最新刊期

    2026年第15卷第3期

      储热储冷多场景应用专刊

    • 连毅, 黄沛丰, 罗伊默, 潘振飞
      2026, 15(3): 701-712. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0085
      摘要:针对传统相变材料热导率低、易泄漏及低温环境下缺乏主动调温能力等问题,本工作开发了一种新型石墨烯-碳化海绵/石蜡(CF-rGO/PW)复合相变材料,对其热导率、相变潜热等关键热特性参数进行了实验测量与分析。在此基础上,构建了采用该材料的电池模组三维耦合热模型。在不同放电倍率下,电池最高温度的仿真与实验结果误差不超过2%,验证了模型的可靠性。基于该模型,进一步探究了其在电池热管理中的应用效果,分析了恒定倍率放电、频繁充放电及热滥用触发工况下模组的温度演化规律。结果表明,在2 C与3 C工况下,采用复合相变材料可使电芯最高温度降低约5~15℃,并将最大温差控制在1.5℃以内。在频繁充放电条件下,瞬态温度波动幅值较空气冷却平均降低约23%,在相变温区内降低程度提高至36%。在热滥用工况下,相较于无阻隔结构的电池模组,复合相变材料-电池模组中的高温区域仅发生在触发电芯及其相邻电芯,且相邻电芯到达温度峰值的时间延迟了约300 s,同时后排电芯温升不明显。可见,本工作开发的新型复合相变材料显著提升了电池模组的热稳定性与安全性。  
      关键词:复合相变材料;电池热管理;多工况数值分析;热滥用   
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      更新时间:2026-07-01
    • Na2SO4·10H2O相变浆体的改性优化与热性能评估

      岳心如, 郑瑞云, 林文野, 郭洪范, 宋文吉, 冯自平, 何梓轩
      2026, 15(3): 713-722. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0028
      摘要:为了解决无机水合盐相变浆体中水合盐晶粒生长和沉降带来的流动堵塞和稳定性恶化问题,本研究通过晶粒形貌观测、静态吸附浓度测量法和静置沉降实验,探究不同添加剂对十水硫酸钠相变浆体流动性和稳定性的影响。对比实验获得了最佳表面活性剂和增稠剂添加量,并基于此制备得到含30%硫酸钠、4%十水四硼酸钠、0.2%十六烷基三甲基氯化铵和0.1%聚丙烯酰胺的改性优化相变浆体。通过T-history法及流动传热测试获得了改性优化十水硫酸钠相变浆体的热力学及流动传热性能,发现所制备的相变浆体在27~32℃温度区间的有效储能密度达到131.45 J/g,是同温区内水储能密度的约6.3倍。此外,为构建十水硫酸钠相变浆体的流动传热特性模型以支撑其在冷/热热储运中的工程应用,研究还回归拟合了不同流态下流动摩擦阻力和平均努塞尔数经验关联式,获得了较高的拟合优度(R2达0.91~0.98)。本研究的相关成果对无机水合盐相变浆体的优化制备和应用推广具有实际意义。  
      关键词:相变浆体;冷/热储能;十水硫酸钠;传热流动;改性优化   
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      更新时间:2026-07-01
    • 十水硫酸钠水合盐凝胶的制备及其表面张力调控

      黄涛涛, 陈淑惠, 张正国, 方晓明, 凌子夜
      2026, 15(3): 723-734. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0100
      摘要:为满足储能领域不同应用场景对超薄柔性相变材料的精细化开发需求,解决十水硫酸钠(SSD)基相变材料过冷度大、相分离、易泄漏的固有缺陷,以及突破超薄水凝胶制备中表面张力大、铺展性差、易成孔的工艺瓶颈,本研究采用原位溶胶-凝胶法构建聚丙烯酸钠/海藻酸钙/十水硫酸钠(PAAS/CA/SSD)双网络水凝胶,开展可广泛应用于储热储冷领域的十水硫酸钠水合盐凝胶材料配方优化、性能调控及超薄成型关键技术研究。结果表明,PAAS质量含量10%的PA-10样品综合性能最优,其相变温度31.88℃、相变焓119.7 J/g,分解温度88.81℃、分解焓913.5 J/g,结晶态拉伸强度0.29 MPa、断裂伸长率16%,热导率维持在0.82 W/(m·K)以上,兼具刚度与柔韧性且无泄漏,适配储能装置的材料性能要求;通过质量分数1%六偏磷酸钠(SHMP)与6%硼砂协同调控,将SSD过冷度降至接近0℃,显著提升相变可控性,解决了材料工程化应用的核心性能问题;为解决超薄水合盐的成型难题,引入杜邦FS-3100表面活性剂调控表面张力,通过实验确定最佳添加量为1‰,使水凝胶在硅胶模具表面的接触角由111.1°降至42.2°,成功制备出1 mm厚、无孔洞、厚度均匀的超薄水凝胶,突破了超薄相变水凝胶的成型工艺瓶颈。性能测试显示,表面活性剂仅使凝胶网络轻微松散,其力学性能仍优于传统压制法制备样品,且未显著影响材料热性能,相变焓与分解焓基本保持稳定。本研究制备的超薄SSD基水合盐凝胶材料的相变温度与柔性特点适配人体热管理、锂离子电池热管理及热失控防护等储能场景,为无机水合盐中低温储能材料的轻薄化开发提供新路径,也为储能装置的微型化、柔性化设计及系统运行优化提供了实验依据和技术支撑。  
      关键词:十水硫酸钠;水凝胶;相变材料;表面张力调控;储热储冷   
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      更新时间:2026-07-01
    • 杨光, 牟飞, 李元元, 程晓敏
      2026, 15(3): 735-746. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1010
      摘要:二水合硫酸钙(CaSO4·2H2O)作为磷石膏的主要成分,具有储热密度高、成本低廉、来源广泛等优势,其脱水/水合可逆反应可实现中温领域热能的高效存储与释放,在太阳能中温集热、工业余热回收等场景中具有巨大应用潜力。但该材料具有固有热导率低、循环过程中易团聚和板结的缺陷,严重制约了其传热传质与长期服役稳定性,成为其工程化应用的核心难题。为解决上述问题,本研究以CaSO4·2H2O为储热基体,通过功能组分协同改性与多孔结构复合策略,开展了热化学储热材料的制备与性能优化研究。具体采用溶液合成法制备高纯度CaSO4·2H2O粉末,添加质量分数为3%的膨胀石墨(EG)作为导热增强相、5%的纳米二氧化硅(SiO2)作为团聚抑制剂,经球磨工艺制备CaSO4·2H2O/3EG/5SiO2储热基质(HSM),再通过真空浸渍法将储热基质与多孔泡沫铜(CF)复合,构建CF@HSM多孔复合热化学储热材料。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、激光导热仪等表征手段,系统分析材料的微观形貌、晶体结构、化学相容性、热性能及循环稳定性。结果表明,膨胀石墨的高导热特性使CaSO4·2H2O热导率从0.577 W/(m·K)提升至0.797 W/(m·K),提升幅度达38.1%;纳米二氧化硅通过分散颗粒、抑制晶界迁移,显著改善了材料循环后的团聚现象;泡沫铜的多孔结构与高导热性进一步优化了传热传质路径,使复合后材料热导率提升至1.509 W/(m·K),较纯CaSO4·2H2O提高161.5%。该复合材料焓值达359 J/g、封装率为70.4%、反应温度区间为120~160℃,与太阳能中温集热条件高度适配;经80次水合/脱水循环后,储热密度仍保持在92.3%,晶体结构与化学相容性未发生明显变化,循环稳定性优异。本研究通过多孔结构与功能组分改性的协同设计,有效破解了水合盐热化学储热体系热导率低、易团聚的关键技术难题,为水合盐类储热材料的性能优化提供了兼具科学性与实用性的新策略,同时为磷石膏资源化利用开辟了高附加值应用路径,对推动中温热化学储热技术的工程化应用具有重要参考价值。  
      关键词:二水合硫酸钙;热化学储热;热导率;循环稳定性   
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      更新时间:2026-07-01
    • 耦合微通道与相变材料的太阳能光伏/热系统实验研究

