及原油供热量占比等指标,并与其他供热系统对比经济效益。结果表明:建立的浮顶油罐太阳能相变维温系统分析模型平均偏差为5.6%;4~12月份浮顶油罐太阳能相变维温系统满足原油静储需求;相比太阳能维温系统和锅炉系统,太阳能相变维温系统可节省年总投资费用6.9%和40%。

摘要： 本文设计并制备了系列硝酸基相变储能材料，通过DSC、SEM等对硝酸盐基相变储热材料的结构、热物性及稳定性进行表征。实验结果表明，所得最佳样品的相变潜热为131.6 J/g，相变温度峰值为220°C，比热容为1.3 J/(g°C)；研究了膨胀石墨对硝酸盐基储热材料的热导率及稳定性的影响，结果表明，添加适量膨胀石墨后，储热材料热导率由0.5 W/(m.K)增至6.2W/(m.K)，且在多次的循环后，储热材料热物性保持不变，可以应用于中高温相变储热材料领域。

摘要： 针对木材太阳能干燥间歇性的不足以及传统太阳能储热采用混凝土、天然沸石等通过显热的方式储热体积大、热效率低的缺点，该文进行了移动式相变储热木材太阳能干燥装置的理论设计，并在此基础上完成了实际研制过程。该装置主要包括热管真空太阳能空气集热系统，石蜡相变储热系统，干燥系统，自动控制系统四个部分。该设计不仅能为相变储热式太阳能干燥装置的研制提供理论依据。更重要的是后续实验得出的规律可为进一步开展太阳能干燥技术的研究和工业化应用提供实验指导。

摘要： 该文给出了木材太阳能干燥相变储热材料用量与材积的理论配比计算式，之后采用自行研制的具有相变储热装置的木材太阳能干燥系统进行了试验测定，通过理论值与试验值的对比分析，得出了本试验条件下的优化理论配比关系式，并就木材的材积、供热时间及干燥温度对储热材料用量的影响规律进行了探讨。该研究不仅为相变储热式木材太阳能干燥系统的研制提供理论依据，更可为其他物料太阳能干燥系统的设计提供借鉴与参考。

摘要： 相变储热石蜡乳状液是一种新型的热量储存及输送固液两相流，在能源、化工领域有着广泛的应用前景。本文采用多种乳化体系，制备了相变储热石蜡乳状液。测定了相变乳状液粘度、相变点及相变潜热，探讨了不同关键因素对石蜡乳状液性能的影响。结果表明：研制的相变储热石蜡乳状液粘度较小，输送同等热量条件下，泵的功耗仅为水的20%，具有较高的应用价值。

摘要： 针对木材太阳能干燥间歇性的不足以及传统太阳能储热采用混凝土、天然沸石通过显热的方式储热体积大、热效率低的缺点，该文进行了相变储热木材太阳能干燥装置的理论设计，并在此基础上完成了实际研制过程。该装置主要包括热管真空太阳能空气集热系统，石蜡相变储热系统，干燥系统，自动控制系统四个部分。该设计不仅能为相变储热式太阳能干燥装置的研制提供理论依据，更重要的是后续实验得出的规律可为进一步开展太阳能干燥技术的研究和工业化应用提供实验指导。

摘要： 该文对移动式相变储热木材太阳能干燥装置进行了性能测试。测试结果表明：该太阳能干燥装置集热系统的平均功率为0.572 kw，热效率为56%，高于平板式集热器的热效率；储热系统性能良好，储能效率达到66%以上，储能密度为54.5 MJ/m3；相比于大气干燥，该装置干燥时间缩短了120小时，干燥速率提高了1.35倍；与蒸汽干燥相比，该装置节能效果十分明显，其节能率为71.2%；另外该干燥装置能够精确控温，可以更好地实现各种干燥工艺。

摘要： 针对木材太阳能干燥间歇性的不足，研究了太阳能相变储热技术在木材干燥上的应用，研制了一台移动式相变储热木材太阳能干燥装置。该装置采用热管真空太阳能空气集热器作为集热系统，铝壳石蜡管束作为储热系统，并配备了自动和手动两套控制系统以及数据自动采集系统，既可实现干燥过程的全自动控制，也可进行特殊的干燥工艺。

摘要： 气凝胶基相变复合材料具有潜热存储密度高、相变时温度几乎保持不变的特点.一般来说,气凝胶材料是一种拥有三维多孔结构,热导率低,轻质高效隔热材料.将相变材料与气凝胶材料复合,能提高相变复合材料高温下形态稳定性,有的还能提高相变材料热导率等,用于储能建筑、航空隔热等领域,对节能环保领域也有重要意义.目前主要用二氧化硅基或石墨烯基气凝胶材料与相变材料复合.两者都具有高孔隙率和比表面积,有利于相变材料的封装.前者复合相变材料更加轻质,且制备工艺成熟,已应用与工业化生产.后者热导率高,导热效果好,有利于相变材料发生相变储热.

