郭少朋，高維，趙軍，安青松

（1 內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2 天津大學(xué)機械工程學(xué)院中低溫?zé)崮芨咝Ю?教育部重點實驗室，天津 300072）

在我國，每年約有50%的工業(yè)耗能以余熱形式被直接廢棄[1]，使得工業(yè)部門成為開展節(jié)能工作的主要對象。另一方面，隨著我國城鎮(zhèn)化的不斷深入，城市建設(shè)和格局正在逐步調(diào)整，圍繞原有城鎮(zhèn)出現(xiàn)了大批新型社區(qū)、工業(yè)區(qū)等。對于新型城鎮(zhèn)化的建筑而言，由于短期內(nèi)鋪設(shè)集中供熱管路的工程量較大，因此該類用戶往往采用自備鍋爐來滿足初期的供熱需求，不僅降低了能源利用效率，而且?guī)砹艘幌盗协h(huán)境污染問題[2]。因此，針對該類用戶遇到的問題研究一種合理的供熱方式就顯得尤為重要。

移動式蓄熱技術(shù)正是根據(jù)以上問題開展的一項集余熱回收、蓄熱和供熱應(yīng)用為一體的綜合能源利用技術(shù)。它利用交通工具將裝載蓄熱材料的蓄熱器運送到余熱源處進行蓄熱，待完成蓄熱后再將蓄熱器運送到用戶處進行放熱。放熱完成后的蓄熱器被送回余熱源處進行再次充熱，如此循環(huán)，實現(xiàn)余熱資源的回收利用和對用戶的供熱。由于具有靈活供熱方式的特點，移動式蓄熱技術(shù)還可以應(yīng)用于野外作業(yè)或有特殊用熱要求的用戶。移動式蓄熱技術(shù)的示意圖如圖1 所示。

一套完整的移動蓄熱系統(tǒng)主要包括熱源、裝載蓄熱材料的蓄熱器、運輸蓄熱器的交通工具和熱用戶四部分。相變蓄熱技術(shù)是移動蓄熱的核心。相變蓄熱技術(shù)利用材料在相變過程中吸收或釋放潛熱來存儲或釋放熱量[3]。由于儲能密度高[4]，且放熱過程中溫度基本恒定，因此將相變蓄熱技術(shù)應(yīng)用于移動蓄熱系統(tǒng)具有廣闊的前景。

圖1 移動式蓄熱技術(shù)示意圖

作為移動式蓄熱技術(shù)的主要設(shè)備，蓄熱器應(yīng)該在滿足移動式蓄熱技術(shù)應(yīng)用背景的情況下盡可能實現(xiàn)熱量快速穩(wěn)定的存儲與釋放。該過程的實現(xiàn)主要取決于蓄熱器內(nèi)部蓄熱材料快速和均勻地熔化與凝固過程。然而，由于材料在蓄熱器的相態(tài)變化過程中存在密度、黏度、比熱容等參數(shù)的變化，造成了蓄熱器內(nèi)材料熔化和凝固的不均勻情況，甚至出現(xiàn)一些較難熔化和凝固的部位，嚴重影響了蓄熱器的充放熱性能，因此了解蓄熱器內(nèi)材料熔化和凝固規(guī)律對于分析和完善蓄熱器的充放熱性能極為重要。本文選取赤藻糖醇[5-8]作為蓄熱材料，設(shè)計并搭建了采用光管的間接式蓄熱器實驗系統(tǒng)。通過實驗過程中相變材料的溫度變化情況分析蓄熱器內(nèi)材料的熔化凝固規(guī)律，為后續(xù)移動式蓄熱器結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化研究提供了理論基礎(chǔ)。

1 實驗

1.1 實驗系統(tǒng)與裝置

為了便于在實驗室內(nèi)開展研究，本文的移動蓄熱系統(tǒng)忽略了蓄熱器的運輸過程，僅包括模擬熱源部分、蓄熱器部分、模擬用戶部分、循環(huán)管路等，實驗系統(tǒng)如圖2 所示。