      陈梦汝, 林文野, 黄超, 宋文吉, 郑瑞芸, 顾晓滨, 崔兴兰, 年洪恩
      2026, 15(3): 747-759. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0101
      摘要:太阳能可再生能源的开发利用被认为是缓解全球能源危机与环境压力的重要途径。然而,传统太阳能利用系统仍面临多重技术瓶颈,如光伏光电转换效率受其温度影响、系统综合能效偏低、能量产需时空失配等。因此,本研究提出一种耦合多层微通道与定形相变材料的温控-蓄热一体式光伏/热系统。通过搭建实验测试平台,对比分析了光伏系统、常规光伏-相变材料系统及新型耦合系统的热电性能,并重点探讨了太阳辐照度、工质流量、相变材料质量等关键参数对系统运行特性的影响规律。实验结果表明,该温控-蓄热一体式光伏/热系统展现出优异的综合性能。在1000 W/m2太阳辐照度下,光伏电池最高工作温度可以控制在55.3℃以内,系统平均电效率和平均热效率分别达到12.8%和24.7%。通过实验对比可知,常规光伏系统和光伏-相变材料复合系统的整体效率分别为29.2%和46.2%,而本系统的最高整体效率可达58.3%。进一步分析发现,随着太阳辐照度的增加,系统电效率、热效率及整体效率呈下降趋势,但最大输出功率持续提升。此外,提高微通道内工质流量以及增加相变材料的装载质量,可显著降低光伏组件工作温度,并增强系统的电效率与热效率。另一方面,在无太阳辐照条件下,该系统能够有效延缓相变材料的冷却凝固过程。与常规光伏/热系统相比,储热单元保温时间从78 min可以延长至154 min。  
      关键词:光伏/热系统;多层微通道;相变材料;热能存储;热管理   
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      更新时间:2026-07-01
    • 单罐熔盐储热系统的放热性能实验

      李炜, 聂阳彬, 李云飞, 刘绍鹏, 程晓君, 张永学
      2026, 15(3): 760-768. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0949
      摘要:本工作通过实验研究了采用直排管换热器的单罐熔盐储热系统放热性能,分析了蓄热、放热及静置散热过程中的温度变化规律。实验表明,在风机全功率运行时,系统最大放热功率为63.7 kW,平均放热功率为46 kW,整体放热效率为88%,能够将冷水从27℃加热至64.4℃。放热过程中熔盐温度分布整体均匀,但空气进口附近因局部换热强,温度下降较快。在12小时静置散热过程中,熔盐温度线性下降,总降幅为36.8℃,平均散热功率为4.8 kW,垂直方向出现明显温度分层,最大温差达16.8℃。本研究为直排管换热器在单罐熔盐储热系统中的应用提供了实验依据,对区域供热及工业储热工程设计具有参考价值。  
      关键词:熔盐储热;单罐系统;放热性能;直排管换热器;静置散热   
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      更新时间:2026-07-01
    • 耦合余热回收的高温热泵储能供热系统研究

      章颢缤, 梅炜光, 胥博文, 李闽华, 孟奕融, 徐超
      2026, 15(3): 769-780. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0963
      摘要:为提高可再生能源消纳能力并实现工业余热的高效回收与再利用,本研究提出了一种基于高温热泵储能(pumped thermal energy storage, PTES)技术的工业余热回收与高温蒸汽供热系统。该系统通过在电网低谷时段利用高温热泵回收工业废水中的低温热量,结合固体储能单元实现热能的储存与释放,提供全天候高温蒸汽供热。基于Aspen Plus与MATLAB平台建立了热泵储能系统的热力学仿真模型,涵盖压缩机、膨胀机、换热器、蒸汽发生器及固体储能模块,模拟不同工况下能量流动与性能响应。仿真结果显示,在工业废水温度为60℃的条件下,空气、氩气、氮气和二氧化碳4种循环工质的系统性能系数(COP)分别为1.519、1.478、1.523和1.327。在固体储能单元分析中,孔隙率为0.35,颗粒粒径为0.03~0.05 m时可获得最优热效率和COP性能。进一步以空气为工质开展系统敏感性分析,评估系统关键参数对性能的影响。结果显示,较高的余热温度与较低的压缩机出口温度有助于系统性能提升。当余热温度为100℃、压缩机出口温度为400℃时,系统COP可达到1.658。此外,设备成本估算结果显示,压缩机和电动机成本占比最大,这表明压缩与功率转换单元是经济性优化的关键环节。研究结果可为高温热泵储能系统在工业供热领域的工程设计与可行性分析提供理论依据与参考。  
      关键词:多能互补;储能系统;余热回收;高温热泵;热力学仿真   
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      更新时间:2026-07-01
    • 王瑞敏, 余庆华, 贾娜, 王琳, 孙彬博
      2026, 15(3): 781-793. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0998
      摘要:太阳能跨季节水体储热供暖系统能够实现夏热冬冷地区的“夏热冬用”,显著减少传统供暖方式的碳排放,然而该系统存在输出温度调控困难及供暖中后期温度下降等问题,为满足稳定供暖需求,需耦合水源热泵实现温度的灵活调节。本研究以武汉市某三层大型建筑为供暖对象,构建了耦合光伏/光热(photovoltaic/thermal,PV/T)组件、跨季节储热水体及水源热泵的多源供暖系统,通过建立全年动态仿真模型,从能效、经济性和供暖稳定性3个维度对该系统的综合性能进行了深入研究,并将其与基于单一PV/T的跨季节水体储热供暖系统和PV/T耦合电锅炉的跨季节水体储热供暖系统进行了对比分析。结果表明:PV/T耦合水源热泵的跨季节水体储热供热系统综合性能最优,其系统全年平均能效比为7.537,全生命周期成本为142.83万元,供暖进水温度的均方根误差为1.321。进一步地,采用Hooke-Jeeves算法对该系统的PV/T组件面积、倾斜角、蓄热水箱容积以及热泵额定制热量进行了优化配置,优化后系统全年平均能效比提高4.59%、全生命周期成本降低8.89%,优化效果显著。本研究可为面向夏热冬冷地区大型建筑的太阳能跨季节储热供暖系统的设计和优化提供理论依据和工程指导。  
      关键词:跨季节储热;PV/T系统;水源热泵;TRNSYS;参数优化   
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      更新时间:2026-07-01
    • 李为林, 王汉瑞, 黄淳宇, 梁永辉, 高海超, 郭亚宾
      2026, 15(3): 794-805. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1155
      摘要:为提升建筑空调系统用能柔性并适配冬夏差异化供能需求,本工作提出一种开式非承压、可更换相变材料的新型管壳式储能水箱,并将其集成于常规空气源热泵系统中。通过实验与数值模拟相结合的方法,系统研究了该复合系统在冬、夏双工况下的蓄放热性能与用能调节能力。结果表明:冬季运行时,通过调节风机盘管设定温度(20~24℃)与风速(850~1430 m3/h),相变储能水箱的释热时长可在48~90 min内调节,提升幅度达87.5%,系统用电削减率为89.2%~95.3%;夏季实验验证了系统释冷工况的可行性与稳定性,模拟结果表明完全蓄冷后可支持连续供冷约155 min。此外,模拟优化显示连续蓄热时间较实验可缩短约57%。本工作通过结构创新与运行模式设计,显著提升了空气源热泵系统在制冷制热双工况下的用能调节能力,为相变储能在建筑空调中的应用提供了技术参考。  
      关键词:空气源热泵;相变储能;双工况运行;用能特性   
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      更新时间:2026-07-01
    • 热泵与电加热耦合的卡诺电池电转热过程建模与性能研究

