太阳能热泵相变蓄热器的研究进展

相变蓄热材料应用于太阳能采暖的研究现状作者：苏丹胡瑞平来源：《中国化工贸易·下旬刊》2020年第04期摘要：隨着现代工业的迅速发展，人类对于能源的需求日益增加，原有石油、煤炭等一次能源越来越无法满足人们日常的能源需求，并且从可持续发展以及对环境的影响来看，继续使用其作为未来的主要能源也是不现实的。

因此对于太阳能的开发利用已经迫在眉睫，并且随着现代对于太阳能技术的不断开发、探索，相关产业链的一系列产品性能也越来越得到人们的广泛认同与使用，并且对于环境的影响方面也是一次能源无法比拟的。

而其中的应用于采暖的蓄热材料越来越成为行业届关注的焦点。

由于相变蓄热在太阳能采暖的应用过程中具有的高蓄热密度、高导热性等优良性能，使其在现代工业太阳能采暖、供暖系统中得到了广泛的使用，并得到市场的一致肯定。

接来下作者将在本文着重叙述相变蓄热材料在太阳能采暖应用的当前景况，以及蓄热材料对于太阳能采暖目前的研究成果，及其未来相变蓄热材料的发展趋势与研究方向。

关键词：太阳能;采暖;相变蓄热材料;蓄热技术1 应用研发背景在全球工业飞速发展的今天，全球能源紧缺与可持续性越来越成为全世界重视的问题，在这个背景下，如何利用太阳能以及开发相对应的更加节能减材的产品，日益成为人们关注的焦点。

从目前人类的认知来看，太阳能具有足够的能源储藏，并且相对来说不受地域坏境的影响，在对于环境的无污染清洁方面具有其他一次能源无可比拟的优势，是目前来看最有潜力的一种能源资源。

由于受到人类的科学发展的限制，人类可利用太阳能的方式有光热发电、光伏发电、光化学反应发电以及光热转化等。

在这之中由于光热直接利用的高效性、方便性，因此在应用于太阳能采暖方向得到了人们大力发展与研究。

尽管具有以上优点，这项技术也不可避免的存在一定的缺陷：太阳光照受到季节、纬度的影响，并且其热能转换效率一直倍受人们所诟病。

因此在这个背景下，如何能够可持续的利用太阳能进行采暖，并将多余的热量储存起来，在需要的时候释放成为人们关注的焦点，也正是这个原因，相变蓄热材料应用而生。

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能实验研究随着能源的需求和环境的污染日益严重，太阳能作为一种可再生、无污染的新能源受到了广泛关注。

而热泵作为一种高效能源利用技术，也在热水供应、制冷制热等领域发挥着重要的作用。

为了提高热泵的性能和热泵系统的可靠性和经济性，研究人员提出了一种新型间膨式太阳能辅助多功能热泵。

新型间膨式太阳能辅助多功能热泵是将太阳能和热泵技术相结合的一种新型能源利用技术。

其主要特点是利用太阳能光伏板将光能转化为电能供给热泵工作，从而减少了对传统电热器的依赖。

同时，该系统还可以根据用户的需求，实现不同模式的运行，例如制冷模式、供暖模式、热水模式等，实现多种功能的一体化，提高了系统的适用性和灵活性。

为了研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的性能，我将进行以下实验研究。

首先，我将设置不同的环境条件，如太阳辐射强度、室内温度等，观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的运行情况。

通过对实验数据的分析，可以了解系统在不同环境条件下的性能表现，为日后系统的优化设计提供依据。

其次，我将设置不同负荷模式，如制冷负荷、供暖负荷、热水负荷等，观察和记录新型间膨式太阳能辅助多功能热泵在不同负荷下的运行情况。

通过对实验数据的分析，可以了解系统在不同负荷下的性能表现，为系统的设计和控制提供理论依据。

另外，我还将研究新型间膨式太阳能辅助多功能热泵与传统热泵的性能比较。

通过将新型系统与传统系统进行对比实验，可以评估新系统的性能优劣，并找出其改进的空间。

最后，我将对新型间膨式太阳能辅助多功能热泵进行性能评估和优化设计。

在实验研究的基础上，我将综合考虑节能、环保、经济性等因素，对系统的参数进行调整和优化，进一步提高系统的性能和稳定性。

总的来说，新型间膨式太阳能辅助多功能热泵的实验研究将有助于了解系统的性能特点、优化系统参数、改进系统设计和控制策略，进一步推动太阳能和热泵技术的应用和发展，为实现可持续发展和减少环境污染做出贡献。

