(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210856110.2 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 屈治国　王宁　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 专利代理师 覃婧婵 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 填充多级相变材 料储热器的能效评价方法 (57)摘要 本发明公开了一种填充多级相变材料储热 器的能效评价方法， 方法中， 储热器具有分隔壁 面且填充多级相变材料， 计算整个储/放热过程 中分隔壁面的储/放显热量； 获取储热器中所用 高导热添加材料的计算参数， 计算高导热添加材 料的储/放显热量； 获取不同相变材料固相状态 下的计算参数， 计算整个储/放热过程中多级相 变材料固相状态下的储/放显热量； 获取不同相 变材料液相状态下的计算参数， 计算多级相变材 料液相状态下的储/放显热量； 计算多级相变材 料总的储/放潜热量； 获取储热器中相变材料体 积变化评价因子； 获取储热器中换热流体流动的 计算参数， 计算储热器中流体换热造成的泵功消 耗； 计算填充多级相变材 料储热器的能效指标。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115310273 A 2022.11.08 CN 115310273 A 1.一种填充 多级相变材 料储热器的能效评价方法， 其特 征在于， 其包括以下步骤， 第一步骤： 储热器具有分隔壁面且填充多级相变材料， 分隔壁面的计算参数包括储热 器中所用分隔壁面的质量mwall和体积Vwall， 分隔壁面的定压比热容(Cp)wall， 储/放热过程初 始时刻和结束时刻τ1和τ2， 储/放热过程初始时刻和结束时刻对应的分隔壁面的平均温度 Tini， wall和Tend， wall； 第二步骤： 计算整个储/放热过程中分隔壁面的储/放显热量， 所述分隔壁面的储热量 为： 所述分隔壁面的放热量 为： 第三步骤： 获取所述储热器中所用高导热添加材料的计算参数， 所述添加材料的计算 参数包括储热器中高导热添加材料的质量madd和体积Vadd， 高导热添加材料的定压比热容 (Cp)add， 储/放热过程初始时刻和结束时刻对应的高导热添加材料的平均温度Tini， add和 Tend， add， 高导热添加材料为金属翅片， 金属泡沫或膨胀石墨等； 第四步骤： 计算高导热添加材料的储/放显热量， 所述高导热添加材料的储热量为： 所述高导热添加材料的放热量为： 第五步骤： 获取不同相变材料固相状态下的计算参数， 所述固相状态下的计算参数包 括不同相变材料的质量mpcm， i和体积Vpcm， s， i， 不同相变材料固相状态下的定压比热容 (Cp， s)pcm， i， 储/放热过程初始时刻和结束时刻对应的不同相变材料的平均温度Tini， pcm， i和 Tend， pcm， i， 多种相变材 料的相变温度为Tm， i， i代表第i种相变材 料； 第六步骤： 计算整个储/放热过程中多级相变材料固相状态下的储/放显热量， 所述储/ 放显热量 为： 储热时所吸 收的热量 为 放热时所释放的热量 为 n为储热器中所用到的相变材料的总 类别； 第七步骤： 获取不同相变材料液相状态下的计算参数， 所述液相状态下的计算参数包 括不同相变材 料液相状态下的定 压比热容(Cp， 1)pcm， i和体积Vpcm， 1， i； 第八步骤： 计算多级相变材料液相状态下的储/放显热量， 所述储/放显热量为： 储热时所吸收的热量为 放热时所释放的热量 为 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115310273 A 2第九步骤： 获取不同相变材料相变过程中所吸收/释 放的潜热量Lpcm， i， 计算多级相变材 料总的储/放潜热量， 所述总的储/放潜热量 为： 第十步骤： 计算储/放热整个过程完成所需的时间为： Δt＝ τ2‑τ1； 第十一步骤： 计算整个储热器的总质量或总 体积， 所述总质量为： 所述储热器的总体积为： 相变材料在相变为液体后的体积膨胀 现象， 储热器设计时相变材 料的填充体积以液体相变材 料为依据； 第十二步骤： 计算整个储热器 中相变材料的体积变化评价因子， 当处于储热状态时， 对 应相变材料的体积膨胀， 所述体积变化评价因子为 当处于放热状态 时， 对应相变材 料的体积收缩， 所述体积变化评价因子为 第十三步骤： 获取储热器中换热流体流动的计算参数， 所述换热流体流动的计算参数 包括不同管道中换 热流体的体积流 量qv， j和压降ΔPj， j为储热器中第j条 换热流体管道； 第十四步骤： 获取储热器中流体换热造成的泵功消耗， 所述泵功消耗为： k为储热器中换 热流体管道的总数； 第十五步骤： 计算填充多级相变材料储热器的能效指标， 包括单位时间单位质量单位 泵功下的储/放热密度和体积变化评价因子： 以及单位时间单位体积单位泵功下的储/放热密度和体积变化评价因子： α和β分别为权重因子， 反映能 效指标中储热密度和体积变化评价的权重， 两者之和为1； η表示低品质热能转化为高品质 电能的系数。 2.根据权利要求1所述的填充多级相变材料储热器的能效评价方法， 其中， 优选的， 低 品质热能转 化为高品质电能的系数 η根据电能来源进行 换算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115310273 A 3