摘要：为提升管壳式相变储能单元的蓄放热速率,采用基于变密度法的拓扑优化方法,对二维相变储能单元的翅片进行优化,设计了体积比(翅片体积占设计域体积比)分别为0.1、0.15、0.2的导热拓扑翅片;同时考虑液体流动,设计了体积占比分别为0.1、0.15、0.2的对流拓扑翅片。基于上述翅片构型,采用数值模拟方法,对比研究了分别使用拓扑翅片和矩形翅片的相变储能单元的蓄放热特性,分析了使用不同体积占比的拓扑翅片的蓄放热过程。研究表明:在蓄热过程中,使用体积占比为0.15的导热拓扑翅片和对流拓扑翅片的相变储能单元蓄热速率较矩形翅片分别提升了11.5%、33.0%,对流拓扑翅片由于考虑了蓄热过程中相变材料的自然对流效应,其性能优于相同体积占比的导热拓扑翅片;在放热过程中,导热拓扑翅片由于翅片分布较均匀、与相变材料接触区域大,其性能优于相同体积占比的对流拓扑翅片,其中体积占比为0.15的导热拓扑翅片构型综合性能最优。该研究为翅片设计提供了有效支撑,对推动拓扑优化在相变储能单元内的实际应用具有重要价值。

摘要：相变储能材料是现代储能专业发展的新型成果,在能源存储开发、建筑、环保等多个领域具有重要作用。本文结合实例针对相变储能材料在建筑领域综合应用情况进行分析探讨,包括相变材料自身的类别和改性情况以及其典型的建筑设计应用。研究证明,现代储能技术与建筑环保等领域的相容,可以有效提升相关行业的发展视域,具有良好的市场认可度和应用前景,值得更深层次的挖掘与研究。

摘要：潜热储能技术(Latent Heat Thermal Energy Storage, LHTES)已得到学术界的广泛认可,被认为是最有前途的储热技术之一,但几乎所有的相变材料(Phase Change Material, PCM)都存在热导率低、相变过程中传热性能差的问题。在PCM中添加翅片是提高PCM潜热蓄热放热速率的有效方式之一,目前已在翅片强化PCM传热性能的原理和优化方面开展广泛的研究。首先对影响PCM传热性能的因素进行综述,并对其传热机制进行分析。分析表明翅片的材料对PCM的传热性能影响有限;翅片的形状、体积分数、分布形式及倾角均会对PCM的蓄放热性能产生影响。翅片与其他增强潜热技术结合的应用方式,使PCM的传热性能和蓄放热速率进一步提升;并对其增强机制进行分析。对提升PCM传热性能的优化方向进行了展望。旨在改善PCM的潜热蓄放热性能,以促进潜热储能技术进一步发展。

摘要：传统供暖方式包括燃煤、燃油、燃气炉加热,投入高、热效率低,碳排放量高,对自然环境污染严重。为了落实中国双碳政策,采用相变储能和谷峰错时用电储能的原理,研究了相变材料的储热密度、体积变化、热导率和热传导系数的影响因素,选用了固—液相变潜热大的无机水合共晶盐相变材料,采用HDPE(高密度聚乙烯材料)和PP(聚丙烯材料)将相变材料封装成球体,提高了热能效率。根据研究结果,按照山西正升煤业集团的供暖要求,结合矿井实际供暖区域分布,设计了供暖方案,计算了供暖负荷,选定了供暖设备,配置了自动化控制系统,解决了相变储能技术在严寒地区、煤矿生产条件恶劣的条件下,提供绿色清洁能源供暖的难题,为相变储能技术在严寒、高寒、条件受限等地区的供暖提供成功案例和借鉴,具有推广意义。相变储能技术通过储存多余的能量,并在需要时释放,减少因能量浪费产生的碳排放,利用谷峰错时将能源单价相对较低的电能储存,可以平抑电网负荷,减轻电力系统的负担,进一步降低能源消耗和碳排放,响应了国家双碳政策,具有良好的经济效益和社会效益。

摘要：利用相变储能装置的储能特性,针对热量传输过程中的热延迟与热衰减,建立考虑热惯性特征的含相变储能热泵的综合能源系统优化调度模型,并采用预测平均评价(predicted mean vote, PMV)指标来量化热负荷弹性。运用Dymola与Matlab联合建模,以经济运行总成本为目标函数,对比分析三种不同场景下综合能源系统的削峰填谷能力、可再生能源消纳能力、环境效益与安全性,对冬季典型日进行24 h运行策略优化。算例分析结果表明,考虑热惯性与热负荷弹性的含相变储能热泵的综合能源系统具有更好的经济性与抗故障能力,相较于含常规储热水箱的综合能源系统经济运行总成本降低了6.6%,抗供热故障时间延长3.51 h。

