相变储热材料在供暖地板中的热特性分析

安徽科技科园相变储热材料在供暖地板中的性马“折汪吉平(马鞍山市博浪热能科技有限公司)摘要:本文针对一种含有内热源(如通热水的盘管)的相变贮能采暖地板结构,利用相变传热理论建立研究模型,数值模拟贮热介质在曲边边界条件下、受不同的热边界条件的作用,探讨不同的管间距布置、不同的地板覆盖层和不同供热工况等各种因素对储能地板热性能及储热效果的影响规律关键词:相变传热相变材料储能采暖地板存储介质,而相变储能材料正好可以满足这一技术需求引言相变储热技术是利用相变材料相变时吸收大量潜热并保持随着关键设备技术和工艺的发展,空气源热泵应用范围得温度恒定、具有很髙储能密度的一项技术,不仅能很好地解决能到了极大的拓展,目前在地板采暖中也得到了应用传统的采用量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,还具有调节和控制环境温地埋管和混凝土浇筑的方式在能量储存和释放中存在很大的缺度、改善室内的热舒适性的功能,是现阶段研究的热点之一。目陷,主要表现为存储能量能力小。因此,需要一种热容量较大的前,国内外学者在此领域开展了一系列很有价值的硏究工作口S。升华后的蒸汽通过结晶帽进入结晶釜,在真空状态下蒸汽突二、相变储热材料采暖计算模型然出现减速回旋降温,在结晶釜内会析出重重叠叠的白色或1.采暖结构黄白色紧密结晶层吸附在内壁上。经过剥离、拣选、粉碎,生产出纯度大于9.5%的ODA产品。在升华结晶工序,回收料与烘干料的投放比例,结晶室不同阶段真空度和温度的掌控,升华釜残留物的定时排放、升华后清除、必要的物理清除都是控制要点。三、结束语近年来,有些科研单位试验在ODA生产过程中直接使用热水管氢气与4,4-二硝基二苯醚进行还原反应的新工艺,已经中试成功。本厂经过充分论证认为:该加氢技术用在ODA生产过程图1储热地板结构图中具有国际水平,自动化程度高,可以提高收率,能够稳定产含有内热源(如电缆管或通热水的盘管)的相变贮能采暖品质量和提高产量,降低劳动强度,进一步减少三废。本厂已地板结构见图1地板用相变储能材料是相变温度为29℃左右经开始引进该项技术的一种水合盐材料——TH29℃储热封装模块材料。由于相变同时,由于高等级ODA在尖端技术上的应用和市场的紧材料是通过固液相变进行能量储存和释放的,储能时材料为液俏,在国内外对于制取44-二硝基二苯醚的路径和提高收率态,为防止PCM融化时泄漏和对混凝土建材的腐蚀,将其进行问题仍然在探索,有些科研单位在OD产品加氢还原的方法封装加热盘管直接置于基层的保温层上,封装的PCM填充在和稳定性问题上、减少三废和三废的综合利用上又做了很多加热管周围,其中国煤化工输送到地板的相工作尤其是高等级ODA的升华结晶新技术,目前全世界还在变储热材料中存科研攻关。责任编辑李丹丹各层材料的热物性CNMHG采。储能地板462013年第11期科园安徽科技ANHUI SCIENCE TECHNOlOGY表1储能地板各层材料的热物性参数表密度导热系数定压比热容相变温度相变潜热相变半径W/m·k)kJkg·k)kJ/kg℃横向:0.8覆盖层竹木质7462.431纵向:2.4花岗岩3.12.800固态:1.43PCM层15100.818液态:2.31绝热层310.0313402储热地板采暖的计算模型对图1所示的储热地板,通常的硏究中多忽略盘管的曲边边H=CrdTm-E), HFCpCTm+E)+L界条件,或是即便考虑了曲边边界的影响,也仅仅把盘管的热边界视为恒壁温来处理进行数值模拟。本数值模拟考虑储热介质与加贮热介质受边界条件影响的作用分析热管的曲边圆形边界,将圆管换热边界条件分别按第一类恒壁温、对于热水加热情况,图2给出地板覆盖层为竹地板、热盘管为二类恒热流密度及第三类对流换热三种边界条件下的二维问题交联聚乙烯PEX管Φ20x2,管间距为60mm供回水温差为6C建立离散方程,以PCM最上层处的最后储热结束的点(PCM最上流量为5I/min、热损失比例为10%、以最不利的点作为结束控制点层两热管中心线上的点)作为计算储热结束时的控制点进行模拟。时,储热介质的边界处于第三类边界条件与第一类边界条件下,储在对相变材料的硏究中,热容法和焓法是常釆用的硏究方法热容热地板表面达到同样温度所用时间的对比关系。对于电加热情况法直接以温度为待求变量,但必须跟踪液相的界面,而且一般用于电缆管的外径也为20m,在其他条件相同下,不同电功率加热相变温度为一点的理想相变材料;热焓法以温度和焓为待求变量得到含有这两个变量的能量方程,再由相变材料的温度与焓之间的关系,求得温度分布。焓法不必跟踪相变界面,且能量方程适用于固相、液相及相变区,使问题大大简化,尤其适用于多维问题层中的热传导视为二维问题即忽略了沿管长方向的热传导2热合命为简化模拟,作如下假设:①地板覆盖层、封装PCM层和绝热保温第一类一一第三类盘管周围为填满了相变材料的储热层;③忽略了液相相变材料对的影响,即认为传热过程简化为纯导热过程;④室内气温均匀1234501p10111:13118致;⑤地板表面和室内空气的复合换热系数设为定值。上述储能地热时间(x15aln)板模型的数学描述为:图2第一、第三类边界条件下地板表面温度随加热ah at aT(1)时间的变化关系小y地板[地表时)136q1400n/m333其中,k为物体的导热系数,W(mk3;T为室内空气平均温30一12DD/m度,℃;H为比焓,Jkg温度T和比焓H之间的关系为27TEH/CH