基于標準熱阻的多類儲熱材料歸一化動態表征及應用*

郝俊紅， 鄔學峰， 張師寧， 田 亮， 戈志華

（華北電力大學 能源動力與機械工程學院，北京 102206）

引 言

“雙碳”戰略的提出和新型電力系統的建設與快速發展，對各類儲能方式都提出了新要求，如容量大、功率高、安全可靠、經濟成本低等[1].其中，儲熱材料在太陽能熱利用、光熱發電、居民采暖、電網調峰、余熱回收以及建筑節能等領域具有重要的研究和應用價值[2-3].然而，由于儲熱材料種類繁多，物性差異大，應用場景豐富，不同儲熱材料在儲熱、釋熱過程的外加激勵不同，其動態響應也存在較大差異，與相關的傳熱介質和傳熱方式關系密切，如何快速高效地選配儲熱材料和換熱工質，一直是學者們關注的研究重點.

目前，針對儲熱材料的動態特性，眾多研究者采用數值模擬[4-8]、實驗分析[9-10]和理論分析[11-14]等方法研究儲熱材料及不同結構的動態傳熱特性.如在數值模擬方面，Al-Sanea 等[4]通過有限體積法數值模擬研究墻體的動態傳熱特性以優化墻體絕緣層厚度；Kuravi 等[5]對熱能存儲系統的動態行為進行數值研究，以評估儲熱材料熔化的影響因素；Li 等[6]基于Modelica 語言對陶瓷材料的瞬態傳熱過程進行建模數值模擬，分析了材料儲熱、釋熱的動態特性.在實驗分析方面，馬令勇等[9]通過搭建實驗平臺對含有儲熱材料的屋頂進行研究，對比分析了材料不同物性參數對屋頂動態傳熱的影響；Pedersen[10]通過大量實驗數據總結出水滴撞擊熱表面時的破裂速度與水滴狀態對傳熱系數的影響.在理論分析方面，Artmann 等[11]利用一維熱傳導的解析解，量化了建筑結構的動態儲熱能力，以分析不同參數對結構動態儲熱能力的影響；……