ASHRAE ST-16-022-2016
三重管蓄熱システムにおけるPCMとナノ粒子の融解

規格番号

ASHRAE ST-16-022-2016

制定年

2016

出版団体

ASHRAE - American Society of Heating@ Refrigerating and Air-Conditioning Engineers@ Inc.

範囲

今日、環境への懸念と限られたエネルギー供給により、特に太陽エネルギー利用においてエネルギー貯蔵が非常に重要になっています。 潜熱蓄熱方式は、比較的小さな体積に大量のエネルギーを蓄えることができるという利点があります。 相変化材料 (PCM) を使用して潜熱を利用して熱エネルギーを貯蔵するには、固液相転移時の融解熱が必要です。 現在の PCM の問題は、熱伝導率が非常に低いため、エネルギー貯蔵能力が大幅に制限されていることです。 これにより、所望の結果を得るには溶融および凝固時間が長すぎます。 この問題を解決するための研究には、設計構成の改善や、熱伝導率を高めるための PCM へのナノ粒子の追加が含まれます。 この研究は、一定の表面温度条件下で加熱された三重管熱交換器内での PCM の溶融におけるナノ粒子分散の影響に関するものです。 構成とプロセスの支配方程式は有限体積法によって離散化され、数値的に解かれました。 検証された@開発されたモデル@は、以前の関連する実験研究と比較すると、良好な一致を示しています。 計算は、1% ～ 3% の範囲のナノ粒子体積分率に対して実行されました。 異なる充電時間@にわたる固液界面の等温線と等高線の形で示された結果@が提示され、議論されています。 結果は、異なる体積濃度のドーピングナノ粒子による溶融速度の向上を示しています。 この結果は、ナノ粒子体積分率 1% でナノ粒子を PCM に添加した結果、融解時間が 17% 節約されたことも示しています。 より高い体積のフラクションは、三重管熱交換器でのプロセスの溶解時間を大幅に節約しないことが判明しました。