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题名太阳能热水相变炕体蓄放热性能及影响因素
被引量：3
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作者
李文玉
孙亮亮
袁艳平
曹晓玲
向波
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机构
西南交通大学机械工程学院
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出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1761-1771,共11页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51808453)
中国博士后科学基金面上项目(2018M633399)
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文摘
提出一种太阳能热水相变蓄热炕的新型供暖系统,系统无须设置水箱,仅使用炕板与相变材料作为蓄热装置,可有效提高供暖效率。基于Fluent数值模拟平台,建立相变炕的二维非稳态传热模型,研究相变炕的蓄放热性能,并与混凝土炕的热性能进行对比;还分析了相变材料的相变温度和潜热对相变炕蓄放热性能的影响。结果表明,在设定工况下,与混凝土炕相比,上炕面的日间与夜间稳定温度分别提高2℃和4℃,上炕面最大温差由3.7℃降至0.8℃,全天得热量提高了66.36%。因此,相变炕具有上炕面温度较高、温度分布均匀、得热量大以及保温性能好等优点;提高相变温度,炕体得热量会有所减少,但对提升上炕面温度作用显著;增大相变潜热,可以显著提高炕体得热量,但对提升上炕面温度作用不明显。
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关键词
太阳能
相变炕体
相变温度
相变潜热
数值模拟
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Keywords
solar energy
phase change heat storage kang
phase change temperature
phase change latent heat
numerical simulation
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分类号
TK512
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名太阳能相变炕影响因素分析及热工性能模拟
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作者
李光辉
罗清海
龙正熠
涂敏
漆波
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机构
南华大学土木工程学院
南华大学机械工程学院
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出处
《南华大学学报（自然科学版）》
2023年第2期61-67,共7页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51708272)。
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文摘
本文设计了一种太阳能热水供热与相变蓄热组合的热炕供热系统,为提高蓄热炕的热响应,配置了高导热复合相变材料,利用数值模拟对炕体单元进行三维非稳态瞬态传热模拟。通过控制变量法,对太阳能相变蓄热炕的相变材料导热系数、相变温度、相变潜热等炕体热工特性影响因素进行模拟分析,得出:相变材料导热系数、供水温度、相变潜热对相变炕的热响应时间影响显著,且相变潜热决定放热时长,相变温度、相变温度范围对相变炕的垫面温度有明显影响。最后,以十二水磷酸氢二钠复合相变材料作为炕体的蓄热材料,对炕体进行蓄放热模拟设计,发现垫面温度昼间可达到17.1℃,夜间可达到30.3℃,可以很好地满足居民的热舒适要求。
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关键词
太阳能
相变蓄热炕
复合相变材料
数值模拟
热响应时间
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Keywords
Solar energy
phase change heat storage kang
composite phase change materials
numerical simulation
thermal response time
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分类号
TU832.1
[建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
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题名太阳能相变蓄热炕的实验及数值模拟研究
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作者
李晓杰
罗清海
李光辉
龙正熠
涂敏
邓滔文
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机构
南华大学土木工程学院
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出处
《南华大学学报（自然科学版）》
2024年第1期10-20,45,共12页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51708272)。
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文摘
为实现太阳能相变蓄热炕的快速升温,采用毛细管网及配置高导热复合相变材料来提高炕体的热响应时间,通过数值模拟与实验研究相结合的方法对炕体的热工性能进行研究。本文首先对比不同熔点石蜡的差示扫描量热(differential scanning calorimetry,DSC)曲线,选取35#石蜡作为研究对象,采用熔融混合法制备不同配比的石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料;并通过渗漏测试确定最佳配比。实验表明:当膨胀石墨质量分数为8%时,复合定形相变材料渗漏率较低,为兼顾储热、导热性能的最佳配比。将石蜡复合相变材料应用于太阳能相变蓄热炕,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)建立三维非稳态传热模型,对炕体进行24 h供热模拟设计;模拟表明:太阳能相变蓄热炕在昼间垫面温度达到24.2℃,夜间垫面温度达到30.2℃。通过Trnsys(transient system simulation program)软件对组合式系统进行运行模拟发现:组合系统均可达到设计的45℃及以上;另外,组合式系统全年节电量为2974.7 kW·h,或节省标准煤469.9 kg,或减少二氧化碳1240.5 kg、一氧化碳70.9 kg、PM_(10)6.8 kg等,节能减排量显著。
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关键词
石蜡-膨胀石墨复合定形相变材料
太阳能相变蓄热炕
热响应时间
数值模拟
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Keywords
Paraffin wax-expanded graphite composite shaped phase change material
solar phase change heat storage kang
thermal response time
numerical simulation
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分类号
TS941.731
[轻工技术与工程—服装设计与工程]
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