1.1.1 模擬熱源部分 按溫度高低分類，工業(yè)余熱一般分為600℃以上的高溫余熱、230～600℃的中溫余熱和230℃以下的低溫余熱[9]。本文的主要研究對象為低溫余熱。綜合考慮蓄熱材料赤藻糖醇的熔點和換熱溫差等因素后本文選取140℃作為模擬熱源溫度。為了在實驗室條件下實現(xiàn)對余熱源的模擬，實驗選用了由溫控加熱裝置和導(dǎo)熱油組成的閉式熱源系統(tǒng)。通過溫控加熱裝置加熱導(dǎo)熱油模擬余熱流體。充熱過程中導(dǎo)熱油進入蓄熱器的溫度為140℃，放熱過程中導(dǎo)熱油進入蓄熱器的溫度由布置在進口處的熱電偶測得。

圖2 移動蓄熱系統(tǒng)實驗系統(tǒng)圖

1.1.2 蓄熱器部分

蓄熱器是移動蓄熱系統(tǒng)的主要裝置，通過其內(nèi)部裝載的蓄熱材料在相變過程中吸收和釋放熱能來實現(xiàn)能量的存儲和利用。本文的主要研究對象為間接式蓄熱器，蓄熱材料和換熱工質(zhì)通過換熱壁面的間接式熱交換實現(xiàn)熱量傳遞和存儲。在蓄熱器的應(yīng)用過程中，換熱工質(zhì)攜帶熱量流進和流出蓄熱器，因此蓄熱器也可以被認為是一種能實現(xiàn)蓄熱功能的換熱裝置。對它的設(shè)計可以參考換熱器的設(shè)計經(jīng)驗進行。另一方面，蓄熱器不同于普通換熱器的是其內(nèi)部需要設(shè)計裝載蓄熱材料。為了使蓄熱器達到盡可能大的蓄熱量，減少運輸次數(shù)，節(jié)約運輸成本，要求蓄熱器內(nèi)裝載蓄熱材料的空間應(yīng)該足夠大。此外，還要在蓄熱器內(nèi)蓄熱材料的裝載側(cè)留出一定空間，防止蓄熱材料受熱后體積膨脹對蓄熱器造成 損壞。

因此，綜合考慮以上因素后，選擇殼管式換熱器作為間接式蓄熱器設(shè)計和研究的模型基礎(chǔ)。由于殼管式換熱器結(jié)構(gòu)中管內(nèi)空間較小，設(shè)計為蓄熱器的換熱工質(zhì)側(cè)；管外空間較大，可以容納更多的蓄熱材料，設(shè)計為蓄熱器的蓄熱材料裝載側(cè)。同時為了得到材料在蓄熱器中最基本的凝固熔化規(guī)律，并為后續(xù)蓄熱器結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化提供驗證模型，選取了最基本的光管蓄熱器結(jié)構(gòu)。

實驗系統(tǒng)中的蓄熱器箱體部分設(shè)計為水平圓柱體?？紤]到后續(xù)對蓄熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改造，蓄熱器箱體上部設(shè)計為可拆卸的平臺結(jié)構(gòu)。為了便于研究蓄熱器內(nèi)水平方向材料的溫度變化情況以及熔化凝固規(guī)律，在水平方向分別選取3 個截面A-A、B-B 和C-C 進行研究，見圖3。同時，為了分析蓄熱器內(nèi)材料在垂直方向上的溫度變化及熔化凝固情況，在3 個截面上又分別布置了4 個溫度測點。實驗選用日本橫河（YOKOGAWA）機電公司生產(chǎn)的MV1000 型號便攜式無紙記錄儀和天津自動化儀表八廠生產(chǎn)的鎳鉻-鎳硅熱電偶測試溫度數(shù)據(jù)。實驗進行前，對選用的熱電偶采用了精度為0.1 的標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計進行標(biāo)定。實驗結(jié)束后，用標(biāo)定得到的溫度校準(zhǔn)曲線對實驗數(shù)據(jù)進行處理，并得到最終實驗數(shù)據(jù)。蓄熱器箱體和換熱管尺寸信息及溫度測點的分布情況如圖3 所示。

