折流板式相變蓄熱水箱蓄放熱特性研究.pdf

1、隨著能源緊張，環(huán)境污染問題加劇，太陽能作為無污染的清潔能源，已然成為了當今研究的新熱點。而太陽能用于供暖時，常常需要龐大的水箱來蓄存熱量，以克服太陽能資源時空分布不均勻，能量密度低等缺點，即使如此，仍然存在集熱與負荷需求時間不匹配，蓄熱水箱占地過大等問題；尋求一種新的蓄熱方式亦或蓄熱材料來克服這些問題，已經成為了太陽能供熱領域的研究新方向。
　　相變材料是一種具有潛熱蓄熱能力的蓄熱材料，溫度達到相變溫度時，相變材料蓄熱量迅速提升，

2、且自身溫度不變，設想在蓄熱水箱中按一定結構加入封裝相變體，則能夠有效提高水箱單位體積蓄熱量，保持水箱水體溫度穩(wěn)定，延長供熱時間。
　　本研究首先搭建了一套多用途的能源復合式利用系統(tǒng)，通過多種因素對比選擇了50℃石蠟作為相變材料，并將相變材料利用不銹鋼封裝為板片形式，在水箱內部以折流結構固定，以增加流體在水箱內的換熱時間與換熱面積。
　　然后通過實驗研究相變水箱蓄放熱特性，以2kW功率電加熱器對相變水箱加熱，研究不同流量與板間

3、距對其蓄熱能力的影響，發(fā)現流量對蓄熱能力影響較小，板間距較小時阻力較大，過大時相變材料填充率低，對比發(fā)現3cm板間距水箱具有較優(yōu)的蓄熱特性；放熱時采用300m3/h風量風機盤管作為末端，填充相變材料的水箱放熱時長較普通水箱放熱時長至少延長1h，且流量越小放熱時間越長，流量過大，相變材料溫降相對水體溫降將出現延遲。
　　實驗研究后建立了單一溫度相變法模型，利用MATLAB編譯后與實驗數據進行對比，對比發(fā)現實驗值與模擬值在蓄熱工況下誤

4、差為±5％之內，放熱時也均位于±10%之中，具有較高的準確性。
　　最后利用數學模型以恒定進水溫度為基礎，以相變比、出水溫度、蓄放熱量與蓄放熱強度為評價依據，對相變水箱進行了模擬研究，研究發(fā)現相變板厚度越小，蓄放熱強度越大，維持水箱溫度的能力也越強；流速越小，蓄放熱時間越長，換熱越充分，且隨著流速增大，流速對蓄放熱的影響逐漸減??；進水溫度越低，完全相變時長越長，但隨著溫度增大，溫度對蓄熱特性的影響逐漸較小，蓄熱能力差別逐漸縮小，放