相变储能-毛细嵌管单元动态传热特性研究

作者：夏凡; 李小华; 王平; 苏欢; 万鸿宇; 覃向阳

来源：建筑节能(中英文), 2023, 51(07): 55-61.

• 相变储能
• 液相率
• 数值模拟
• 焓-多孔介质模型

介于焓-多孔介质法在相变蓄热研究领域较为成熟，非常适用于相对复杂的相变过程所呈现出非线性物理场的计算。因此采用焓-多孔介质法，通过改变换热流体(水)的进口温度和流速对毛细嵌管单元动态传热性能的影响，观察相变区域的多孔度-液相率的大小与嵌管特定位置的温度情况，并通过实验所测数据进行对比验证。最后得出进口温度为283 K、流速为0.5 m/s时各截面的液相分数最小，对比3种进口工况发现，283 K、288 K、293 K分别在4200 s、4800 s、5750 s达到换热稳定状态，283 K工况相对于288 K、293 K工况分别节省12.5%和26.9%的换热时间。进一步研究嵌管结构方式(直管、螺旋管、U型管)对系统循环换热效率的影响，发现相同进口状态下螺旋管使相变材料的换热效果最佳。该结论可为相变蓄热领域的研究奠定基础和提供参考。

• 单位
  建筑工程学院; 湖南工程学院