傳統(tǒng)化石能源帶來的環(huán)境污染問題日益凸顯，因此可再生能源得到了越來越多的關(guān)注，太陽能、風能、地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源正在加速布局。令狐友強等人通過研究表明，吸附儲熱是一種有著較高儲熱密度和較低熱損失的儲熱方式。沸石-液態(tài)水吸附儲熱系統(tǒng)以沸石顆粒作為儲熱介質(zhì)，具有系統(tǒng)簡單、換熱性能好和儲熱密度大等優(yōu)點。利用FLUENT建立了反應(yīng)器二維軸對稱對流換熱模型，分析了進水流速、反應(yīng)器高徑比和顆粒粒徑對系統(tǒng)釋熱過程出口水溫的影響。研究表明，在計算條件下，該系統(tǒng)能夠獲得最大70℃的溫升幅度，且進口流速越小，溫升幅度越大；高徑比越大溫升幅度越大，當高徑比1.5時，溫升不再隨高徑比的增加而增大；此外，粒徑越小，反應(yīng)速率和溫升幅度越大，也越有利于沸石與水的充分反應(yīng)。

一、背景闡述

熱化學儲熱技術(shù)通過可逆的化學反應(yīng)來存儲和釋放熱能，其儲熱密度遠高于顯熱儲熱和相變熱儲熱，不僅可以對熱能進行長期儲存且?guī)缀鯚o熱量損失，還可以實現(xiàn)冷熱的復合儲存，因而在余熱/廢熱回收及太陽能利用等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。

以天然沸石等多孔材料為基礎(chǔ)的水合鹽復合材料，具有一定的儲釋熱特性，其具有一定的優(yōu)勢。與固-氣吸附儲熱相比，固-液吸附儲熱在儲釋熱過程中流體與固體的換熱系數(shù)更高，儲熱裝置的換熱效果更好，且同等條件下固液吸附的飽和吸附量大于固氣吸附，儲熱密度更高。另外，固-液吸附無需加濕器，儲熱裝置相對簡單。因此，固-液吸附儲熱可解決固-氣儲熱換熱效果較差，儲熱密度較低的問題。

二、模型驗證

通過對濕空氣吸附過程建模來進行模型驗證。高瑞恒通過實驗研究了圓柱形反應(yīng)器內(nèi)的濕空氣吸附儲釋熱過程，在反應(yīng)器內(nèi)布置了多個測點，得到了溫度變化曲線。可以看出，數(shù)值計算和實驗結(jié)果變化趨勢保持一致，最大相對誤差為 12%，在考慮人為誤差、模型誤差以及實驗條件等因素影響下，認為相對誤差在可接受范圍內(nèi)。因此，該模型可以用于分析和預測沸石-水吸附儲熱系統(tǒng)溫度變化及其演變規(guī)律。

進口流速是沸石-水吸附儲熱系統(tǒng)溫度輸出特性的重要影響因素之一，研究表明，通過調(diào)節(jié)進口流速的大小可以獲得不同的出口水溫，以及不同的溫升幅度。釋熱過程進口流速越小，出口水溫越高，溫升幅度越大，達到最高出水溫度的用時也越長。不同粒徑大小的沸石-水系統(tǒng)反應(yīng)速率顯著不同，從而影響系統(tǒng)的出水溫度。粒徑越小，反應(yīng)速率越大，溫升速率大，溫升幅度高，也越有利于沸石與水反應(yīng)的進行。