三水乙酸鈉復(fù)合相變材料儲(chǔ)熱-釋熱性能優(yōu)化及應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-08 22:23
儲(chǔ)能技術(shù)是我國(guó)目前“電能替代”政策及電網(wǎng)“移峰填谷”運(yùn)行需求最緊迫的技術(shù)之一,以解決電能供求在時(shí)間和空間上的不匹配問(wèn)題。本文旨在開(kāi)發(fā)一種適用于北方城市冬季供暖的相變蓄熱材料,相變材料將夜間低谷/低價(jià)電轉(zhuǎn)化的熱能儲(chǔ)存起來(lái),供白天用電/用熱高峰時(shí)段用熱,既能很好地平衡電網(wǎng)全天侯峰谷供電,也利于用戶經(jīng)濟(jì)性采暖。該相變材料的蓄熱也可接受來(lái)自白天太陽(yáng)能的集熱熱量。三水乙酸鈉具有較高的相變潛熱、較好的化學(xué)穩(wěn)定性、無(wú)腐蝕、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),因而成為無(wú)機(jī)相變材料中的研究熱點(diǎn)。但三水乙酸鈉存在較高的過(guò)冷度和液態(tài)相分離現(xiàn)象,自身導(dǎo)熱系數(shù)也較低,這些問(wèn)題制約了其蓄熱量及儲(chǔ)、釋熱性能。因此,本文首先對(duì)三水乙酸鈉添加不同的成核劑和增稠劑制備出不同的儲(chǔ)熱體系,對(duì)比分析確定出最佳添加劑組合;在此基礎(chǔ)上,采用多孔介質(zhì)膨脹蛭石負(fù)載三水乙酸鈉基鹽水混合物,進(jìn)一步優(yōu)化三水乙酸鈉的相變儲(chǔ)熱-釋熱性能。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:首先,選擇了硼砂和十二水磷酸氫二鈉兩種成核劑、羧甲基纖維素鈉和聚丙烯酰胺兩種增稠劑,兩兩組合添加于三水乙酸鈉制備出四種儲(chǔ)熱體系,進(jìn)行熱性能及熱循環(huán)穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明,對(duì)三水乙酸鈉添加2wt%的硼砂和1wt...
【文章來(lái)源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚氨酯(PU)反應(yīng)生成機(jī)理
青島大學(xué)碩士學(xué)位論文11對(duì)于低溫蓄熱材料用于太陽(yáng)能等間斷性、不穩(wěn)定性新能源的蓄熱,也可以很好地解決能量供給和需求的不穩(wěn)定等問(wèn)題[81]。圖1.3螺旋盤管式相變儲(chǔ)熱單元剖面圖1.5本文主要研究目的及研究?jī)?nèi)容1.5.1研究目的潛熱蓄熱具有蓄熱密度大,效率高以及儲(chǔ)/釋熱過(guò)程恒溫進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因而可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域,如太陽(yáng)能利用、電力的“移峰填谷”、回收利用工業(yè)廢熱和余熱、智能空調(diào)建筑物、智能家居、墻體保溫材料、紡織行業(yè)與醫(yī)療保健等方面[82]。而適合于冬季蓄熱民用采暖的相變溫度為50~80℃區(qū)間,可選擇材料如鉀明礬、八水氫氧化鋇、三水乙酸鈉等。無(wú)機(jī)相變材料三水乙酸鈉近些年收到更多學(xué)者們的青睞。但三水乙酸鈉過(guò)冷現(xiàn)象、相分離現(xiàn)象、低熱導(dǎo)率等仍沒(méi)有很好地解決,改善熱物理性能并提高熱穩(wěn)定性的同時(shí)犧牲了大量相變潛熱,難以最優(yōu)獲得良好的復(fù)合相變材料。本文以三水合乙酸鈉(CH3COONa·3H2O,SAT)為基相變材料進(jìn)行研究,SAT相變溫度約58℃,相變潛熱超過(guò)270kJ/kg,密度約1.45g/cm3,適用于冬季蓄熱采暖,但需要改善SAT高過(guò)冷和相分離現(xiàn)象。膨脹蛭石可以將無(wú)機(jī)鹽穩(wěn)定的吸附在其多孔結(jié)構(gòu)中,如EV對(duì)硝酸鈉的吸附能力高達(dá)734.6%,其復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)高于單一組分[47]。同時(shí),EV具有親水特性,有效防止相變材料泄露問(wèn)題[83],因此,本
