李祥立 李芙蓉 王岩 仝仓

大连理工大学建设工程学部

现今，社会快速发展的同时也突显出很多问题，比如能源利用率过低等。在提升储能系统效用方面除利用相变材料来增强蓄能外，还应对换热器整体结构进行优化。本文旨在开发一种兼顾蓄放热的定型相变换热器，以蓄热快且放热慢为目标，因此需要在蓄放热之间寻找一种“平衡”。该相变换热器应用于太阳能蓄热以及室内供暖末端，能够实现在夜间谷电蓄热，日间持续缓慢放热的功能。在满足房间热负荷要求的前提下，一段时间内能维持房间温度稳定。本文所述的定型相变换热器加装了方形环肋片结构，其蓄放热速率较为平衡，在放热过程中，大部分热量可以自由的释放到环境中，且模型简单，易于加工。因此，后续选择方形肋片式换热器作为研究重点。

1 环肋式相变换热器的模型

环肋式相变换热器外壳的长×宽×高为0.4 m×0.1 m×0.2 m，其散热面积为0.28 m2，上下两根平行水管管间距为100m m，管径均为DN 20，壁厚0.8 mm，两根平行水管入口温度均为70°C，流速均为0.5 m/s，如图1 所示。本文所开发的相变换热器将应用于中低温相变领域，因此填充介质以固-液相变材料为主，鉴于对材料的导热性能，易封装，不易泄漏和与容器良好的相容性等要求较高，所以选择以聚乙二醇（PEG）/二氧化硅（SiO2）/膨胀石墨（EG）所制备的复合定型相变材料作为填充介质，将其压实填充于换热器肋片与外壳间，完成换热器的一系列功能。

图1 环肋式相变换热器