相變蓄能器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā).pdf

1、自20世紀(jì)70年代的世界能源危機(jī)以來(lái)，相變蓄能技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用研究在發(fā)達(dá)國(guó)家迅速崛起并不斷發(fā)展，現(xiàn)己成為開(kāi)發(fā)新能源、協(xié)調(diào)能量供求在時(shí)間和強(qiáng)度上的不匹配、提高能源利用率的重要技術(shù)之一?，F(xiàn)在我國(guó)有越來(lái)越多的地區(qū)在推行峰谷電價(jià)制度，相變蓄能技術(shù)能起到移峰填谷的作用，既可以緩解電網(wǎng)負(fù)荷，又能由此而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在相變蓄能技術(shù)的研究中，蓄能材料的開(kāi)發(fā)是最為人們所關(guān)注的。固-液相變蓄能材料因具有蓄能密度大、蓄能過(guò)程近似恒溫、體積變化小、過(guò)程易控

2、制等優(yōu)點(diǎn)而得到各國(guó)科學(xué)家的J}泛重視。 固-液相變蓄能材料的種類很多。根據(jù)相變溫度，材料可分為高溫、中溫和低溫材料。中低溫材料主要是一些無(wú)機(jī)鹽水合物、有機(jī)物、高分子材料，此溫度范圍內(nèi)的相變材料是常用的儲(chǔ)能材料，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在能源利用和材料科學(xué)方面開(kāi)發(fā)研究十分活躍的領(lǐng)域。 固-液相變蓄能技術(shù)需研究的問(wèn)題很多，主要?dú)w結(jié)為兩大類。一類是相變材料性質(zhì)的研究，包括材料的熱物性及相變傳熱過(guò)程的機(jī)理、材料的壽命及穩(wěn)定性等。這些涉及到

3、熱物性測(cè)定、量熱技術(shù)分析和熱分析以及物理化學(xué)領(lǐng)域。另一類是相變材料應(yīng)用的研究，包括材料與容器的相容性，相變換熱器的設(shè)計(jì)，提高相變材料導(dǎo)熱能力的措施，儲(chǔ)熱裝置的強(qiáng)化傳熱及運(yùn)行工況的控制等等。 本文從現(xiàn)有的多種中低溫相變蓄能材料中選取硬脂酸、石蠟、六水合氯化鎂、十二水合硫酸鋁鉀以及氯化鋁&氯化鉀混合物5種相變材料，進(jìn)行理論與試驗(yàn)研究，通過(guò)DSC測(cè)試、溫度曲線法測(cè)試和循環(huán)熔凍試驗(yàn)方法測(cè)試其相變溫度、相變潛熱、比熱等熱物性參數(shù)，并且對(duì)其

4、相變性能進(jìn)行考察。硬脂酸和石蠟有著較高的相變潛熱，并且在循環(huán)熔凍中保持著很好的相變性能，但儲(chǔ)能密度較低且導(dǎo)熱系數(shù)偏低;六水合氯化鎂和十二水和硫酸鋁鉀雖然儲(chǔ)能密度較高，但其過(guò)冷、析出等性質(zhì)制約了它們的應(yīng)用;氯化鋁&氯化鉀混合物因?yàn)榛旌媳壤筒牧媳旧硇再|(zhì)的問(wèn)題而被淘汰。 之后，利用前面試驗(yàn)中篩選出的性能較優(yōu)的硬脂酸作為相變材料，設(shè)計(jì)了一種相變蓄能電熱水器蓄熱裝置。該熱水器與市場(chǎng)主流的電熱水器相比具有體積小、成本低、運(yùn)行費(fèi)用低、安全性