中溫太陽能集熱系統(tǒng)相變材料的貯能性能及過冷特性的研究.pdf

1、隨著國民經濟的不斷發(fā)展，人們物質文化、生活水平不斷得到提高，人類對能源的需求越來越大，而煤炭、石油、天然氣等常規(guī)能源日益減少，因此，新能源和可再生能源的開發(fā)利用越來越受到重視。太陽能是新能源和可再生能源中最引人注目、開發(fā)研究最多、應用最廣的清潔能源。但是到達地球表面的太陽輻射能量密度不高，且受地理位置、晝夜和季節(jié)交替等規(guī)律性變化的影響，以及陰、晴、云、雨等隨機因素的制約。因此，為了滿足生產、生活用能連續(xù)、穩(wěn)定供應的需要，就需要通過儲熱物

2、質把多余的太陽能儲存起來，在太陽能不足時再釋放出來。而相變儲能材料即可滿足這一要求，因此，人們在不斷尋求和研究適用于太陽能熱利用技術且性能穩(wěn)定的相變儲能材料。 三水合醋酸鈉具有較適宜的熔點溫度和較高的熔化潛熱，且價格便宜、導熱系數(shù)大、毒性小、無異味，是無機水合鹽相變儲能材料中研究較多的一種。但是其存在嚴重的過冷和相分層現(xiàn)象，過冷度甚至可達幾十度，制約了其實際應用。因此，本文采用“愛迪生法”，通過大量試驗對三水合醋酸鈉相變儲能材料

3、的過冷特性與循環(huán)穩(wěn)定性進行了研究與改善。結果顯示，以三水合醋酸鈉分析純?yōu)榛|材料，以3％用量的羧甲基纖維素作為增稠劑，分別以0.5％的磷酸鈉、硅酸鈉和硼砂作為成核劑時，可以有效減小體系的過冷度(減小至10℃以內)，改善了體系的循環(huán)性能。本文還測得了三水合醋酸鈉體系各次循環(huán)的XRD圖譜和固相比熱容數(shù)據，并對其進行了分析，從物相結構及晶型轉變的角度解釋了三水合醋酸鈉體系的性能隨著循環(huán)次數(shù)的增加而衰減的原因。 由于脂肪酸和石蠟具有有機

4、酸的優(yōu)點，如共熔、幾乎沒有過冷現(xiàn)象、蒸汽壓較低、無毒性、對金屬容器無腐蝕，良好的物理化學穩(wěn)定性等，因此，本文選擇了熔點和熔化潛熱較適宜的硬脂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸及石蠟進行了循環(huán)性能的研究；測得了各試樣多次熔化.凝固循環(huán)前后的固相和液相比熱容數(shù)據，并進行了相關分析，從晶體結構方面解釋了比熱容變化的原因；并通過硬脂酸、棕櫚酸及肉豆蔻酸的XRD圖譜分析，指出了這三種PCMs循環(huán)性能較穩(wěn)定的原因。從而得出，硬脂酸、棕櫚酸及肉豆蔻酸無過冷現(xiàn)象，且