圖3 間接式蓄熱器箱體和換熱管尺寸信息及溫度測點分布情況

1.1.3 模擬用戶端

本實驗的用戶部分主要包括了水箱、水泵、換熱器、流量計、閥門和循環(huán)管路。

1.2 實驗材料測試

1.2.1 實驗材料的DSC 測試

由于產(chǎn)品純度和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不同，實驗材料的相變溫度和相變潛熱會產(chǎn)生一定變化。為了在實驗過程中得到較為準(zhǔn)確的相變蓄熱參數(shù)，為后續(xù)實驗分析提供可靠的數(shù)據(jù)，針對選用批次的赤藻糖醇進行了示差掃描量熱法（DSC，differential scanning calorimetry）測試分析。實驗中DSC 測試分析選用了德國NETZSCH 公司生產(chǎn)的型號為DSC 204 F1的測試分析儀。為了保證測試儀器的準(zhǔn)確性，實驗前用銦對儀器設(shè)備進行了校準(zhǔn)測試。應(yīng)用德國SRTORIUS 公司生產(chǎn)的型號為BT 25S、精度為0.01mg 的電子天平稱取了質(zhì)量為9.220mg 的赤藻糖醇作為本次測試的試樣。進行測試時將赤藻糖醇試樣封裝在鋁制坩鍋內(nèi)，設(shè)定測試時的升溫速率為5℃/min，測試溫度范圍為20～160℃，測試氣氛為20mL/min 的氮氣。

1.2.2 實驗材料的過冷度測試

由于赤藻糖醇分子結(jié)構(gòu)中羥基數(shù)目較多，分子結(jié)構(gòu)和分子間作用力情況復(fù)雜，在發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變過程中可能造成過冷現(xiàn)象的發(fā)生。為了充分了解和掌握赤藻糖醇在相變過程中發(fā)生過冷現(xiàn)象的程度，以便針對該問題在系統(tǒng)應(yīng)用過程中采取相應(yīng)措施，本文設(shè)計并進行了赤藻糖醇的過冷度測試實驗。

圖4 赤藻糖醇過冷度測試示意圖

圖4 是赤藻糖醇過冷度測試示意圖。首先，稱取一定質(zhì)量的赤藻糖醇材料置于加熱試管內(nèi)，選用精度為0.2 的K 型熱電偶埋置在試管內(nèi)的材料中。正式進行實驗前，用精度為0.1 的溫度計對測試用 的熱電偶進行標(biāo)定。熱電偶的另一端連接數(shù)據(jù)采集裝置（日本Yokogawa，型號MV1000），間隔30s自動采集一次溫度數(shù)據(jù)。將裝有材料和熱電偶的試管放進恒溫油?。▽幉ㄐ轮?，型號 GDH-1020N）內(nèi)進行加熱，加熱溫度為140℃。當(dāng)觀察試管內(nèi)固態(tài)的赤藻糖醇全部熔化，并且數(shù)據(jù)采集裝置顯示的溫度達到材料的熔點溫度以上時認為試管內(nèi)的材料完成熔化過程。然后，將試管移出油浴加熱裝置，靜置于環(huán)境溫度中自然冷卻。觀察數(shù)據(jù)采集裝置，開始階段材料向周圍環(huán)境不斷放熱，溫度持續(xù)下降，當(dāng)?shù)竭_某一值時溫度維持基本恒定然后開始上升，此時的溫度即被認為是材料在該次放熱過程中的實際凝固溫度，其與理論凝固溫度的差值為此次放熱過程中的過冷度。記錄該溫度值并將置有材料和熱電偶的試管重新放進恒溫油浴內(nèi)進行加熱，重復(fù)以上過程并進行200 次過冷度測試。