      王天堃, 殷文兴, 邢刚, 韩小寒, 王志得, 乔永辉
      2026, 15(3): 806-816. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1003
      摘要:为提升高比例可再生能源电力系统的调峰能力,本研究针对火电机组灵活改造场景,构建了热泵与电加热耦合的卡诺电池电转热过程模型,研究了不同耦合方式下的系统热力学性能。基于Aspen HYSYS软件,建立以空气为工质的逆布雷顿循环稳态热力学模型,系统分析了串联与并联两类耦合方式下的运行特性及性能差异。串联系统中,分别研究了电加热器在压缩机前、压缩机后及换热器后的三种布置形式。结果表明:在无回热系统中,电加热器置于压缩机后时能实现最佳性能,制热系数(COP)最高达2.065;在有回热系统中,电加热器置于熔盐换热器后时,系统能效最优,COP最高为1.292。本研究进一步构建了两种并联系统模型:两热泵并联系统与热泵电加热并联系统。研究结果显示,两热泵系统在额定负荷下具有更高的产热能力,而热泵电加热系统在部分负荷下的能效提升更显著,COP随输入功率降低由1.182上升至1.230,表现出优异的调节灵活性。综合分析表明,电加热与热泵的耦合形式显著影响系统的能量品位匹配与运行效率:紧密耦合有利于提升协同效率,解耦设计则能在复杂系统中维持高效稳定运行。本研究揭示了热泵与电加热协同运行的关键机理与优化方向,为火电机组灵活改造及卡诺电池储能系统工程应用提供了理论依据。  
      关键词:卡诺电池;热泵;电加热;耦合模型;热力学分析   
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      更新时间:2026-07-01
    • 耦合热驱动吸附式制冷与相变储冷的车用热管理系统

      唐一辉, 仵斯, 沈丽丽, 孙晓霞, 李廷贤
      2026, 15(3): 817-827. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1030
      摘要:针对机动车辆尤其是混合动力车辆存在的多元化热需求,本研究提出并实验验证了一种耦合热驱动吸附式制冷与相变储冷的先进热管理系统。该系统以发动机尾气余热为驱动热源,利用金属卤化物(氯化锶/氯化锰复合吸附剂)与氨工质对的可逆吸附-脱附反应实现热驱动制冷,结合相变储冷材料实现冷能的存储与稳定可控释放;同时,吸附过程可产生稳定的热能输出,进而将尾气余热有效转换为冷热能灵活利用,降低车辆热管理能耗。仿真实验表明,未采用相变储冷时,系统的制冷功率不稳定,总的制冷量随着加热温度和流量增加而增加。根据仿真结果搭建实验台并测试了典型工况下系统的性能。结果表明,在夏季环境(温度为37℃)工况下,储冷后相变材料可稳定以平均1.37 kW的制冷功率输出温度为15~20℃的冷能,其储冷能量密度和功率密度分别为247 kJ/kg和47.2 kW/m3,系统性能系数(COP)为0.234;在冬季-30~5℃的低温下,系统最高以平均1.69 kW的制热功率稳定输出温度为60℃的热能,吸附剂的储热能量密度和功率密度分别为744.6 kJ/kg和60.4 kW/m3,此热能可用于发动机的冷启动暖机、座舱控温等。本研究为提升机动车辆全域环境适应性、提高车辆能源综合利用率提供了潜在的技术路径。  
      关键词:车辆热管理;吸附式制冷;相变;余热利用;吸附剂   
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      更新时间:2026-07-01
    • 文健, 夏志豪, 安英贤, 温涵, 柯钫泷, 胡章茂, 王唯, 吕又付
      2026, 15(3): 828-837. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1000
      摘要:为确保电动汽车锂电池在-30~40℃的宽温域安全稳定运行,需依赖高效的热管理系统进行精准温控,以应对低温导致的容量衰减与高温引发的热失控风险。相变微胶囊悬浮液(MPCMS)是一种新兴的电池热管理工质,近年来的研究主要集中在其低浓度范围。本研究提出了一种基于高质量浓度(5%~30%)MPCMS的全气候电池热管理系统,并通过电加热棒模拟电池热负荷,系统研究了其在低温储热保温、常温储冷吸热及高温散热冷却三种典型工况下的热管理性能。研究表明,在-30℃低温条件下,与无MPCMS的热管理情况下,质量分数为5%、15%和30% MPCMS与保温层协同可使保温时间分别延长12.4%、24.9%和34.1%;当环境温度处于常温(低于微胶囊相变点,23℃)时,MPCMS可以有效地吸收电池放电产生的热量,在1 C、2 C和3 C放电发热工况下较无MPCMS系统最大降温达2.6℃、4.7℃和5.2℃,同时质量分数为15% MPCMS在潜热吸收与对流换热能力中取得了最优平衡;在40℃的高温环境中,即使加热棒在质量分数为30% MPCMS中模拟3 C放电热负荷工况下,通过控制冷却水入口温度与环境温度的温差为10℃,也可将系统温度稳定在40℃以下。  
      关键词:电池热管理;全气候温度;相变微胶囊悬浮液;保温;传热   
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      更新时间:2026-07-01
    • 相变材料结合空气射流混合式电池热管理系统性能研究