摘要： 为了适应当今社会节能减排的需要,实现打造绿色钢铁行业的目标,注重实施技术创新,开发世界一流的科研成果,必须有一流的中间实验室作支撑.为此鞍钢集团于2014年底建成了国内能源介质、动力条件齐全的开放式热态中间实验室,提供了先进的热态中试手段,探索热工节能实验室未来建设发展的道路.

摘要： 为了适应当今社会节能减排的需要,实现打造绿色钢铁行业的目标,注重实施技术创新,开发世界一流的科研成果,必须有一流的中间实验室作支撑.为此鞍钢集团于2014年底建成了国内能源介质、动力条件齐全的开放式热态中间实验室,提供了先进的热态中试手段,探索热工节能实验室未来建设发展的道路.

摘要： 本实用新型公开了相变熔盐储热单元以及相变熔盐储热装置，储热单元包括主体结构、前盖、后盖；主体结构包括壳体与挡板，壳体为前端、后端分别开口的柱状体，挡板在壳体内部，其将主体结构分割成储热介质存储腔、传热介质流动通道；前盖、后盖分别固定在主体结构前端、后端；前盖与主体结构前端截面形状相同，前盖上开有前盖通孔，前盖通孔的形状、位置与传热介质流动通道前端开口的形状、位置相适应，前盖通孔的数量与传热介质流动通道前端开口的数量相一致；后盖与主体结构后端截面形状相同，后盖上开有后盖通孔，后盖通孔的形状、位置与传热介质流动通道后端开口的形状、位置相适应，后盖通孔的数量与传热介质流动通道后端开口的数量相一致。

摘要： 本发明属于储能材料技术领域，具体涉及一种相变储热材料、相变储热砖及其制备方法。该相变储热材料包括骨架材料、相变材料和粘合剂，其中骨架材料包括细氧化镁和镁砂；将骨架材料、相变材料和粘合剂依次进行混合、压制、一次烧结、研磨，再次捏合、压制和二次烧结后得到相变储热砖。该储热砖具有较好的储热密度、导热系数和抗压强度，经热循环测试后该储热砖不会出现变形和裂纹，热稳定性较好；此外，本发明采用的制备方法易于工业化生产，可根据不同需求制备不同尺寸和形状的相变储热砖，广泛应用于电蓄热领域，特别是蓄热电暖气和蓄热电锅炉。

摘要： 本发明公开了一种相变储热材料及其制备方法与应用以及相变储热装置。一种相变储热材料，由以下质量份数的原料组成：60‑75份的水合盐、0.5‑3份的成核剂、1‑3份的防过冷剂、1‑3份的分相防止剂、1‑5份的导热增强材料、1‑5份的稀土化合物。其制备方法为：将各种原料混合，并熔融、混匀，冷却后研磨成粉即可。相变储热材料在集热器中的应用。一种相变储热装置，由壳体与设置在壳体中的相变储热材料组成。本发明的相变储热材料具有较高的相变潜热，毒性小，腐蚀性弱；本发明将相变储热材料封装在壳体内，再将壳体放置在集热器内，避免了相变储热材料直接接触集热器的器壁导致的腐蚀或结垢问题；本发明的相变导热材料在太阳能发电领域，具有较好的应用前景。

摘要： 本发明提供了一种太阳能相变储热墙及带有太阳能相变储热墙的通风系统，该太阳能相变储热墙由相变温度从高到低的高温相变层、中温相变层和低温相变层依此连接构成。该通风系统的外墙南侧由玻璃盖板构成，其余部分由围护结构构成，且外墙的北侧上部设有室外进风口，南侧上部设有室外排风口；太阳能相变储热墙位于外墙内并靠近玻璃盖板，且高温相变层朝南，太阳能相变储热墙的上下分别设置上通风口和下通风口；热水系统穿过太阳能相变储热墙进行换热。本发明能够克服传统集热墙的缺点，具有蓄热能力强，功能多样，操作简单，且不消耗能源的优点，在夏季可以起到通风降温并加热生活用水的作用，在冬季可以用来供暖，具有良好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种石蜡/SiO2‑TiO2相变微胶囊，所述微胶囊中相变物质为石蜡或脂肪酸等有机相变材料，正硅酸四乙酯水解产生的二氧化硅作为相变材料的支撑材料，钛酸四丁酯水解产生的二氧化钛作为反射性能的改性材料。本发明还公开了一种基于相变储热的相变储热保温涂料及其制备方法和应用。本发明制得的石蜡/SiO2‑TiO2相变微胶囊是利用使用SiO2的优异的机械性能，对石蜡进行包裹，再将TiO2沉积在相变微胶囊的表层。这样的复合结构的相变微胶囊既有良好的机械性能又具有优异光学性能。制得的相变储热保温涂料具有优良的储热、保温性能，能有效改善建筑的热舒适性、降低建筑能耗。

