相變蓄熱技術是提高太陽能利用效率的重要途徑之一。本文基于三水合醋酸鈉,搭建了一套相變蓄熱水箱實驗系統(tǒng),在初始水溫為80℃、進水溫度為5℃的工況下,測試得到了水箱的熱力學特性,并基于水箱內各溫度點隨無量綱時間的變化,采用填充效率和混合數(shù)分析法,分析了相變蓄熱水箱的熱分層特性。實驗結果表明:當水箱溫度為80℃時,普通水箱和相變蓄熱水箱的能量分別為18. 81 MJ和19. 34 MJ。進口體積流量相同時,相變蓄熱球越靠近水箱進口,水箱的熱分層效果越好。普通水箱的熱分層效果要強于相變蓄熱球在第1、2和3層時,但弱于相變蓄熱球在第4層時。當進口體積流量為9 L/min、t*=1時,相變蓄熱球在第1層和第4層時的填充效率分別為0. 497和0. 581,而普通水箱的填充效率為0. 573。隨著進水流量的增大,水箱內混合程度升高,斜溫層厚度變大,水箱分層效果下降。當進口體積流量大于7 L/min且相變蓄熱球位于底部時,相變蓄熱水箱的熱分層特性最佳。 

【文章來源】：制冷學報. 2020,41(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

實驗系統(tǒng)原理

相變蓄熱球在水箱中的位置

當進口體積流量為9 L/min時，相變蓄熱球在不同位置時混合數(shù)隨無量綱時間變化如圖5所示。由圖5可知，無論相變蓄熱球處于何位置，其混合數(shù)隨無量綱時間的變化趨勢均為先減小后增大，這表明無論相變蓄熱球處于何位置，水箱內的熱分層程度均為先增加后降低。水箱底部的均勻狀態(tài)被低溫進水破壞，導致分層程度增加，但由于進水速度不足以在短時間內置換完箱內全部熱水，所以水箱仍表現(xiàn)出明顯的分層。隨著水箱上層熱水逐漸被冷水置換，分層程度減小，水箱內水溫又再次趨于一致，混合數(shù)隨之增大。相變蓄熱球在不同位置時混合數(shù)的最小值均出現(xiàn)在無量綱時間約為0.1時，而且隨著相變蓄熱球位置的下降，其混合數(shù)逐步減小，即相變蓄熱球的位置越靠近水箱入口，對水箱內的熱分層效果改善越明顯，這是由于相變蓄熱球與進口水流進行換熱并起到一定的穩(wěn)流作用，減少了進口水流對水箱內原有熱水的擾動，且提高了進水溫度。此外，普通水箱的混合數(shù)低于相變蓄熱球在第1、2和3層時，但高于相變蓄熱球在第4層時，當t*=1時，普通水箱的混合數(shù)為0.968，而相變蓄熱球在第4層時水箱的混合數(shù)為0.947。圖3 相變蓄熱球在第4層時，不同流量下，不同測點溫度隨無量綱時間變化的曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3213674