混凝土储热块在太阳能采暖系统中的特性

doi:10.3969/j.issn.2095-4239.2013.03.009

储能科学与技术 ›› 2014, Vol. 3 ›› Issue (3): 244-249.doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2013.03.009

混凝土储热块在太阳能采暖系统中的特性

王艳¹, 菅泳仿¹, 白凤武¹, 田斌守², 李洋³

1中国科学院电工研究所,北京 100190;
2甘肃省建材科研设计院,甘肃兰州 730020;
3南京工业大学,江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室,江苏南京 211816

收稿日期:2013-09-23 出版日期:2014-05-01 发布日期:2014-05-01
作者简介:第一作者及通讯联系人:王艳(1978--),女,博士,助理研究员,主要从事太阳能热利用研究,E-mail:wangyan955@126.com.
基金资助:
国家重点基础研究计划(973项目)(2010CB227104); 江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验(南京工业大学)开放课题基金

Heat transfer performance of concrete-based thermal storage modules for solar thermal heating systems

WANG Yan¹, JIAN Yongfang¹, BAI Fengwu¹, TIAN Binshou², LI Yang³

1Institute of Electrical Engineering,Chinese Academic of Science,Beijing 100190,China;
2Gansu Building Materials Academy,Lanzhou 730020,Gansu,China;
3Nanjing University of Technology,Jiangsu Key Laboratory of Process Enhancement &New Energy Equipment Technology,Nanjing 211816,Jiangsu,China

Received:2013-09-23 Online:2014-05-01 Published:2014-05-01

摘要/Abstract

摘要： 随着能源需求的不断增长,推进可再生能源的发展成为现今能源领域的一大主题.本工作对可用于太阳能采暖的中低温混凝土储热块的传热特性展开了实验研究.通过研究尺寸为1.2 m×1.92 m×4 m的混凝土储热块在一定时间内流体及混凝土储热块内温度的变化,分析了中低温混凝土储热块的充放热特性.实验结果表明,当采用太阳能集热器提供的热水对混凝土储热块充热时,经过6 h的充热,混凝土储热块的温度从31.5 ℃升高到65 ℃,水的进出口平均温差达到10 ℃.放热过程中,混凝土储热块能提供8 h ,温度为45 ℃左右的热水供建筑采暖所需.通过实验研究,验证了在太阳能采暖系统中可以利用中低温混凝土储热块的传热特性来进行热量的存储,提高可再生能源的利用率.

关键词: 混凝土储热, 太阳能, 建筑采暖

Abstract: This paper concerns a solar thermal water heating system that combines two concrete modules connected in series for thermal energy storage. The heat transfer performance of the concrete based thermal storage unit was investigated experimentally. The results showed that the temperature of the concrete thermal storage modules increased from 31.5 ℃ to 65 ℃ within a charging period of 6 h using solar thermal energy, and the water temperature difference from the storage was about 10 ℃. During the discharging process, the outlet water temperature was about 45 ℃, which could potentially be used for building heating for 8 h.

Key words: concrete thermal storage, solar energy, heating building

中图分类号:

TK511.2

王艳, 菅泳仿, 白凤武, 田斌守, 李洋. 混凝土储热块在太阳能采暖系统中的特性[J]. 储能科学与技术, 2014, 3(3): 244-249.

WANG Yan, JIAN Yongfang, BAI Fengwu, TIAN Binshou, LI Yang. Heat transfer performance of concrete-based thermal storage modules for solar thermal heating systems[J]. Energy Storage Science and Technology, 2014, 3(3): 244-249.