      袁长顺, 赵彦琦, 丁玉龙
      2026, 15(3): 838-847. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1173
      摘要:相变材料(phase change material,PCM)冷却是电池热管理中常用的方式,能够在维持电池模组温度场均匀性的同时保障系统安全。然而,由于锂离子电池正负极材料本身在结构和热特性上的差异,其两端往往存在明显的温度不均,仅依靠PCM冷却难以有效消除此类局部热隐患。为此,本研究提出一种结合PCM冷却与空气射流风冷的混合热管理策略。该方案在电池正极一侧施加空气射流强化冷却,同时将整个模组包覆于石蜡中,通过调节射流阵列布置与空气质量流量,系统分析其在车辆能耗与续航里程测试中对电池温度场的影响。研究结果表明,在控制空气质量流量的条件下,在完成一个NEDC(新欧洲行驶循环)测试工况后,4×4阵列射流最低温度达到了290.51 K,2×2阵列射流下的最低温度达到了293.34 K,比前者高了2.83 K,并且通过改变射流冷却系统的结构参数,观察到电池模组的平均温度呈现显著下降趋势。具体而言,当采用2×2射流阵列时,将射流孔的直径从1 mm增加至3 mm,可使电池模组的平均温度降低2.06 K;采用3×3射流阵列,在同样的孔径变化下(即从1 mm增至3 mm),平均温度的降幅进一步扩大至2.96 K;而当阵列配置达到4×4时,平均温度降低3.01 K,显示出最佳的冷却性能提升。  
      关键词:电池热管理;空气射流冷却;相变材料;数值模拟   
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      更新时间:2026-07-01
    • 许勃文, 刘相霖, 李金宇, 孙艺萌, 孔祥飞
      2026, 15(3): 848-858. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0108
      摘要:锂离子电池温度过高与过低均会导致性能衰减和安全隐患。柔性相变材料(PCM)具有高储热密度与良好形状适应性,能维持电池温度稳定。但现有柔性PCM通常具有高吸收率,难以满足户外电池全年热管理。为此,本研究基于熔融共混法,研制出辐射冷却PCM(PW/SEBS/ZnO),并与常规柔性PCM(PW/SEBS/EG)自粘和,形成柔性双模式PCM。该双模式PCM在辐射冷却侧具有0.86的高反射率,在光热转换侧具有0.92的高吸收率,具有172.5 J/g的高焓值,且泄漏率低于0.85%。更重要的是,双模式PCM成本低至21.2元/kg。进一步,开展覆盖双模式PCM、覆盖柔性PCM、空白电池的对照实验。夏季工况,覆盖双模式PCM的电池最高温度较空白组在充/放电过程降低了10.1℃/11.0℃,而覆盖柔性PCM的电池最高温度升高了6.1℃/4.2℃。相应地,覆盖双模式PCM的电池充/放电容量较空白组提升3.9%/3.5%,而覆盖柔性PCM的电池的充/放电容量反而降低了2.0%/3.2%。冬季工况,覆盖双模式PCM与覆盖柔性PCM的电池温度及性能接近。并且,充/放电过程,覆盖双模式PCM的电池平均温度较空白组提升了8.4℃/7.2℃,相应的充/放电容量较空白组提升19.5%/15.8%。双模式PCM为户外锂离子电池全年热管理提供有效解决方案。  
      关键词:相变材料;电池热管理;辐射冷却;光热转换   
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      更新时间:2026-07-01
    • 通气管通电内加热钙基热化学储热直接式固定床仿真研究

      李玥, 姜磊, 闫君, 张叶龙, ALI Muddassir, ALI Muzaffar
      2026, 15(3): 859-871. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1029
      摘要:随着能源供给结构的持续优化,储能技术逐渐成为研究热点。直接式固定床反应器作为一种重要的热化学储热装置,因其结构特性存在能量输入效率低、储热效率受传质能力限制等问题,影响其工业化应用。为解决这些问题,设计了一种新型热化学储热直接式固定床。该装置将通气管道同时作为电加热元件进行内加热,提高了能量输入效率;通过多流道设计,有效提高传质性能。为评估装置储热效果,采用了三维数值模拟方法,研究气-固化学反应、多孔介质内的传热传质与流体流动等物理场分布规律,并分析了压力、孔隙率、加热功率等参数对储热过程的影响。结果表明,反应床具有高度对称性,且反应床内存在明显的温度梯度;水蒸气分压、孔隙率、放热功率都会从不同角度影响反应进度与平衡。本研究揭示了钙基热化学储热固定床内部多物理场耦合机理,阐明了不同工况相互作用效果,为固定床反应器设计提供理论依据。  
      关键词:反应器;数值模拟;化学反应;氢氧化钙;电加热   
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      更新时间:2026-07-01
    • 重力补偿式水下压气储能性能分析

      邹军武, 刘长春, 冷述栋, 董兆一, 周学志, 徐玉杰, 陈海生
      2026, 15(3): 872-885. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0111
      摘要:水下压缩空气储能是一种极具发展潜力的长时大容量储能技术,对平滑可再生能源输出、促进海上新能源消纳具有重要价值。浅海区是海上可再生能源开发的重要区域,但因水深受限,使得浅海区水下压缩空气的储气压力受限,进而导致系统效率与储能密度偏低。为提升水下压缩空气储能系统的性能,本研究提出了一种重力补偿式水下压缩空气储能系统,并对其系统性能以及关键参数进行分析。首先,对所提出的重力补偿式水下恒压系统与无重力补偿的水下恒压系统进行了性能对比,结果表明二者的能量损失均主要来自压缩机、膨胀机和电机,该部分损失分别达到总㶲损的86.14%和84.32%;在储气袋最大承压为4 MPa条件下,通过配重补偿储气压力后,系统往返效率最大可达67.60%,比无配重时高2.67个百分点,储能密度可达3.98 kWh/m3,高于无配重时的3.20 kWh/m3。其次,探究了储气袋最大承压值、环境温度、压缩机等熵效率、膨胀机等熵效率等关键参数对系统性能的影响,分析表明,在设计的参数范围内,提高膨胀机等熵效率对系统往返效率的提升最为显著,提高储气袋最大承压值则对系统储能密度提升最为显著。本研究为浅海区水下压缩空气储能系统的设计与应用提供了技术参考。  
      关键词:水下压缩空气储能;变工况运行;全工况效率;热力学性能分析   
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      更新时间:2026-07-01
    • 分时电价下主被动协同降温系统性能及经济性分析

      陈亿锋, 蔡阳, 林振涛, 郑善乐, 陆彦聪
      2026, 15(3): 886-894. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1033
      摘要:在全球气候治理紧迫性加剧的当下,建筑领域作为能源转型的战略支柱,零碳转型已成当务之急,传统降温模式面临能效与经济性双重瓶颈。本研究针对这一问题,提出一种融合光伏相变墙体与冰蓄冷热泵的主被动协同降温系统,从系统建模与运行调控双维度突破传统技术局限,通过光伏发电、相变蓄热与冰蓄冷技术的多能互补,实现“光伏降温-相变调峰-热泵补冷”的协同运行;基于广州夏季典型气候数据与当地分时电价政策,运用TRNSYS软件构建建筑降温系统模型,并通过实验验证确保模型可靠性,进而探究相变温度/厚度、蓄冰罐容积及需求响应策略对系统热工性能与经济性的影响。结果表明:28℃相变温度、0.2 m相变厚度与0.4 m3蓄冰罐的组合最优,可最小化室内温度波动并降低能耗,使谷电利用率提升75.31%,分时电价下日净购电成本较传统空调系统降低61.33%;添加全局温度重设策略可进一步实现6.37% 的电费节省,且单位冷量成本低至0.182元/kWh;该系统静态投资回收期为5~7年,兼具技术可行性与商业推广价值,为亚热带地区建筑零碳设计与能源优化管理提供重要参考。  
      关键词:BIPV-PCM;TRNSYS;冰蓄冷;主被动协同降温;分时电价   
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      更新时间:2026-07-01
    • 面向通信基站的制储一体化相变蓄冷系统蓄释能特性分析

      郭俊, 朱明哲, 高佳诚, 冯乐军, 隋军, 白阳
      2026, 15(3): 895-905. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0099
      摘要:基于通信基站冷却系统在室外环境与冷负荷波动下的冷量调节需求,本工作搭建高效制储一体化相变蓄冷实验装置,通过实验获得相变材料(phase change material, PCM)蓄冷板蓄冷量与蓄释能特性。结果显示,纯水蓄冷工况在15~4℃、5 m3/h条件下,实验蓄冷量与理论值偏差3.81%,往返效率83%~86%,验证了装置测量的可靠性。PCM板工况下,流量5 m3/h实现了27.2℃到4.03℃蓄冷,蓄冷量55025.5 kJ,对应释冷量42184.5 kJ。当流量由4 m3/h提升至5 m3/h时,蓄冷功率提升38.3%,达到相同蓄冷量所需时间缩短4.7 h。15~4℃条件下,纯水体积218.72 L、PCM体积237.6 L时,PCM相变蓄冷量29943.3 kJ为纯水蓄冷的3倍,PCM相变蓄冷单位体积储能密度为126.03 kJ/L,可达纯水蓄冷单位体积储能密度的2.74倍。本研究为通信基站场景下板式PCM潜热蓄冷方案提供了设计参考与数据支撑,为通信基站实现削峰降载提供实验依据,推动该技术工程应用。  
      关键词:制储一体化;相变蓄冷;蓄冷功率;往返效率;通信基站   
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      更新时间:2026-07-01
    • 螺旋盘管式过冷相变储热器动态释热特性研究