1.3 實驗研究步驟

整個實驗過程分為充熱和放熱兩個階段。

1.3.1 充熱階段

開啟溫控加熱裝置，對管道加熱器內(nèi)的導(dǎo)熱油進行加熱，并注意觀察其溫度變化情況。當(dāng)導(dǎo)熱油的加熱溫度達到140℃時，開啟閥門V1、V2、V3、V6 和V8，關(guān)閉其他閥門，開啟導(dǎo)熱油泵，調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油流量至2.00m3/h，將加熱器內(nèi)的導(dǎo)熱油輸送至蓄熱器內(nèi)進行換熱。換完熱的導(dǎo)熱油經(jīng)循環(huán)管路流回加熱器內(nèi)進行再次加熱。

1.3.2 放熱階段

開啟閥門 V1、V2、V4、V5、V7、V9 和V10，關(guān)閉其他閥門，開啟導(dǎo)熱油泵，設(shè)置導(dǎo)熱油流量為2.00m3/h，使循環(huán)管路內(nèi)的導(dǎo)熱油進入蓄熱器內(nèi)被加熱，然后輸送至換熱器內(nèi)與來自水箱內(nèi)的水進行換熱。換完熱的導(dǎo)熱油經(jīng)循環(huán)管路流回蓄熱器內(nèi)進行再次加熱。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 材料測試結(jié)果與分析

2.1.1 材料DSC 測試結(jié)果與分析

圖5是材料DSC測試曲線圖。圖中，材料的相變溫度為DSC 曲線峰最大斜率的切線與基線交點對應(yīng)的溫度，相變潛熱為DSC 曲線峰的面積，可通過對其進行積分計算得到。通過分析圖5 可以知道，實驗選用的該批次赤藻糖醇相變溫度為117.7℃，相變潛熱為330.3kJ/kg。對比本文中選用赤藻糖醇的相變溫度和潛熱測試結(jié)果與文獻[3]中報道的數(shù)據(jù)可以看到，二者數(shù)值非常接近，存在的微小差異可以認為是由材料純度、測試誤差等因素引起的。因此，選用批次的赤藻糖醇在蓄熱性能上符合實驗要求，可以滿足移動式蓄熱系統(tǒng)實驗的研究應(yīng)用要求。

圖5 DSC 測試曲線

2.1.2 材料過冷度測試結(jié)果與分析

圖6 反映了赤藻糖醇進行200 次過冷度測試的情況。從圖6 中可以看到，在200 次過冷度的測試過程中，赤藻糖醇的過冷度范圍為10～70℃之間，說明其在自然冷卻條件下進行放熱時存在一定程度的過冷現(xiàn)象，因此在后續(xù)進行的系統(tǒng)放熱實驗中需注意觀察材料過冷現(xiàn)象對放熱過程的影響。

2.2 材料熔化凝固情況分析

間接式蓄熱器內(nèi)材料在充熱和放熱過程中的溫度變化情況如圖7 所示。從圖7 中可以看到，整個實驗過程中溫度的變化情況大致可以分為3 個階段。第一階段為實驗進行過程中的0～200min。這個階段時間相對較短，但蓄熱材料的溫度變化范圍較大，蓄熱材料主要以顯熱形式吸收熱能。第二階段為實驗進行過程中的200～690min。這個階段時間相對較長，材料的溫度變化范圍較小，是材料發(fā) 生熔化的主要階段，蓄熱材料主要以潛熱形式吸收熱能。第三階段從實驗進行的690～870min。在這個階段里，材料溫度下降非常明顯，儲存在材料中的大量熱能以潛熱和顯熱形式釋放出來。