摘要：国民经济水平的提高使得人们对居住环境的要求越来越高,建设低能耗、低排放的居住环境成为建筑行业的重要发展方向。基于此,人们希望能够有效提高建筑行业能源利用效率,以实现节能低碳的目的,为人们营造性能更加优越、污染与排放更少的建筑环境,为社会生态环境的优化作出贡献。本文汇总了相变储能材料的优势、特点及其在室内装饰设计中的具体应用案例,以期为相变储能技术及其在室内装饰领域的创新发展提供参考。

摘要：为了探究泡沫金属孔密度对相变材料熔化过程中流动传热特性的影响,通过试验设计并搭建了1套半圆柱形的可视化蓄热装置,分析了孔密度对复合相变材料熔化过程中温度分布、固液相界面、换热系数等热特性的影响机理。结果表明:泡沫金属铜能够提高内部石蜡的温度响应速率,缩短熔化时间,并减小相变材料内部温度梯度;纯石蜡和孔密度为0.20,0.59,0.98 mm^(-1)的铜复合相变材料在石蜡熔化后的温度梯度分别为35.26,12.19,20.49,28.39 K;自然对流换热占比也随着泡沫金属铜孔密度的增加而减小;当加热功率为30 W时,孔密度为0.20,0.59,0.98 mm^(-1)的铜复合相变材料自然对流占比分别为20.72%,19.33%,18.24%,且自然对流占比均小于50%,表明在填充率为1.28%的条件下,泡沫金属铜复合相变材料的传热机制以热传导为主。研究结果可为相变蓄热系统的设计提供参考。

摘要：目的为提高可再生能源利用率,研究太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统实际性能,建立适合夏热冬冷地区民用住宅的节能供热系统。方法利用TRNSYS软件建立太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统模型,并与太阳能空气源热泵供热系统进行对比分析,对两个系统从制热量、耗电量、能效比以及室内人体热舒适度四个方面进行模拟分析,使用PMV-PPD评价方法对两个系统的室内热舒适度进行评价。结果耦合相变蓄热器的供热系统耗电量低于无相变供热系统,节能率提高了13.29%;耦合相变蓄热器的供热系统平均能效比为3.5,太阳能空气源热泵供热系统的平均能效比为3.32,提高了5.14%;耦合供热系统可以为人体提供I级室内热环境水平的热舒适度,无相变供热系统只能为人体提供II级。结论太阳能空气源热泵耦合相变蓄热器供热系统节能性更好,系统能效更高,提高了可再生能源利用率,并且耦合供热系统在热舒适性方面优于无相变供热系统。

摘要：为解决相变储能箱耦合太阳能空气源热泵供热系统关键参数的设计问题,设计了基于TRNSYS软件的相变储能箱耦合太阳能空气源热泵供热系统模型。利用GENOPT软件调用Hooke-Jeeves算法,以费用年值为优化函数,针对集热器面积、空气源热泵制热量、集热器倾角、集热器方位角、相变储能箱体积以及体积因子等关键参数进行优化分析,并以单位体积下相变储能箱蓄/放热量、集热器逐月平均效率及系统性能系数COP_(S)为优化前后评价指标。结果表明:集热器面积取187 m^(2)、空气源热泵制热量取40.5 kW、集热器倾角取44.1°、集热器方位角取-1°、相变储能箱体积取4 m^(3)、体积因子取0.1时得最小费用年值,费用年值同比降低21%;优化后单位体积下,相变储能箱年放热量提升了15.1%,年蓄热量提升了16.5%;以系统性能系数COP_(S)为评价指标,优化后系统整体性能受环境因素影响下降,系统更趋于稳定运行。

摘要：为解决TDI-CMOS传感器在轨温漂问题,利用相变储能装置对焦面组件传热路径进行优化设计,以更好的控制传感器芯片在轨成像期间的温升,进一步提高空间相机成像品质。首先根据轨道热流环境及焦面组件工作特性确定仿真及试验边界条件;接着利用现有焦面组件结构进行建模仿真分析并开展热试验,得到优化前各部分温度结果;再根据现有结构进行热控优化设计,研究不同的传热路径对CMOS传感器温度的提升效果,确定出辅以相变储能装置的焦面组件热设计方案;最后开展焦面组件热光学试验,验证设计方案的正确性。试验结果表明,采用针脚散热方案与侧面散热相组合的强化传热方式能够满足CMOS传感器在工作期间5℃以内温升要求,且DN值变化小于0.2%,优化方案有效提高了成像品质。