参考文献

[1] Statistics Canada. Energy Supply and Demand Data[S]. 2009.
[2] Natural Resources Canada. Residential End-Use Model[S]. 2009.
[3] Zheng Ruicheng. Current situation and development of solar heating technology in China[J]. Energy Sciences ,2009,7(2):86-90.
[4] Alfred Heller. 15 Years of R&D in central solar heating in denmark[J]. Solar Energy ,2000,69(6):437-447.
[5] Ye Ling,Jiang Yiqiang,Yao Yang,Zhang Shicong. Operation performance of central solar heating system with seasonal storage water tank in Harbin[J]. Journal of Hunan University : Nature Sciences (湖南大学学报:自然科学版),2009,36(5):111-114.
[6] Entrop A G,Brouwers H G H,Reinders A H M E. Experimental research on the use of micro-encapsulated phase change materials to store solar energy in concrete floors and to save energy in Dutch houses[J]. Solar Energy ,2011,85(5):1007-1020.
[7] Hang Dong,Tian Shengli,Xiao Deyan. Experimental study on the phase change behavior of phase change material confined in pores[J]. Solar Energy ,2007,81(5):653-660.
[8] Tyagi V V,Panwar N L,Rahim N A, et al . Review on solar air heating system with and without thermal energy storage system[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews ,2012,16(4):2289-2303.
[9] Doerte Laing,Wolf-dieter Steinmann,Rainer Tamme, et al . Solid media thermal storage for parabolic trough power plants[J]. Solar Energy ,2006,80(10):1283-1289.
[10] Skinner J E,Brown B M,Selvam R P. Testing of high performance concrete as a thermal energy storage medium at high temperatures[C]//Washington:Proceedings of the ASME 2011 5th International Conference on Energy Sustainability,2011.
[11] Guo Chengzhou,Zhu Jiaoqun,Zhou Weibing, et al . Fabrication and thermal properties of a new heat storage concrete material[J]. Journal of Wuhan University of Technology : Materials Science (武汉理工大学学报:材料科学版),2010,25(4):628-630.
[12] Doerte Laing,Eickhoff M,Hempel M. Test results of a combined storage system for parabolic trough power plants with direct steam generation[C]//Washington:Proceedings of the ASME 2011 5th International Conference on Energy Sustainability,2011.
[13] Doerte Liang,Dorothea Lehmann,Michael Fib, et al . Test results of concrete thermal energy storage for parabolic trough power plants[J]. Journal of Solar Energy Engineering ,2009,131:41007-41016.

[1]	杜保存, 黄丽娟, 雷勇刚, 宋翀芳, 王飞. 填充床熔盐蓄热器的动态温度与应力特性[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2141-2150.
[2]	陶飞跃, 王焕然, 李瑞雄, 赵静, 葛刚强, 贺新, 陈昊. 利用环境再冷的二氧化碳储能热电联产系统及其热力学分析[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(5): 1492-1501.
[3]	何聪, 鹿院卫, 宋文兵, 陈晓彤, 吴玉庭, 樊占胜. 新型相同钠离子混合熔盐相图预测及物性测量[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1729-1734.
[4]	吴玉庭, 明苏布道, 张灿灿, 鹿院卫. 三元混合碳酸熔盐热物性实验研究[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(4): 1292-1296.
[5]	陈曦, 刘骞, 徐江海, 龙施淳, 万忠民. 基于太阳能和朗肯循环的热电氢联供系统[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 611-616.
[6]	杜明俊, 敬加强, 张志贵, 李金帅, 尹然. 太阳能光热转换稠油热采关键技术[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(S1): 62-69.
[7]	万倩, 何露茜, 何正斌, 伊松林. 泡沫铁/石蜡复合相变储能材料放热过程及其热量传递规律[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(4): 1098-1104.
[8]	娄放, 张恒运, 解道昌, 刘俊良, 毛德文, 孙其富, 李源杰. 基于热电制冷的车用太阳能空调系统[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(4): 1178-1185.
[9]	王烨, 蔺虎相, 胡悦, 王苗, 林源山. 半球形顶太阳能蓄热水箱内置错层隔板结构及运行参数优化[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(3): 942-950.
[10]	刘凯, 蔡颖玲. 一种新型相变蓄热水箱应用于太阳能组合系统的实验研究[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(6): 1230-1234.
[11]	张永一川, 章学来, 徐笑锋. 太阳能光伏系统冷却技术的发展进程[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(5): 821-828.
[12]	王烨, 宋荣飞, 胡悦, 鲁红钰. 内置隔板开孔方式对太阳能蓄热水箱热分层的影响[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(5): 897-903.
[13]	何峰, 李廷贤, 姚金煜, 王如竹. 基于相变储热的太阳能多模式采暖系统及应用[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(2): 311-318.
[14]	朱闯, 铁生年, 韩红静. 影响硝酸熔盐高温稳定性的因素[J]. 储能科学与技术, 2019, 8(1): 173-179.
[15]	陈虎，吴玉庭，鹿院卫，马重芳. 熔盐纳米流体的研究进展[J]. 储能科学与技术, 2018, 7(1): 48-.

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Heat transfer performance of concrete-based thermal storage modules for solar thermal heating systems

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