      农欣露, 袁彬斌, 李闽华, 张丰硕, 廖志荣, 罗伊默, 王刚, 徐超
      2026, 15(3): 906-919. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0106
      摘要:利用相变材料的过冷特性实现热能长时稳定存储,是克服跨季节储热中传统潜热储存热损失显著这一瓶颈问题的有效技术途径。目前,关于螺旋盘管式过冷相变储热器非稳态释热特性的系统研究较少,特别是过冷结晶触发后的再辉效应与潜热释放响应机制亟待深入揭示。为此,本研究以螺旋盘管式储热器为对象,构建了耦合结晶动力学准则的非稳态数值模型,并通过编写用户自定义函数实现了对过冷相变再辉过程的准确描述。在实验验证的基础上,系统研究了释热过程中内部温度场、液相率及释热功率的变化规律,并进一步探索了材料热导率及传热流体入口流速对动态释热特性的影响机制。研究结果表明,螺旋盘管式过冷相变储热器的释热过程呈现出显著的阶段性演化特征,可依次划分为液相显热降温、再辉诱发的潜热释放和固相显热冷却3个阶段。再辉效应诱导的温度回升使液相率瞬间降至0.82,潜热主导阶段具有良好长效性。提升材料热导率可加快凝固进程,当热导率提升至1.2 W/(m·K)时,再辉阶段出口温度和释热功率峰值分别提升17.8%和35.7%。入口流速对释热功率与传热流体出口温度的影响呈现出相反趋势:高流速增强了释热功率,但过冷触发时间与温度平台期时长分别缩短26.9%和30%。  
      关键词:过冷相变;再辉;螺旋盘管;动态释热   
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      更新时间:2026-07-01
    • 冷库蓄冷系统配置与运行策略协同优化研究

      肖楚鹏, 牟旭东, 许静, 陈丽娜, 丁胜, 胡文博
      2026, 15(3): 920-932. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0109
      摘要:为提升冷库在分时电价环境下的运行经济性与负荷调节能力,本研究针对传统冷库制冷系统缺乏容量配置与运行策略协同设计的问题,提出一种面向冷库制冷-蓄冷系统的设备配置与运行策略双层协同优化方法。以一中型冷库为研究对象,构建包含双工况制冷主机与相变蓄冷装置的冷库制冷-蓄冷系统模型。上层优化以系统全生命周期成本最小化为目标,采用遗传算法确定制冷主机与蓄冷装置的最优容量配置;下层优化以典型日运行成本最小化为目标,建立混合整数线性规划模型,对分时电价条件下系统运行策略进行优化,并将运行结果反馈至上层形成迭代求解机制。结果表明,在现行分时电价条件下,优化后系统折现运行成本较基准方案降低30%,折现全生命周期成本为5.23万元,动态投资回收期为8.01年。进一步分析不同峰谷电价比场景发现,随着峰谷电价比由1.45提升至9.25,系统全生命周期成本下降至4.03万元,动态投资回收期缩短至3.29年,蓄冷装置最优配置容量显著增加。研究结果可为分时电价机制下冷库蓄冷系统的容量配置与运行策略制定提供定量参考。  
      关键词:冷库;蓄冷系统;双层优化;全生命周期成本   
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      更新时间:2026-07-01
    • 高效相变储冷板设计及性能研究

      郭婵, 方祥, 王蔚伶, 钱高, 李秉杰, 苗琪, 张富善, 金翼
      2026, 15(3): 933-941. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1071
      摘要:添加储冷模块可实现冷库用能的峰谷调节提高冷库运行经济性,但需解决相变储冷板因热导率低导致充冷速率慢的问题。过度减薄储冷板虽可加速传热,但显著牺牲单板的储冷能力。本研究系统开展了模块容量与传热的协同优化研究,通过数值模拟(Ansys Fluent)系统分析厚度与开孔结构对相变材料(PCM)凝固过程的影响,并基于模拟结果开展模块结构设计与实验验证,获得了最佳冷板结构。结果表明:厚度减薄显著缩短凝固时间,增加储冷效率,33 mm储冷板需11.68 h,而25 mm储冷板仅需8.3 h,降幅达28.9%,单位时间储冷量提高6.6%;在此基础上引入18 mm孔径开孔结构,进一步将凝固时间缩短至7.9 h,降幅为4.8%,单位时间储冷量增加了453.58 J,且储冷板的单板储冷量基本维持不变。实验验证采用25 mm厚度、18 mm孔径结构,在-24℃恒温环境中,PCM于7.71 h完成凝固,与模拟预测值7.9 h的相对误差仅2.46%。本研究通过厚度优化与表面开槽增大传热面积的协同作用,成功设计出满足8 h谷电时段充冷要求的储冷板结构,为冷库节能降耗提供了高效技术方案。  
      关键词:冷库;相变储冷板;协同优化;传热强化;CFD数值模拟   
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      更新时间:2026-07-01
    • 基于TRNSYS的制氢工厂中梯级储能自洽系统的模拟研究

      惠文贤, 肖鑫, 徐剑, 冯慧华, 周锦文, 邵雪锋
      2026, 15(3): 942-952. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1098
      摘要:针对制氢工厂的能源需求,设计了一套集成电解槽余热回收的能源自洽系统。该系统采用三级梯级潜热储能(CTES)装置,回收利用电解槽产生的余热,为吸收式制冷及生活热水供应提供稳定热源,从而实现制氢过程中的冷热联供。在材料层面,选用3种以石蜡为基材的复合相变材料,并测试其热物性参数;通过Ansys Fluent软件对CTES单元的热响应特性进行数值模拟,并基于TRNSYS动态仿真平台开展系统运行特性分析。系统集成CTES前后的对比结果表明,系统运行稳定,制冷量满足需求,热泵COP偏差小于5%。经济性上,CTES的全生命周期成本为534万元,较单级系统降低明显,动态投资回收期仅3.5年,且采用复合相变材料使储能单元投资下降约53%,显著提升了系统能效与经济竞争力。该系统成功实现了制氢过程中余热的梯级回收与冷热联供的结合,为工业领域提供了一种高效、经济且稳定的能源自洽解决方案,显著提升了氢能生产的综合能效与经济竞争力。  
      关键词:电解槽;梯级潜热储能;能源自洽;TRNSYS动态仿真   
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      更新时间:2026-07-01
    • 深部地热长时储能变工况运行数值模拟研究

