论文部分内容阅读
可再生能源的开发利用对于节能减排意义重大。由于太阳能受制于辐射时间的间断性和辐射能量的不稳定性,因此需要利用储能技术或储热材料将太阳能储存起来,以供应连续、稳定的太阳能,满足生产和生活的需要。本研究以研制性能稳定的太阳能相变储热材料为目的,并将储热材料应用于平板型太阳能空气集热-干燥装置中,进行了集热性能测试和分析,为提高太阳能的热利用效率提供基础。本文选用MgSO4·7H2O、KAl(SO4)2·12H2O分别与Na2SO4·10H2O互配,以混合共熔的方式制备了一系列无相分离、低过冷度、相变潜热大的太阳能相变储热材料。其中,MgSO4·7H2O-Na2SO4·10H2O体系质量比为8.75:1.25的混合水合盐相变储热材料的相变温度在62℃左右,热稳定性良好,经过200次的冷热循环,热能释放量保持在76.37%;KAl(SO4)2·12H2O与Na2SO4.10H2O质量比为9:1的混合水合盐相变储热材料的相变温度在64℃左右,经200次的冷热循环,热能释放量保持在80.87%;KAl(SO4)2·12H2O与Na2SO4·10H2O质量比为8.5:1.5的混合水合盐相变储热材料的相变温度在52℃左右,经过200次的冷热循环试验,热能释放量保持在75.07%。实验以B4组混合水合盐体系为储热介质,通过在其内部增加导热铝片和外部空气侧增加铝制翅片的方式强化了储热单元体的传导热能力,很好的解决了储放热过程中混合水合盐导热能力差和空气侧热阻大的问题。实验表明,以储热材料达到同一储热温度(70℃)来衡量,内部有导热铝片并且外部空气侧有铝制翅片的实验组与不强化换热的对照组相比,其储热时间缩短了约41.2%。本研究中使用的太阳能空气集热-干燥装置温度控制精确、可靠性好;平板型太阳能空气集热器集热效果良好,测得两小时内该集热器的光热转化效率为74.32%。太阳能储热实验表明,无储热材料组集热器与干燥箱中温度波动较大,经过1小时两者温度降低到环境温度;而有储热材料组集热器与干燥箱中温度波动较小,经过6小时两者温度才降低到环境温度。表明实验中所制备的水合盐相变储热材料不仅可以起到储存热量、调节温度的作用,而且还可以很大程度上延长干燥时间,保证干燥过程的顺利进行。