摘要： 本发明涉及一种直接产生蒸汽的相变储热系统及其相变储热剂的制备方法，它是采用石墨泡沫对相变材料进行强化，相变材料吸附在石墨泡沫多孔介质中，制备成的二元共晶盐/石墨泡沫作为储热器的复合相变材料，复合相变材料的传热系数更高，因此在相同设计条件下，本发明的相变储热系统应用于聚焦式太阳能热发电系统和工业余热回收等系统，具有传热效率高，体积小，成本低等特点。另外，本发明直接产生蒸汽的高温共晶盐储热器可根据高温余热蒸汽的温度和蒸汽用户的要求，灵活地采用并联或串联的方式，串联时把二元共晶盐/石墨泡沫复合相变材料根据熔点进行梯级组合，提高了储能系统的效率，可最大限度地存储能量。

摘要： 本发明属于储能材料技术领域，具体涉及一种相变储热材料、相变储热砖及其制备方法。该相变储热材料包括骨架材料、相变材料和粘合剂，其中骨架材料包括细氧化镁和镁砂；将骨架材料、相变材料和粘合剂依次进行混合、压制、一次烧结、研磨，再次捏合、压制和二次烧结后得到相变储热砖。该储热砖具有较好的储热密度、导热系数和抗压强度，经热循环测试后该储热砖不会出现变形和裂纹，热稳定性较好；此外，本发明采用的制备方法易于工业化生产，可根据不同需求制备不同尺寸和形状的相变储热砖，广泛应用于电蓄热领域，特别是蓄热电暖气和蓄热电锅炉。

摘要： 本发明提供了一种太阳能相变储热墙及带有太阳能相变储热墙的通风系统，该太阳能相变储热墙由相变温度从高到低的高温相变层、中温相变层和低温相变层依此连接构成。该通风系统的外墙南侧由玻璃盖板构成，其余部分由围护结构构成，且外墙的北侧上部设有室外进风口，南侧上部设有室外排风口；太阳能相变储热墙位于外墙内并靠近玻璃盖板，且高温相变层朝南，太阳能相变储热墙的上下分别设置上通风口和下通风口；热水系统穿过太阳能相变储热墙进行换热。本发明能够克服传统集热墙的缺点，具有蓄热能力强，功能多样，操作简单，且不消耗能源的优点，在夏季可以起到通风降温并加热生活用水的作用，在冬季可以用来供暖，具有良好的应用前景。

摘要： 本实用新型公开了一种相变储热材料放置管及中高温相变储热装置，包括相互连通的若干根放置管；每根放置管均包括螺旋管，螺旋管内用于放置相变材料；螺旋管为由内向外沿螺旋轨迹环绕设置的管道，且螺旋管的轴线位于同一截面；螺旋管的内端连接有内连接管，内连接管的另一端位于截面的第一侧；螺旋管的外端连接有外连接管；外连接管的另一端位于截面的第二侧；位于相变储热材料放置管两端的放置管上分别安装有入口阀门和出口阀门；通过将相变储热材料装入放置管内，并在放置管的两端分别安装入口阀门和出口阀门，可以将相变储热材料排出，仅更换相变储热材料，进而降低储热装置的维护成本。

摘要： 本实用新型公开了一种用于相变储热式蒸汽热库的换热管，包括进水管、蒸汽出管以及多排换热盘管；所述进水管的一端具有进水口，另一端封闭；所述蒸汽出管一端设有蒸汽出口，另一端封闭；所述换热盘管一端连接于所述进水管上，另一端连接于所述蒸汽出管上。本实用新型还公开了包含上述换热管的相变储热式蒸汽热库。本实用新型的相变储热式蒸汽热库，利用相变储热材料实现热量的存储并作为蒸汽发生器的能源，实现了能源在时间和强度上的错峰利用。