      叶灿滔, 温启航, 李棱雪, 龚宇烈
      2026, 15(3): 953-961. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0088
      摘要:深部热储与常规水蓄热技术相比具有温度高、储量大、输出稳定等特点,深部地热长时储能技术是解决大规模清洁供暖系统能源供需时空不匹配的有效方法,技术经济性是项目可行性的关键指标。然而,以往的研究大多只关注地热储能模拟,却忽略了地面热源和建筑负荷系统的运行工况变化,且运行模式过度简化,系统技术合理性和经济有效性表现不足。因此,本研究建立了地面-地下耦合模型,对华北地区典型深部地热储能系统进行了长时储能变工况逐时运行模拟,分析评价了多种运行模式下的深部地热长时储能系统综合性能,结果表明:“源-荷-储”动态协同运行模型下,储热量降低50.4%~64.5%,热羽流半径减少59.1%~81.8%,运行成本降低50.4%~64.5%,运行收益提升32.1%~77.1%,初投资回收期缩短24.3%~43.5%。在具体场景条件下,地面-地下动态耦合的深部地热长时储能变工况运行模型为表征系统性能特性提供精细化的技术支撑。  
      关键词:深部地热;长时储能;变工况;地面-地下耦合;“源-荷-储”协同;技术经济性   
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      更新时间:2026-07-01
    • 开式吸附蓄热多参数“反应波”特征研究

      高士超, 王树刚, 胡沛裕, 王继红
      2026, 15(3): 962-970. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1105
      摘要:吸附蓄热是实现太阳能高效热利用最有前景的方式之一。然而,现有的反应器层面传热传质理论关注于反应器内单一物理过程的演变,无法揭示多物理参数间非线性耦合机理。本工作以沸石-水蒸气为吸附工质对,建立吸附蓄热反应器的数值模型,分析反应器内多物理场的演变过程,提出多参数吸附“反应波”模型。研究结果表明:吸附过程中,反应器内存在多参数“反应波”现象。反应器内吸附剂的吸附速率、轴向温度梯度与轴向浓度梯度均呈现出波特性,三种“反应波”分别对应于吸附反应过程、传热过程与传质过程。分析“反应波”在反应器内的移动过程,阐明反应器热输出特性。当反应器内吸附剂的堆积高度大于反应波波长时,反应器才具有稳定输出温度。基于无量纲波形分析明确多参数吸附“反应波”波形间的定量联系。  
      关键词:吸附;蓄热;反应波;多物理场   
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      更新时间:2026-07-01
    • 电力驱动冷热双供耦合供能系统经济性分析

      姜志鹏, 李帅旗, 何世辉, 宋文吉, 冯自平
      2026, 15(3): 971-982. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0073
      摘要:针对工业园区化石能源供热和制冷主机结合冷却塔供冷的冷热独立供应现状,为实现低碳供能的发展目标,本研究提出一种基于热泵与蓄能的电力驱动冷热双供供能耦合系统。通过结合能源现状,建立了该系统的数值模型,研究了供冷温度(7~20℃)和供热温度(50~120℃)对热力性能的影响,且从是否兼顾制冷需求两个维度对比了该系统与传统的燃煤、燃气及电锅炉供能方案的经济性和环境效益。研究结果表明,在性能分析中,当制热温度为120℃、制冷温度为7℃时,系统的性能系数(COP)最大时中间温度为71℃,对应值为1.733。在经济性分析中,兼顾制冷需求时,该系统在50~120℃温区的全寿命周期成本最低,其日运行成本相比于电锅炉、燃煤锅炉和燃气锅炉分别节省了73.9%、57.4%和80%。在碳排放方面,该系统的碳排放量显著低于电锅炉和燃煤锅炉,当供热温度为60℃时,其碳排放仅为电锅炉的24%,在大多数应用场景下亦优于燃气锅炉方案。综上,从经济效益与环境效益评估来看,热泵在制冷与供热需求并存的场景中最具优势。  
      关键词:冷热双供;热泵;锅炉;性能分析;经济性分析;碳排放   
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      更新时间:2026-07-01
    • 地埋管跨季节储热耦合热泵供暖系统性能与经济性分析

      崔梦颖, 殷勇高, 赵栋霖, 黄钰希, 曹博文
      2026, 15(3): 983-992. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0107
      摘要:跨季节地埋管储热供热系统可通过低品位热的跨季节转移与热泵提质利用,实现高效、低成本的低碳供热,但现有研究对不同规模井群长周期运行特性研究有限。通过TRNSYS建立了跨季节地埋管储热耦合热泵供热系统模型,并开展了10年连续运行模拟。系统分析了不同热源温度(30~50℃)和不同钻孔数量(200~2000)对储热体储热容量、热损失、供热系统性能和经济性的影响。结果表明:将钻孔数量从200个增加到2000个可显著降低单位体积热损失,以第10年为例,热源温度为50℃的系统储热效率由75.0%提升至85.0%,热损失率由20.0%降至11.9%。另外,增大钻孔数量会改变单位体积热损失在侧面、顶部与底部之间的占比,储热体侧面热损失占比下降,顶部和底部热损失占比增加。大规模储热体有必要采取地表保温措施减少顶部热损失。热源温度与规模共同决定储热效率与系统季节性能系数。降低热源温度可以提高储热效率,但会增加热泵供热能耗,在低电价地区和热源回收成本较高时更具经济优势。本研究可为低品位热源条件下跨季节地埋管储热系统规模选取和系统热损失优化提供参考。  
      关键词:跨季节地埋管储热;低品位热源;建筑供热;经济性   
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      更新时间:2026-07-01
    • 基于相变墙体的严寒地区建筑清洁供能系统

      杨立中, 程默楠, 高龙, 白镜扬, 肖飞
      2026, 15(3): 993-1003. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0138
      摘要:严寒地区建筑是能源消耗和温室气体排放的关键领域,相变材料的应用对于严寒地区建筑节能具有重要意义。针对严寒地区气候特点,本研究制备了适用于该环境的复合相变材料(CPCM),并系统测试了其相变温度、相变潜热、热导率等关键物性参数。利用该CPCM的建筑与包含空气源热泵、储热装置、风力发电机及光伏的清洁供能系统相结合,通过TRNSYS仿真平台分析了相变墙体建筑负荷与相变特性,并对清洁供能系统开展了能耗、㶲、经济、环境(4E)综合分析。结果表明,与普通建筑相比,相变墙体建筑的供热量减少410 MWh,供冷量增加171 MWh,供电量减少297 MWh;系统㶲效率降低8.4%,产品成本水平(levelized cost of energy,LCOE)减少6.9%,CO2排放量减少4.3%。为进一步优化配置,采用响应面方法优化CPCM墙体厚度、风力发电机台数及蓄电池容量,当风力发电机数量为9台、CPCM厚度为30 mm、电池容量为1300 kWh时,系统能量COP达到最大值4.59。本研究为严寒地区近零能耗建筑的节能设计与优化提供了理论支撑和实践参考。  
      关键词:相变墙体;清洁供能系统;动态仿真;4E分析;配置优化   
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      更新时间:2026-07-01
    • 张佩泽, 吕石磊, 王冉
      2026, 15(3): 1004-1011. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0081
      摘要:针对极端热浪叠加停电导致建筑主动热调节失效及室内过热风险的严峻问题,本工作提出了一种基于相变储热围护结构的建筑本体热韧性提升方法。以典型小型办公建筑为对象,基于EnergyPlus平台构建了集成CaCl2·6H2O/EG复合相变材料(PCM)的建筑热工模型。研究采用SSP5-8.5未来气候情景下的极端热浪数据,模拟停电工况下室内热环境的动态响应特征,并构建了包含室内过热度(IOD)、过热因子(OEF)及创新性指标“等效虚拟储能容量”的热韧性多维评价体系。结果表明:在热环境响应方面,PCM墙体较常规墙体降低室内峰值温度1.31℃,并将峰值出现时间延后约5 h,显著平抑了室内升温速率与温度波动;在环境热韧性方面,相变储热围护结构有效阻断了外部热冲击的室内累积效应,使IOD与OEF分别大幅降低66.33%和 65.57%,显著降低了建筑对极端高温的响应敏感性;在能源热韧性方面,相变储热围护结构在断电期间发挥了“分布式储热虚拟电池”作用,典型日累计提供等效被动冷量0.09 kWh/m2,有效填补了主动冷源失效后的能量缺口。研究证实了相变储能技术在保障极端工况下室内热安全与缓解电网供需矛盾方面的双重潜力,为气候适应性建筑设计提供了定量依据。  
      关键词:相变储能;建筑围护结构;建筑热韧性;极端热浪;被动式调温   
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      更新时间:2026-07-01
    • 融合多元储能的碳中和校园综合能源系统协同规划