青島大學(xué)碩士學(xué)位論文14晶水。實(shí)驗(yàn)測(cè)得如圖2.1所示,三水乙酸鈉凝固-融化過(guò)程的溫度變化曲線,相變溫度為57.8℃;冷凝剛開(kāi)始時(shí)溫度降至熔點(diǎn)以下仍未發(fā)生相變,繼續(xù)降溫至38.5℃溫度驟升,即SAT的過(guò)冷度約20℃。SAT的DSC分析結(jié)果如圖2.2所示,其相變潛熱超過(guò)270kJ/kg,可適用于中低溫相變蓄熱。但較大的過(guò)冷度將嚴(yán)重影響SAT的蓄熱性能,降低其蓄熱能力。同時(shí)從圖2.3觀察到,SAT熔化后上層和下層均有白色沉淀物,即乙酸鈉鹽從溶液中析出,出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。由此可知,SAT存在嚴(yán)重的過(guò)冷和相分離現(xiàn)象。圖2.1SAT熔化/凝固溫度變化曲線圖2.2SAT-DSC分析曲線圖2.3SAT熔化后固-液相分離
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于成本效益分析的峰谷分時(shí)電價(jià)優(yōu)化模型[J]. 孔強(qiáng),付強(qiáng),林亭君,張也,彭子健,萬(wàn)亞玲,郭良. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(15)
[2]哈爾濱市氣電替代燃煤供暖的研究及建議[J]. 戚秀云,張蕾,蔣本超. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2018(07)
[3]我國(guó)近期促進(jìn)新能源消納的需求側(cè)資源應(yīng)用模式[J]. 薛松,陳珂寧,馬莉,范孟華. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究. 2018(04)
[4]基于用戶滿意度和Ramsey定價(jià)理論的峰谷分時(shí)階梯電價(jià)聯(lián)合模型[J]. 薛云濤,陳祎超,李秀文,吳華釗. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(05)
[5]基于多模型的區(qū)域電能替代發(fā)展?jié)摿ρ芯縖J]. 夏懷健,林海英,張文,楊碩,郭威,苗博,陳企楚. 科技管理研究. 2018(04)
[6]三水醋酸鈉相變儲(chǔ)能復(fù)合材料改性制備及儲(chǔ)/放熱特性[J]. 吳東靈,李廷賢,何峰,王如竹. 化工學(xué)報(bào). 2018(07)
[7]二元脂肪酸/硅藻土助濾劑定形相變復(fù)合材料的制備及性能[J]. 孟多,趙康,王東旭. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(09)
[8]高石蠟摻量相變水泥基復(fù)合材料的性能[J]. 張運(yùn)華,劉芷怡,唐蓓莉,張冬麗,姚麗萍,閔捷. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(04)
[9]八水合氫氧化鋇與相變蓄熱容器的相容性研究[J]. 毛發(fā),章學(xué)來(lái),王友利,陳文樸. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(08)
[10]水合鹽相變儲(chǔ)能材料的研究進(jìn)展[J]. 孟令然,郭立江,李曉禹,王會(huì),陳勝利,周園,李建強(qiáng). 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
本文編號(hào):3577391
【文章來(lái)源】:青島大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
聚氨酯(PU)反應(yīng)生成機(jī)理
青島大學(xué)碩士學(xué)位論文11對(duì)于低溫蓄熱材料用于太陽(yáng)能等間斷性、不穩(wěn)定性新能源的蓄熱,也可以很好地解決能量供給和需求的不穩(wěn)定等問(wèn)題[81]。圖1.3螺旋盤管式相變儲(chǔ)熱單元剖面圖1.5本文主要研究目的及研究?jī)?nèi)容1.5.1研究目的潛熱蓄熱具有蓄熱密度大,效率高以及儲(chǔ)/釋熱過(guò)程恒溫進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn),因而可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域,如太陽(yáng)能利用、電力的“移峰填谷”、回收利用工業(yè)廢熱和余熱、智能空調(diào)建筑物、智能家居、墻體保溫材料、紡織行業(yè)與醫(yī)療保健等方面[82]。而適合于冬季蓄熱民用采暖的相變溫度為50~80℃區(qū)間,可選擇材料如鉀明礬、八水氫氧化鋇、三水乙酸鈉等。無(wú)機(jī)相變材料三水乙酸鈉近些年收到更多學(xué)者們的青睞。