管壳式相变蓄热数值模拟 娄载强 孟朋 陈清文 贾国亮 摘要：对方形槽内水平圆管外伴有对流的相变传热问题建立数学模型及其定解条件，通过fluent模拟给出温度场和固液相界面随时间的变化情况，最后分析了不同管壁温度对温度场和相变的影响。 关键词: 相变传热 ；fluent模拟；温度场；管壁温度 The Numerical Simulation of Latent Heat Storage Problem

around Tube Abstract：The mathematical model for phase change heat transfer around a horizontal tube

in a rectangular groove,which is validated by experimental data,and its boundary conditions have been developed.The changes of temperature field around the tube and solid-liquid interface with time,as well as the effect of wall temperature are presented with fluent simulation. Key words: phase change heat transfer ;fluent simulation;temperature field;wall temperature

1引言 能源及环境问题成为当前人类发展中最重要的两个问题，能源日趋紧张，使用化石能源带来环境污染，这些促使人们对新能源利用产生强烈需求。以太阳能、风能为代表的新能源具有清洁、可再生等优点，对人类的可持续发展有重要的意义。但新能源一般都有间歇性和不稳定性等缺点，在应用中与需求方在时间和空间上往往存在不匹配的问题，这使其大规模应用受到了严重地限制，能量储存是缓解这个问题的关键技术，其中热能是能源转化和利用中最重要的形式，所以研究高效的蓄热技术具有非常重要的地位。 管壳式相变蓄热器，这种蓄热器形式特点是单位体积内填充相变材料量大、热损失小，且技术最为成熟，所以在工程应用中大量使用。管壳式相变蓄热器通过流经管内的换热流体与管外的相变材料进行换热，并利用相变材料的熔化和凝固进行相变蓄热，所以对管外相变材料相变过程的研究具有很重要的意义。很多学者对这个问题进行了研究[1-2]。 Anica Trp[3,4]分析了工业级石蜡在一个圆柱壳内熔化和凝固的瞬态传热现象。建立的数学模型可以处理熔化和凝固过程。结果显示，操作条件和几何尺寸参数的选择由所需要的传热率和蓄、放热时间决定，这些参数必须要仔细选择，才能达到优化蓄热装置热性能的目的。 邹得球[5]对一种余热相变石蜡储热过程进行了数值研究。考虑熔化过程中液相的自然对流情况,建立了矩形腔内石蜡熔化过程的数学模型,并利用该模型进行了数值模拟,分析了石蜡熔化过程中的温度场变化、流场变化、相界面移动情况。 孔巧玲，马捷[6]研究了相变过程的理论基础，并用fluent软件计算了不同直径的相变过程，考虑自然对流与不考虑自然对流对相变过程的影响。 吴斌[7]通过对管壳式换热器中加入相变材料，建立了二维模型并进行了相变蓄热实验。

相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析
相变蓄热材料是一种能够吸收和释放热能的材料。

在太阳能供暖系统中，相变蓄热材料可以通过吸收太阳能来加热，在夜间或天气不好的时候释放热能来保持室内温暖。

相比传统的太阳能加热系统，相变蓄热材料具有更高的效率和更长的使用寿命。

在太阳能供暖系统中，相变蓄热材料可以用于两种应用方式。

一种是直接将相变蓄热材料放置在太阳能集热器中，当太阳能集热器吸收到热能时，相变蓄热材料可以快速加热并存储能量。

当室内需要加热时，相变蓄热材料释放热能，并将储存的能量转化为热能，以加热室内空气。

这种方式的优点是简单易行，但相变蓄热材料的面积和厚度需根据实际情况进行合理的设计和选择。

总之，相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用可以提高系统的热效率和储热能力，实现节能减排，减少对传统能源的依赖，并能提供持续和稳定的热能供应。

因此，相变蓄热材料在太阳能供暖系统中有着广阔的应用前景。