柴油机尾气余热相变储热系统的实验研究：一种新型储热罐的性能分析

《ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT》：Experimental investigation of temperature variations and heat stored during charging process in a novel thermal energy storage tank integrated to a diesel engine exhaust

本文综述了将相变材料（PCM）应用于新型潜热储热（LHTES）系统，以回收和储存压燃式（CI）发动机尾气余热的研究。实验表明，该系统（采用石蜡作为PCM）能有效存储高达20.4 MJ/h的热能，为提高能源利用效率、减少碳排放提供了有前景的技术路径。

　　

LHTES储热罐

用于回收和储存CI发动机尾气中余热的LTHES系统由三部分组成：(i) 主尾气管线 (ii) 次尾气管线 和 (iii) LTHES储罐。主尾气管线（MP）和次尾气管线（SP）连接到LHTES储罐的布置，以及储罐中外管（A和B）的管道布置如图1 (i), (ii)所示，而完整的框图如图1 (iii)所示。

LHTES储罐

相变材料（PCM）的X射线衍射（XRD）分析

X射线衍射仪将特定波长的X射线聚焦在样品上，改变样品和探测器的位置，以根据光束和样品的方向测量衍射辐射的幅度。从得到的强度与角度关系图可以推断出样品的物相和材料结构信息。

结论

本研究工作中制造并测试了一种用于CI发动机的LHTES系统。通过实验研究了LHTES储罐中温度随时间的变化。实验采用标准II型纯石蜡作为潜热储存材料。并进行了XRD和差示扫描量热法（DSC）分析。在不同发动机负载下记录了充电速率。该能量存储系统的性能基于热提取速率和充电速率等不同参数进行评估。由于相变材料（PCM）的热导率较低，充电需要较长时间，但同时从尾气中提取的能量非常高。LHTES储罐系统在正常环境条件下表现良好。