低温相变蓄热材料性能研究及在移动蓄热装置中应用

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0448

化工进展 ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (S1): 163-167.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0448

低温相变蓄热材料性能研究及在移动蓄热装置中应用

李京卫¹(), 唐志伟²(), 王昊²

^1.北京市热力集团有限责任公司丰台分公司，北京 100078
^2.北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室，传热与能源利用北京市重点实验室，北京 100124

收稿日期:2021-03-07 修回日期:2021-03-25 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-11-09
通讯作者: 唐志伟
作者简介:李京卫（1971—），男，助理工程师，研究方向为智能化供热。E-mail:15910858271@163.com。

Properties of low temperature phase change heat storage materials and their applications in mobile heat storage devices

LI Jingwei¹(), TANG Zhiwei²(), WANG Hao²

^1.Fengtai Branch of Beijing Heating Group Co. , Ltd. , Beijing 100078, China
^2.MOE Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation, Beijing Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China

Received:2021-03-07 Revised:2021-03-25 Online:2021-10-25 Published:2021-11-09
Contact: TANG Zhiwei

摘要/Abstract

摘要：

基于当前对KAl(SO₄)₂·12H₂O蓄热性能研究较少且很少有蓄热装置应用KAl(SO₄)₂·12H₂O作为相变蓄热材料的问题。对KAl(SO₄)₂·12H₂O的制备和蓄热性能进行了总结以及热力学性能分析，得出环境温度及初始温度对相变材料?效率影响较小，终止温度对?效率影响较大；当初始温度为328K，环境温度288K时，最佳终止温度为370K。同时，针对KAl(SO₄)₂·12H₂O应用于移动蓄热装置进行数值模拟，得到液相率、温度随时间的变化曲线。本文研究表明KAl(SO₄)₂·12H₂O是一种性能良好的低温蓄热材料。

关键词: ?, 热力学, 数值模拟, 相变, 钾明矾

Abstract:

At present, there are few researches on the thermal storage performance of KAl(SO₄)₂·12H₂O and few thermal storage devices use KAl(SO₄)₂·12H₂O as phase change heat storage material. The preparation and thermal storage performance of KAl(SO₄)₂·12H₂O were summarized and the thermodynamic performance was analyzed. The thermodynamic performance analysis showed that the ambient temperature and initial temperature had little influence on the exergy efficiency of PCM, while the termination temperature had greater influence on the exergy efficiency. When the initial temperature is 328K and the ambient temperature is 288K, the optimal termination temperature is 370K. At the same time, KAl(SO₄)₂·12H₂O was applied to the mobile heat storage device by numerical simulation, and the change curves of liquid phase ratio and temperature with time were obtained. It shows that KAl(SO₄)₂·12H₂O is a kind of low temperature heat storage material with good performance.

Key words: exergy, thermodynamics, numerical simulation, phase change, potassium alum

中图分类号:

TK02

李京卫, 唐志伟, 王昊. 低温相变蓄热材料性能研究及在移动蓄热装置中应用[J]. 化工进展, 2021, 40(S1): 163-167.

LI Jingwei, TANG Zhiwei, WANG Hao. Properties of low temperature phase change heat storage materials and their applications in mobile heat storage devices[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2021, 40(S1): 163-167.

图/表 8

表1 Kal(SO4)2·12H2O材料参数

固相比热容/kJ·kg^-1·K^-1	液相比热容/kJ·kg^-1·K^-1	相变温度/℃	相变潜热/kJ·kg^-1
1.38	2.76	91	184

图1 环境温度对?效率的影响

图2 初始温度对?效率的影响

图3 蓄热量对?效率的影响

图4 蓄热模块示意图

图5 材料融化过程中液相率的变化

图6 材料融化过程中温度的变化

图7 材料融化过程中温度与液相率的变化

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低温相变蓄热材料性能研究及在移动蓄热装置中应用

Properties of low temperature phase change heat storage materials and their applications in mobile heat storage devices

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