太陽能跨季節儲熱相變材料的選擇與換熱性能研究.pdf

1、在能源消耗總量中,用以保證建筑物衛生和舒適條件的供暖、空調等能源的消耗量占較大的比例。將太陽能季節性儲熱技術應用到建筑物供暖工程中,將大大提高能源的利用率,且太陽能為清潔無污染的可再生能源,有利于環境保護。
　　本文參考大量國內外文獻,選取NH4Al(SO4)2·12H2O為應用于太陽能季節性儲熱直接供暖系統的固-液相變材料。首先,對工業純 NH4Al(SO4)2·12H2O進行了基本參數的實驗室測定,包括其固、液態密度、體積膨脹

2、率、熔化曲線和步冷曲線等,并在NH4Al(SO4)2·12H2O中添加銅絲,研究其導熱系數的提高效果。其次,為了研究其實際傳熱性能,搭建了單根垂直同心套管實驗臺,進行連續蓄熱與間歇蓄熱熔化過程的實驗研究。在蓄熱實驗過程中,相變材料軸向及徑向溫度均出現明顯的溫度分層現象。在240分鐘的蓄熱時間內,間歇蓄熱過程的總換熱量比連續蓄熱過程多10.2％,可見,間歇蓄熱過程更利于相變材料蓄熱。最后,應用FLUENT模擬換熱流體不同溫度、不同流向對熔

3、化過程的影響及連續凝固、間歇凝固過程的換熱性能,得出以下結論:(1)相變材料的徑向填充厚度對熔化過程的影響較小,換熱器的高度對相變材料的熔化過程影響較大;(2)換熱流體進口溫度對換熱強度的影響甚大,適當提高換熱溫差,利于換熱;(3)換熱流體的流向對整個蓄熱過程的影響不大,因此,在換熱系統的實際設計時,可忽略換熱流體流向的影響,應主要考慮環路阻力問題,選擇較小的環路阻力,可以節省循環水泵的電力消耗;(4)間歇凝固過程所消耗的能量為連續凝固