太陽能供暖系統(tǒng)中相變蓄熱器熱性能研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑能耗在國家全部能源消耗中所占的比例越來越大，而減少冬季供暖能耗可以有效達到建筑節(jié)能的目的。太陽能熱泵供暖系統(tǒng)作為一種綠色節(jié)能的供暖系統(tǒng)，越來越受到我國的重視。但是由于太陽能具有不穩(wěn)定性以及能源密度低等缺陷，所以需要研發(fā)高效可靠的蓄熱裝置，以提高太陽能的能源利用率和減少冬季供暖常規(guī)能源的消耗。
　　本文設(shè)計了一種采用球形蓄熱單元并應(yīng)用于太陽能熱泵供暖系統(tǒng)中的相變蓄熱裝置，并采用數(shù)值模擬的方法對相變蓄熱裝置

2、的熱性能進行了研究。首先，計算了太陽輻射強度、供暖熱負荷和集熱器面積等與太陽能熱泵系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)。其次，選取了添加膨脹石墨的石蠟作為相變材料，并計算了相變材料用量，確定了相變蓄熱箱的結(jié)構(gòu)和尺寸。之后，利用Gambit和Fluent軟件建立了相變蓄熱箱的物理模型和數(shù)學模型，并對其進行了數(shù)值模擬。最后，對計算結(jié)果進行了處理，分析了蓄熱球直徑和供回水溫差對蓄熱箱性能的影響，得到了蓄熱球內(nèi)部的溫度場和液相率云圖，并分析了存在自然對流情況下的傳熱

3、過程。模擬結(jié)果表明:減小蓄熱球直徑可以提高傳熱效率，縮短相變時間，提高出口水溫最大值，但會減少有效供暖時間;供回水溫差的改變，基本不會影響相變材料的熔化、凝固過程，但會影響出口水溫的變化;蓄熱球內(nèi)部的相變過程是由外而內(nèi)逐層進行的，且在自然對流影響下，相變過程不再是對稱運動;蓄熱箱中相變材料整體的相變方向與熱媒流體流動的方向是一致的。
　　本文對太陽能熱泵供暖系統(tǒng)中一種采用球形蓄熱體的相變蓄熱裝置進行了數(shù)值模擬，為相變蓄熱裝置在太陽