圖6 自然冷卻條件下赤藻糖醇進行的200 次過冷度測試 情況

圖7 間接式蓄熱器內(nèi)各測點溫度變化情況

為詳細了解蓄熱器內(nèi)材料的熔化凝固情況，下面將上述3 個階段作進一步的分析。圖8 是實驗進行第一階段蓄熱器內(nèi)各測點溫度的變化情況。在這個過程中，蓄熱器內(nèi)材料的溫度從最初的60～70℃快速上升到110℃左右。隨著實驗過程的進行，材料溫度變化幅度逐漸減小，蓄熱器垂直截面中部和上部位置的測點溫度已接近或達到蓄熱材料熔點溫度，表明該處材料已開始準(zhǔn)備熔化。蓄熱器垂直截面下部測點溫度相對較低，表明下部材料開始熔化的時間較晚。

此外，從圖8 中還可以發(fā)現(xiàn)B-B 截面下部材料溫度要低于相同位置A-A 截面和C-C 截面的材料溫度。形成這個情況的主要原因是A-A 截面和C-C 截面距離蓄熱器兩側(cè)擋板位置較近，受擋板的影響造成測量溫度比真實溫度略高。基于這個分析對蓄熱器水平方向上對應(yīng)位置的測點進行比較后可以發(fā)現(xiàn)，水平方向蓄熱材料在實驗進行0～200min 內(nèi)的溫度變化和熔化情況基本一致。圖9 是實驗進行200～690min 蓄熱器內(nèi)各測點溫度的變化情況。從圖9 中可以看到，這個階段材料的溫度變化范圍較小，后期除蓄熱器底部3 個溫度測點外，其他部位測點溫度均已超過材料的熔化溫度。這種情況說明在充熱實驗后期，蓄熱器中部和上部材料已基本熔化，下部材料仍然保持固體狀態(tài)。造成這種情況的主要原因是由于蓄熱器下部換熱管布置密度相對中上部較小，造成下部材料熔化較慢。另一方面，由于液態(tài)材料密度小于固態(tài)材料，材料熔化后在重力作用下向蓄熱器上部流動，強化了蓄熱器中上部的自然對流換熱。蓄熱器下部材料位于最底層換熱管的下方，受到自然對流的影響作用較為微弱，因此熔化速率較為緩慢。

圖8 0～200min 間接式蓄熱器內(nèi)各測點溫度變化情況

圖9 200～690min 間接式蓄熱器內(nèi)各測點溫度變化情況

對比第二階段蓄熱器水平方向上對應(yīng)位置測點溫度可知，蓄熱器內(nèi)A-A 截面的T4 測點和C-C 截面的T12測點間實際溫差約為0～2℃。因此可以認為在實驗進行的200～690min 內(nèi)，水平方向上蓄熱材料的溫度變化及熔化情況基本一致。

圖10 690～870min 間接式蓄熱器內(nèi)各測點溫度變化情況

實驗進行的690～870min 是蓄熱器的放熱階段。如圖10 所示，伴隨著材料相變潛熱和顯熱的釋放，蓄熱材料的溫度變化在這個階段較為明顯。在實驗進行的690～750min 內(nèi)，蓄熱器垂直截面中 上部測點的溫度變化幅度較小，說明在這段時間內(nèi)蓄熱器內(nèi)中上部材料仍然保持液體狀態(tài)。由于蓄熱器下部材料在充熱階段中未完成熔化過程，其在放熱階段開始就主要為固體狀態(tài)，熱量的釋放以顯熱為主，溫度變化幅度較大。實驗進行750min 后，蓄熱器垂直截面中部材料溫度開始明顯下降，表明此時中部材料已基本完成相變潛熱的釋放，開始發(fā)生凝固現(xiàn)象并以顯熱形式繼續(xù)釋放熱量。此時，上部材料溫度仍然穩(wěn)定在熔點溫度以上，表明此時上部材料仍然呈現(xiàn)液態(tài)狀態(tài)。實驗進行850min 后，蓄熱器垂直截面上部材料溫度開始明顯下降，因此可以判斷出此時上部材料已基本完成相變凝固過程。

