【摘要】：太陽(yáng)能是一種清潔性、獨(dú)特性、“無(wú)限性”的資源,越來(lái)越受到各國(guó)的關(guān)注。太陽(yáng)能熱利用技術(shù),太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的日漸成熟,使其在國(guó)民生產(chǎn)生活中作用日漸顯現(xiàn)。利用太陽(yáng)能,將光能轉(zhuǎn)化為熱能,可滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求。太陽(yáng)能屬于非穩(wěn)定性能源,為了暫時(shí)性儲(chǔ)存多余的熱量,必須采用蓄熱技術(shù)(TES),因而太陽(yáng)能蓄熱器的研究便成為太陽(yáng)能熱利用的重要內(nèi)容。本文通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能熱利用技術(shù)和蓄熱技術(shù)現(xiàn)狀的分析,提出將具有高導(dǎo)熱性能、高相變潛熱值、性能穩(wěn)定以及相變溫度較高的共晶無(wú)機(jī)鹽/膨脹石墨復(fù)合相變材料與太陽(yáng)能槽式集熱器集成為一體,構(gòu)成太陽(yáng)能蓄熱器,從而實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的光熱轉(zhuǎn)換和熱儲(chǔ)存。本文采用物理混合的方法,以膨脹石墨(含量20wt%)為支撐材料,Li NO3(40wt%)和KCl(40wt%)的混合鹽為相變材料(PCM),制備出LiNO3、KCl和膨脹石墨(EG)的復(fù)合相變材料。采用差示量熱掃描儀(DSC)對(duì)制備的相變材料的熱物性進(jìn)行表征,得到所制備的復(fù)合相變材料初始熔化溫度為165.5oC,熔化相變焓變?yōu)?79.4J/g,而初始凝固溫度為159.9oC,凝固相變焓為155.3J/g,固態(tài)比熱熔為0.602J/(g?oC)和液態(tài)比熱容為1.48 J/(g?oC)。將制備的粉末材料壓制成密度為0.8g/cm3的塊體,利用熱常數(shù)分析儀(Hot-disk)測(cè)得其導(dǎo)熱系數(shù)為9.44W/(m?K)。本文實(shí)驗(yàn)根據(jù)所購(gòu)置的皇明太陽(yáng)能公司的槽式集熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及熱利用方案,設(shè)計(jì)粉末狀復(fù)合相變材料壓制成塊體的專用模具,然后將塊狀復(fù)合相變材料填充在集熱器中并與換熱管結(jié)合構(gòu)成太陽(yáng)能蓄熱器。通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得不同光照強(qiáng)度、不同冷卻水流量條件下蓄熱器的蓄放熱特性曲線,分析了各因素對(duì)蓄熱器性能影響的規(guī)律:隨著光照強(qiáng)度的不斷增大,蓄熱器所能達(dá)到的最高溫度不斷增大,相變材料的蓄熱量也不斷增大;蓄熱器的最高溫度可達(dá)250oC;最高溫度受到光照強(qiáng)度、蓄熱器的保溫性能等多方面的影響;當(dāng)冷卻水的用量不斷增大,蓄熱器的放熱速率不斷增大,但隨著流量的不斷增大,冷卻水對(duì)放熱速率的影響逐漸降低。研究結(jié)果表明,Li NO3-KCl/EG復(fù)合相變材料與太陽(yáng)能槽式集熱器結(jié)合能夠較好地解決太陽(yáng)能中溫?zé)崂脝?wèn)題,所儲(chǔ)存的熱量具有較高的品位,適用于工業(yè)過(guò)程物料加熱干燥及建筑供暖等領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK513.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2666132