论文部分内容阅读
随着社会经济的发展和民生的改善,传统能源消耗的增长,导致全球气候变化和环境严重污染的问题。本世纪以来,可再生能源的利用越来越受到关注,尤其是太阳能。目前,太阳能利用主要集中在光伏发电和光热利用。光伏利用效率较低,制造过程存在二次环境污染,光热利用尽管效率较高,但是也受间断性和不稳定性等因素的制约。然而,大容量、高效相变储能技术却能有效克服这些缺点。相变储能技术由于温度范围可控、相变过程恒定、储能密度大、易于控制以及性能稳定等优点,已经得到了广泛的应用。相变石蜡作为一种PCM,具有相变储热高、化学稳定性较好、无相分离和价格低廉等优点,因此本文采用石蜡作为PCM。本课题所用相变储能散热器为自主设计制造,该相变储能散热器由6个储热单元和保温腔体以及热传输管道组成。本文研究了该相变储能散热器中PCM在恒定热源温度的条件下,储能和散热性能的影响因素,绘制出不同热源温度下PCM的储热、散热曲线,并计算了相应储热、散热速率。首先采用差示扫描量热法(DSC)对相变石蜡材料的热物性参数进行测试;其次对PCM在给定热源温度(60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃)和给定功率(额定动率为165W的动力泵)条件下进行储热、散热的实验研究;最后分别计算对应热源温度下的储热、散热速率。实验结果表明,在储热过程中,热源温度越高,储热速率越快;在散热过程中,空气进风口横截面积开启率越大,散热速率越快。PCM的储热过程可分为固相显热储热、熔化潜热储热和液相显热储热三个阶段。在升温过程中,相变储能散热器内的相变石蜡材料温度升高幅度不一致,在固相显热过程中,上部材料温度升高速率大于中下部材料温度升高速率;然而,在散热过程中,相变储能散热器内的相变石蜡材料温度下降趋势总体基本一致。