綜上可知，在放熱過程中，蓄熱器垂直截面下部材料由于在充熱過程中未完成熔化，在放熱過程開始即為固態(tài)。蓄熱器中部材料先于上部材料完成凝固放熱。造成這種凝固情況的原因主要由于材料固態(tài)和液態(tài)密度差引起的。在放熱過程中，液態(tài)材料密度較小，不斷地向蓄熱器上部流動，因此蓄熱器上部聚集了大量液態(tài)蓄熱材料。另一方面，由于上部對流強度較大，換熱管周圍材料在放熱階段開始時的凝固速率較快，容易在換熱管周圍形成一層凝固的材料層，阻礙了換熱管與周圍液體材料間的進一步對流換熱，使得上部材料凝固速率降低。

對比放熱過程中蓄熱器水平方向上對應(yīng)位置測點溫度可知，水平方向上蓄熱材料的凝固情況基本一致。

此外，分析圖10 還可以看到，蓄熱材料在系統(tǒng)實驗過程中并未出現(xiàn)十分明顯的過冷現(xiàn)象。這主要是因為在放熱過程中蓄熱材料釋放的熱量被循環(huán)系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油及時帶走并在換熱器內(nèi)傳遞給水箱內(nèi)的水，為蓄熱材料的凝固結(jié)晶提供了的動力，減弱了過冷現(xiàn)象發(fā)生的程度。因此，在實際應(yīng)用中基本可以忽略過冷現(xiàn)象對系統(tǒng)放熱過程造成的影響。

2.3 蓄熱量和蓄熱效率分析

為了進一步掌握間接式移動蓄熱器的性能情況，對蓄熱器的蓄熱量和蓄熱效率進行了定量分析。由于考慮到蓄熱器底部部分材料未完全熔化的情況，通過計算用戶側(cè)的得熱量來間接計算蓄熱器的蓄熱量及蓄熱效率。

圖11 反映了放熱實驗過程中進入用戶側(cè)換熱器的水溫、導(dǎo)熱油溫及二者溫差變化情況。從圖11 中可以看到，隨著蓄熱器內(nèi)熱量的釋放，循環(huán)系統(tǒng)導(dǎo)熱油的溫度和水箱內(nèi)水的溫度都在上升。放熱過程前期，蓄熱材料釋放出大量相變潛熱，使得導(dǎo)熱油和水的溫度快速上升，導(dǎo)熱油與水的溫差較大；放熱過程后期，大部分蓄熱材料完成了相變放熱過程，熱量的釋放以顯熱為主，導(dǎo)熱油和水的溫度上升緩慢，溫差逐漸減小。

圖11 間接式蓄熱系統(tǒng)放熱實驗水溫、導(dǎo)熱油溫及二者 溫差變化情況

在放熱實驗中，用戶側(cè)水箱內(nèi)水的體積為0.126m3，整個放熱實驗過程中水溫由39℃上升到了58℃，實驗過程中用戶側(cè)實際得到的熱量可以通過式（1）進行計算。

式中，Q為用戶側(cè)實際得熱量，MJ；cp為水的定壓比熱容，4.2×10-3MJ/(kg·℃)；m 為水箱中水的質(zhì)量，kg；Δt 為水箱內(nèi)水的溫升，℃。

經(jīng)計算實驗中用戶側(cè)實際得到的熱量Q 約為10.1MJ，考慮到換熱器的熱效率（本文取85%）和系統(tǒng)在放熱過程中的熱損失（本文取7%），蓄熱器的實際蓄熱量Qr約為12.8MJ。間接式蓄熱器內(nèi)設(shè)計裝載蓄熱材料質(zhì)量為60kg，蓄熱器在充熱過程中材料完全熔化后達到最大蓄熱量，其值可通過式（2）進行計算。

式中，Qmax為蓄熱器的最大蓄熱量，MJ；mPCM是蓄熱材料的質(zhì)量，kg；ΔH 是蓄熱材料的相變潛熱，MJ/kg；cp，PCM是蓄熱材料的比熱容，MJ/(kg·℃)；ΔT 是蓄熱材料的溫差，℃。