      徐宝萍, 窦研哲, 王锡, 杜小泽
      2026, 15(3): 1012-1022. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0076
      摘要:本研究旨在解决高比例可再生能源与全面电气化背景下,校园综合能源系统面临的供需动态失配核心挑战,提出了融合多元储能的供需协同规划方法。首先,构建了以园区核算边界碳中和为目标的源-荷-储协同规划框架。其次,对电气化场景下的校园冷-热-电动态负荷逐时模拟,并评估以屋顶光伏及热泵为主的可再生能源潜力,量化其时序供需匹配特性。在此基础上,重点研究多元储能的协同配置:分析从日间到季节性的储热/冷与储电需求;提出融合被动式(建筑与冷热系统热惰性)与主动式(跨季节储热水池、车网互动)的储能技术策略并确定其容量。以某典型校园为案例构建系统规划方案进行评估,结果表明:本研究所提方法通过多元储能的配置与协同优化,能够有效提升系统对可再生能源的消纳能力,在实现园区运营阶段碳中和的同时,保障了能源供应的经济性与灵活性。  
      关键词:综合能源系统;多元储能;协同规划;跨季节储热;被动储热;车网互动   
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      更新时间:2026-07-01
    • 间接冷板与浸没式液冷在锂离子电池热管理中的研究进展

      潘振飞, 黄沛丰, 罗伊默, 廖婉萱, 袁玲洁
      2026, 15(3): 1023-1038. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0104
      摘要:面对日益增长的锂离子电池热管理需求与热失控挑战,液冷技术凭借卓越的散热性能已成为电池热管理的主流发展方向。本文系统综述了锂离子电池液冷技术的最新研究进展。首先,针对间接冷板技术,重点梳理了流道布局优化、仿生通道设计、拓扑优化及微通道等结构创新策略,并分析了其与相变材料等结合的复合热管理系统在抑制热失控传播方面的研究成果。其次,针对单相浸没液冷技术,从冷却液的性能评估、系统结构的设计优化、传热机理,以及热失控传播抑制四个关键维度进行了深入剖析。再次,对于双相浸没液冷,重点从气泡动力学视角阐释了相变传热机理,并基于此给出了强化传热的指导原则。最后,结合产业现状展望了技术发展趋势,指出未来亟需系统揭示冷却液关键物性参数与电池热管理性能及热失控抑制能力之间的定量关系,建立设计准则以指导兼具高性能与环保性的新一代工质开发;同时,应基于传热机理深化结构创新,重点突破极端热滥用工况下的散热极限,从而实现对热失控及热蔓延的高效抑制。  
      关键词:锂离子电池;间接冷板液冷;浸没式液冷;电池热管理;热失控   
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      更新时间:2026-07-01
    • 全球储热技术科学知识图谱与前沿趋势分析

      周洪, 罗伊默, 丁晓芹, 李永亮, 宋文吉
      2026, 15(3): 1039-1053. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0096
      摘要:储热技术通过解决热能供需在时间、空间及强度上的不匹配问题,已成为提高能源系统灵活性和可再生能源消纳能力的关键。基于对近三万篇文献的系统性综述与科学知识图谱分析,梳理了储热领域的研究进展、应用脉络与发展趋势。研究发现,储热技术领域研究规模持续快速增长,已形成“材料—系统—应用”多层递进的知识体系,呈现出以中国、美国和欧洲为主导的差异化布局。研究前沿围绕高性能、智能化和系统融合展开,重点聚焦以热化学储热、钙循环为代表的长时储能技术,以MXene基复合材料、磁场调控为代表的智能响应材料,以综合能源系统、卡诺电池为核心的多能耦合集成,以及机器学习赋能的储热全链条优化。为推动储热技术规模化应用,亟需在材料、系统与市场层面协同创新,突破关键技术瓶颈,以支撑未来能源系统的安全高效运行。  
      关键词:储热;显热储热;潜热储热;热化学储热;科学知识图谱   
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      更新时间:2026-07-01
    • 高温烟气加热固体颗粒储热技术研究进展

      高明娟, 宋国良, 宋维健, 刘敬樟
      2026, 15(3): 1054-1072. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0943
      摘要:我国工业余热资源丰富,但余热利用率较低。热能储存(thermal energy storage,TES)技术通过解耦热源与热利用/转换过程,成为提升余热回收效率的关键手段,而固体颗粒储热凭借高温适应性广、循环稳定性强、成本低等优势,在TES系统中应用广泛,尤其在高温烟气加热场景下更具竞争力。本文基于近期国内外相关文献调研,聚焦以高温烟气为热源、固体颗粒为储热介质的储热技术。首先,阐述了工业余热的来源和利用方式,分析了高温烟气加热固体颗粒储热技术原理,并给出系统评价指标。其次,结合高温烟气加热固体颗粒储热技术研究进展,包括储热材料的筛选与性能表征和填充床、移动床、流化床等储热装置设计以及各自的优缺点、适用场景,并总结了国内外相关的应用实践。然后,深入剖析了该技术在换热效率提升、颗粒磨损与积灰防控、系统优化控制等应用方面面临的挑战。最后,展望了在新型储热材料研发、换热结构优化、智能控制技术融合等方面的未来发展方向,旨在为工业余热利用技术的应用和能源系统的低碳转型提供理论依据和技术支撑。  
      关键词:高温烟气;固体颗粒储热;显热储热;余热回收   
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      更新时间:2026-07-01
    • 相变材料热整流的相关研究进展

      雷嘉琦, 赵彦琦, 丁玉龙
      2026, 15(3): 1073-1086. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1159
      摘要:近年来,随着电子器件与芯片、工业能源系统与建筑节能、特种超材料等领域对高效热管理技术的需求越来越多,有关热流的调控研究逐渐成为热科学与材料科学交叉研究的重要方向。其中基于相变材料的热整流效应受到了全世界各地研究者的广泛关注。本文系统回顾了相变材料在热整流领域的研究进展,首先从材料相态变化的不同介绍了固-固相变与固-液相变材料的最新研究进展,分析了不同热整流器的设计差异。随后,重点阐述了基于相变材料的各类热整流器件的构建与优化,包括异质结设计、界面工程及材料复合对其热整流性能的提升作用。最后,介绍了有关于热整流材料在电子器件芯片散热、能源系统与建筑节能热管理及新型超材料中的应用进展,说明了相变温度与区间的精确调控、热整流比的提升以及循环稳定性进一步提高等一系列关键问题与挑战,并展望了面向下一代智能热管理的未来研究趋势。结合现有研究成果,提出通过掺杂或复合高分子与高导热材料、界面强化与微纳封装以及非对称梯度结构设计等方法来优化相变温度区间且进一步提升热整流性能,为高性能的热整流材料设计提供指导。  
      关键词:相变材料;热整流;热二极管;复合材料;界面工程   
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      更新时间:2026-07-01
    • 新型能源体系中储热经济的全产业链价值分配机制研究

