提出一種填充三級相變材料的水平套管式儲熱器,并建立該儲熱器的綜合性能評價指標,基于該指標數(shù)值預測和研究了分隔壁面、翅片布置和方向等參數(shù)對系統(tǒng)綜合性能的影響。結果表明:分隔壁面對PCM的自然對流有明顯的抑制作用,且相變溫度越高,抑制效果越顯著;相對于無翅片結構,在各級PCM中布置翅片的儲熱器的綜合儲熱效率提高了約2.27倍;不同翅片布置方向下PCM液相率的變化可分為兩個不同階段,且均勻布置的翅片結構（Case2）具有較優(yōu)的綜合性能;各級PCM間熔化速率的不均勻性是制約系統(tǒng)整體儲熱性能的關鍵因素;Case5的翅片布置方式使各級PCM間熔化速率的均勻性明顯改善,與Case2相比,其綜合儲熱效率提高了28.30%。 

【文章來源】：化工學報. 2019,70(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

2 翅片對各級PCM液相率的影響

圖1為填充三級相變材料的水平套管式儲熱器結構示意圖，如圖所示，吸收太陽能熱量后的換熱流體水進入儲熱器，在內外側管內流動進行換熱，PCM吸熱熔化完成整個儲熱過程。研究表明[20]這種雙通道換熱設計增加PCM與HTF間的換熱面積，可有效提高系統(tǒng)儲熱速率。另外，盡管HTF流動過程中沿軸向方向存在溫度梯度，但不同位置處PCM沿徑向方向上的傳熱和熔化過程相似，因此為減小計算和時間成本，本文采用二維模型進行計算（圖2），其對應的幾何參數(shù)見表1。圖2 二維模型

圖1 填充三級相變材料的水平套管式儲熱器為滿足不同季節(jié)小型太陽能利用系統(tǒng)中儲熱的溫度需求，本文選擇RT42、RT50和RT60的石蠟（來自RUBITHERM公司）作為相變材料，依次填充于A、B和C位置處，以提高LHTES系統(tǒng)在不同天氣狀況下的適應性，各級PCM通過圓形套管分隔壁面隔離，防止相互間混合與滲透。為強化換熱，提升儲熱器的綜合性能，本文研究了不同翅片結構對該三級PCM套管式儲熱器的性能優(yōu)化作用，所研究結構如圖3所示。儲熱器中材料的熱物性參數(shù)見表2。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]相變蓄熱單元蓄/放熱過程的數(shù)值模擬研究[J]. 程友良,韓健,張金生.  太陽能學報. 2018(05)



本文編號：3384877