通過式（2）計算間接式蓄熱器的最大蓄熱量Qmax為26.8MJ。因此蓄熱器的蓄熱效率可以認為是實際蓄熱量與最大蓄熱量的比，約為48%。造成蓄熱器效率不高的原因主要有兩個：①蓄熱和放熱過程中的熱損失；②蓄熱器底部材料未完全熔化，使得實際蓄熱量降低，影響了蓄熱器的實際放熱量。因此對現(xiàn)有間接式蓄熱器進行優(yōu)化，將下部換熱管進行密集布置，同時增加部分環(huán)肋或直肋，增加換熱面積，將是間接式移動蓄熱器后續(xù)研究的主要方向。

3 結(jié) 論

通過搭建移動蓄熱實驗系統(tǒng)，并對蓄熱器內(nèi)的蓄熱材料在相變過程中的熔化凝固規(guī)律進行了實驗研究，得出以下結(jié)論。

（1）充熱過程中，垂直方向上，蓄熱器上部和中部的赤藻糖醇熔化速率較快，下部熔化較慢。水平方向上，赤藻糖醇的熔化規(guī)律較為一致。

（2）放熱過程中，垂直方向上，蓄熱器下部的赤藻糖醇凝固較快，上部的赤藻糖醇凝固速率較慢，中部的赤藻糖醇先于上部的赤藻糖醇凝固放熱。水平方向上，材料的凝固規(guī)律較為一致。

（3）總結(jié)本研究可知，充熱過程中，蓄熱器下部材料熔化緩慢，放熱過程中，蓄熱器上部材料凝固較慢，中部材料在充放熱過程中始終保持著較好的熔化凝固速率。因此為實現(xiàn)蓄熱器內(nèi)材料快速均勻凝固熔化，在后續(xù)的工作中，應(yīng)重點優(yōu)化蓄熱器上部和下部結(jié)構(gòu)。

（4）考慮到蓄熱器最底部材料存在較難熔化 區(qū)域，在后續(xù)的優(yōu)化過程中應(yīng)將下部換熱管進行密集布置。同時還可以增加部分環(huán)肋或直肋，以達到增加換熱面積，加快換熱速率的目的。

[1] 連紅奎，李艷，束光陽子，等. 我國工業(yè)余熱回收利用技術(shù)綜述[J]. 節(jié)能技術(shù)，2011，3（2）：123-128.

[2] 李炎鋒，楊英霞，高輝，等. 國內(nèi)幾種供暖方式的經(jīng)濟技術(shù)比較與分析[J]. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2004，23（4）：84-89.

[3] 楊波，李汛，趙軍. 移動蓄熱技術(shù)的研究進展[J]. 化工進展，2013，32（3）：515-520.

[4] Sharma A，Tyagi VV，Chen C R，et al. Review on thermal energy storage with phase change materials and applications[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2009，13：318-345.

[5] Akihide K，Nobuhiro M，Atsushi K，et al. Thermophysical and heat transfer properties of phase change material candidate for waste heat transportation system[J]. Heat Mass Transfer，2008，44：763-769.

[6] Abhat A. Low temperature latent heat thermal energy storage：heat storage materials[J]. Solar Energy，1983，30：313-332.

[7] Francis A. A review of materials，heat transfer and phase change problem formulation for latent heat thermal energy storage systems (LHTESS)[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2010，14：615-628.

[8] 唐志剛，李隆健，崔文智. 針翅管式相變蓄熱器傳熱特性的實驗研究[J]. 鄭州大學(xué)學(xué)報，2008，29（3）：69-72.

[9] 馮惠生，徐菲菲，劉葉風(fēng)，等. 工業(yè)過程余熱回收利用技術(shù)研究進展[J]. 化學(xué)工業(yè)與工程，2012，29（1）：57-64.