基于太阳能通风装置固—固相变蓄热材料的性能研究.pdf

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5、太阳能通风装置固-固相变蓄热材料的性能研究专业：供热、供燃气、通风及空调工程硕士生：王元明指导教师：丁云飞摘要随着社会经济的不断发展，对能源的需求日益增加，能源已成为人类生存和发展的基础。蓄能技术是20世纪末发展起来的一项高新技术，是提高能源利用率的有效手段，而蓄能材料是蓄能技术的基础，其蓄能密度约比显热高出一个数量级，且放热阶段温度恒定。近年来，相变蓄能材料（PCM）一直是蓄能领域的研究热点，尤其是固-固相变蓄热材料，由于其具有固-液相变材料所不具备的独特优点，已经成为最具发展潜力的蓄热材料。针对太阳能烟囱蓄热单元的应用需求，本文选用具有优异的相变特性和良好储能效果

6、的聚乙二醇作为相变单元，结合二异氰酸酯制备固-固相变蓄热材料并向其中添加碳纳米管，通过两步法制备出碳纳米管质量分数分别为0.5%、1%、2%、3%、5%的复合固-固相变材料，并对其热物性和循环稳定性进行了实验研究。结果显示，碳纳米管的添加可以有效的提高复合相变材料的热导率和相变过程的传热速率，当碳纳米管质量分数为5%时，样品的热导率为0.65W/m•K，比纯PUPCM提高了103%，蓄/放热速率分别提高了42.8%和44.2%；碳纳米管的添加降低了相变材料的相变潜热，当碳纳米管质量分数为5%时，其相变潜热为107J/g，为纯PUPCM的71.8%；通过TG和FT-IR

7、分析，制备的复合相变材料热稳定好且没有新的物质生成，碳纳米管与PUPCM发生的只是简单的物理复合，且升温过程中相变材料没有失重现象，热稳定性较好；多次循环测试后，复合相变材料的热导率和蓄热能力没有发生显著衰减，复合相变材料具有很好的热循环稳定性。本文构建了复合相变材料结合太阳能通风构件，研究构件中的温度场、速度场和自然通风量。在太阳能通风系统中复合相变材料最高温度57.1℃，达到了复合材料的峰值温度；在10:00~21:00通道内平均温度与室外温度差在5~13.7℃之间，出风口处风速为30.4~0.74m/s，通风量为55.0~103.9m/h，完全