      王平
      2026, 15(3): 1087-1089. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0184
      摘要:储热技术的特点是具备较高的支撑比例、再生性、能源消纳特性等,在当前能源发展体系建设中具备核心战略地位。但储热项目初始所需的投资较高,可受益的渠道较为单一、价值核算不明确等问题仍然存在,导致发电侧、电网侧、用户侧等产业链的协同发展受到不同程度的影响。本文在对储热经济发展现状和价值形成机理进行分析的基础上从技术经济特性和市场交易机制以及利益分配模式等多个角度研究全产业链价值分配机制,并给出建立个性化分配框架,旨在为储热经济融入新型能源体系在制度和政策上提供保障。  
      关键词:新型能源体系;储热经济;全产业链;价值分配;市场机制   
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      更新时间:2026-07-01
    • 牛东圣, 谭李悦, 王凯轩, 程柯楠, 音琢, 邓传浩, 付海宇, 韩少华, 胡坤, 周乐平
      2026, 15(3): 1090-1108. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0986
      摘要:压缩空气储能(CAES)技术作为支撑高比例可再生能源并网和实现“双碳”目标的关键大规模储能方案,通过与风能、水能、太阳能、生物质能、地热能、氢能及热泵的耦合实现系统性能跃升。本文系统回顾了多能耦合机制:风电/光伏-CAES通过功率平滑提升并网率至71%;抽水蓄能耦合压缩空气储能电站突破地理约束,提高装机规模;光热-CAES通过太阳能直接辅热提升膨胀机入口温度;生物质/地热耦合实现燃料替代与冷热电联供;氢能耦合通过冷能协同与氢燃发电实现高效储能;热泵在串联耦合中回收膨胀排气余热、压缩余热及工艺废热等驱动蒸气压缩/吸收式循环,系统效率提升3.75%~29.96%,在并联耦合中消纳弃风并解耦热电联产限制。性能分析表明,效率差异源于热回收优化程度(如热泵耦合COP>3)与系统集成复杂度,经济性受设备投资与场景适配性制约。尽管面临储气库密封疲劳、热管理熵增损耗、热泵-余热动态匹配难题​​等瓶颈,未来需发展仿生密封材料、超临界CO2循环及热泵-CAES智能算法,通过政策与标准体系推动规模化高价值应用。  
      关键词:压缩空气储能;可再生能源;热泵耦合;系统性能;多能互补;余热回收   
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      更新时间:2026-07-01
    • 冰蓄冷系统制冰与融冰技术研究综述

      张波, 瞿楠, 王文科, 荣金利, 刘糁, 张童, 何沐然, 李超, 童莉葛, 罗春欢
      2026, 15(3): 1109-1118. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0103
      摘要:全球能源消耗持续增长,温室气体排放加剧,使得建筑领域面临巨大的节能减排压力。暖通空调系统作为建筑能耗的主要部分,在夏季高峰时段的用电负荷可占建筑总能耗的70%,对电网稳定运行构成严峻挑战。冰蓄冷技术作为一种高效的相变储能解决方案,其核心在于利用夜间低谷电力制冰蓄冷,在日间高峰时段融冰供冷,从而将电力负荷从峰值时段转移至谷值时段,有效缓解电力系统的峰谷差问题,并带来显著的经济效益与环境效益。本文立足于制冰储冷与融冰释冷技术,对主流技术路径进行了系统的梳理与比较。静态制冰结构简单但存在因冰层增厚导致热阻增大的效率瓶颈。动态制冰通过引入扰动生产冰浆以克服此缺陷。融冰技术主要聚焦于盘管系统,分为内融冰与外融冰两种模式,分析了其传热机制、性能差异及扰动的强化效果与副作用。本文对制冰与融冰技术进行了关联性的系统梳理与比较,深化了对盘管融冰过程中冰层破碎、密度反转与引入空气搅拌等扰动对融冰过程传热强化的物理机制与影响,为冰蓄冷系统的优化设计、运行策略制定及推广应用提供了重要的理论依据和工程参考价值。此外,本文进一步探讨了冰蓄冷系统作为优质柔性储能单元,在参与电网需求侧响应及虚拟电厂协同运行等方面的价值与应用前景。  
      关键词:冰蓄冷;相变储能;制冰技术;融冰技术   
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      更新时间:2026-07-01
    • 储热储冷技术全球发展态势分析

      汤匀, 朱书骏, 柯旺松, 周洪, 陈伟
      2026, 15(3): 1119-1133. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.1176
      摘要:储热储冷技术是实现能源时空转移、提升系统灵活性与效率的关键技术,对推动能源转型与工业建筑脱碳至关重要。本文通过分析全球主要国家/地区的战略布局、技术分类特点、2016—2025年专利态势及典型应用场景,系统揭示了该技术的发展规律。研究发现:全球已形成战略共识,但发展路径各具特色,美国侧重市场驱动,欧盟强化法规引导,中国则以国家工程推动规模化发展;技术层面,显热、潜热与热化学储热各具优势且互补发展;专利分析表明,中国在申请总量上占优,但高价值专利占比偏低,技术研发聚焦于系统载体、材料性能与应用场景三大热点;技术应用已深度渗透电力、工业、建筑等领域,并拓展至数据中心等特殊场景,价值实现路径清晰。综上,储热储冷技术是实现碳中和目标的关键支撑,未来应重点突破材料瓶颈、深化系统集成、创新商业模式,以加速其商业化进程。  
      关键词:储热储冷;专利分析;应用场景;技术发展;能源转型   
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      更新时间:2026-07-01

      热点点评

    • 锂电池百篇论文点评(2025.12.28—2026.01.28)

      郑博文, 孙蔷馥, 岑官骏, 乔荣涵, 郝峻丰, 张新新, 刘长洋, 谷宇皓, 田孟羽, 金周, 詹元杰, 闫勇, 贲留斌, 俞海龙, 刘燕燕, 周洪, 黄学杰
      2026, 15(3): 1134-1154. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2026.0193
      摘要:本文是一篇近两个月的锂电池文献评述,以“lithium”和“batter*”为关键词检索了Web of Science从2025年12月28日至2026年1月28日上线的锂电池研究论文,共有6522篇,选择其中100篇加以评论。层状正极材料的研究集中在高镍三元材料、钴酸锂和富锂相材料,改进方法有表面包覆、合成条件及前驱体优化等。负极材料的研究集中在硅颗粒的包覆和金属锂负极的界面层方面。固态电解质方面研究了硫化物固态电解质、氧化物固态电解质、聚合物与氧化物固体电解质复合材料的制备和性能关系。液态电解液相关工作包括适应高电压正极材料,提升电池安全性及金属锂负极循环性能、石墨负极电池性能提升的添加剂与溶剂等。关于固态电池,界面涂层、双层电解质结构、锂界面枝晶及副反应抑制的相关论文有多篇,电池技术研究还包括液态锂硫电池正极设计等。表征分析涉及正极材料循环中的结构变化、电池热失控、硫化物电解质的电化学与化学稳定性等方面。理论模拟方面重点关注了电解液组分优化、电池老化性能和热失控行为预测等。  
      关键词:锂电池;正极材料;负极材料;电解质;电池技术   
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      更新时间:2026-07-01
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