但三水乙酸鈉過(guò)冷現(xiàn)象、相分離現(xiàn)象、低熱導(dǎo)率等仍沒(méi)有很好地解決,改善熱物理性能并提高熱穩(wěn)定性的同時(shí)犧牲了大量相變潛熱,難以最優(yōu)獲得良好的復(fù)合相變材料。本文以三水合乙酸鈉(CH3COONa·3H2O,SAT)為基相變材料進(jìn)行研究,SAT相變溫度約58℃,相變潛熱超過(guò)270kJ/kg,密度約1.45g/cm3,適用于冬季蓄熱采暖,但需要改善SAT高過(guò)冷和相分離現(xiàn)象。膨脹蛭石可以將無(wú)機(jī)鹽穩(wěn)定的吸附在其多孔結(jié)構(gòu)中,如EV對(duì)硝酸鈉的吸附能力高達(dá)734.6%,其復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)高于單一組分[47]。同時(shí),EV具有親水特性,有效防止相變材料泄露問(wèn)題[83],因此,本
青島大學(xué)碩士學(xué)位論文14晶水。實(shí)驗(yàn)測(cè)得如圖2.1所示,三水乙酸鈉凝固-融化過(guò)程的溫度變化曲線,相變溫度為57.8℃;冷凝剛開(kāi)始時(shí)溫度降至熔點(diǎn)以下仍未發(fā)生相變,繼續(xù)降溫至38.5℃溫度驟升,即SAT的過(guò)冷度約20℃。SAT的DSC分析結(jié)果如圖2.2所示,其相變潛熱超過(guò)270kJ/kg,可適用于中低溫相變蓄熱。但較大的過(guò)冷度將嚴(yán)重影響SAT的蓄熱性能,降低其蓄熱能力。同時(shí)從圖2.3觀察到,SAT熔化后上層和下層均有白色沉淀物,即乙酸鈉鹽從溶液中析出,出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。由此可知,SAT存在嚴(yán)重的過(guò)冷和相分離現(xiàn)象。圖2.1SAT熔化/凝固溫度變化曲線圖2.2SAT-DSC分析曲線圖2.3SAT熔化后固-液相分離
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于成本效益分析的峰谷分時(shí)電價(jià)優(yōu)化模型[J]. 孔強(qiáng),付強(qiáng),林亭君,張也,彭子健,萬(wàn)亞玲,郭良. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(15)
[2]哈爾濱市氣電替代燃煤供暖的研究及建議[J]. 戚秀云,張蕾,蔣本超. 中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2018(07)
[3]我國(guó)近期促進(jìn)新能源消納的需求側(cè)資源應(yīng)用模式[J]. 薛松,陳珂寧,馬莉,范孟華. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究. 2018(04)
[4]基于用戶滿意度和Ramsey定價(jià)理論的峰谷分時(shí)階梯電價(jià)聯(lián)合模型[J]. 薛云濤,陳祎超,李秀文,吳華釗. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(05)
[5]基于多模型的區(qū)域電能替代發(fā)展?jié)摿ρ芯縖J]. 夏懷健,林海英,張文,楊碩,郭威,苗博,陳企楚. 科技管理研究. 2018(04)
[6]三水醋酸鈉相變儲(chǔ)能復(fù)合材料改性制備及儲(chǔ)/放熱特性[J]. 吳東靈,李廷賢,何峰,王如竹. 化工學(xué)報(bào). 2018(07)
[7]二元脂肪酸/硅藻土助濾劑定形相變復(fù)合材料的制備及性能[J]. 孟多,趙康,王東旭. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(09)
[8]高石蠟摻量相變水泥基復(fù)合材料的性能[J]. 張運(yùn)華,劉芷怡,唐蓓莉,張冬麗,姚麗萍,閔捷. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(04)
[9]八水合氫氧化鋇與相變蓄熱容器的相容性研究[J]. 毛發(fā),章學(xué)來(lái),王友利,陳文樸. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2017(08)
[10]水合鹽相變儲(chǔ)能材料的研究進(jìn)展[J]. 孟令然,郭立江,李曉禹,王會(huì),陳勝利,周園,李建強(qiáng). 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
本文編號(hào):3577391
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