Die topologische Optimierung von Rippenplatten kann die Wärmeübertragung und die Wärmespeicherleistung des Phasenwechselwärmeakkumulators effektiv verstärken. Durch die Einrichtung eines zweidimensionalen mathematischen Modells des Phasenwechsel-Wärmespeichers mit einer Rohrleitungs- und Gehäusetypstruktur verglichen wir optimale Rippen für unterschiedliche Lagerungs- und Freigabezeiten von Wärme, entwickelten Mehrzustandsrippen für unterschiedliche Speicher- und Freigabezyklen und verwendeten das Volumenquantum, die Fläche pro Längeneinheit zur quantitativen Charakterisierung der Rippenstruktur. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Verlängerung der Lagerzeit die Rippenäste einfacher und ungleichmäßig verteilt macht; nach 600 Sekunden Wärmeabgabe erstrecken sich die Rippen zur Mitte des Phasenwechselwärmespeichers, um die Oberfläche zu vergrößern. Die Rippen im 3000-Sekunden-Speicher-Freigabezyklus im Vergleich zu Einzelzustandsrippen erhöhen die Wärmeübertragungsfläche um 80 % und die freigesetzte spezifische Enthalpie um 37,6 %. Die Äste des Endzyklus der Wärmeabgabe-Speicherung von 300 Sekunden haben sich verlängert, und der gespeicherte spezifische Enthalpie ist um 7,7 % gestiegen.

Phasenwechselwärmespeicherung; Topologische Optimierung; Rippen; Naturkonvektion; Mehrzustandsoptimierung