三水乙酸钠复合相变材料储热-释热性能优化及应用研究
发布时间：2022-01-08 22:23
储能技术是我国目前“电能替代”政策及电网“移峰填谷”运行需求最紧迫的技术之一,以解决电能供求在时间和空间上的不匹配问题。本文旨在开发一种适用于北方城市冬季供暖的相变蓄热材料,相变材料将夜间低谷/低价电转化的热能储存起来,供白天用电/用热高峰时段用热,既能很好地平衡电网全天侯峰谷供电,也利于用户经济性采暖。该相变材料的蓄热也可接受来自白天太阳能的集热热量。三水乙酸钠具有较高的相变潜热、较好的化学稳定性、无腐蚀、成本低廉等优点,因而成为无机相变材料中的研究热点。但三水乙酸钠存在较高的过冷度和液态相分离现象,自身导热系数也较低,这些问题制约了其蓄热量及储、释热性能。因此,本文首先对三水乙酸钠添加不同的成核剂和增稠剂制备出不同的储热体系,对比分析确定出最佳添加剂组合;在此基础上,采用多孔介质膨胀蛭石负载三水乙酸钠基盐水混合物,进一步优化三水乙酸钠的相变储热-释热性能。主要研究内容和结论如下:首先,选择了硼砂和十二水磷酸氢二钠两种成核剂、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酰胺两种增稠剂,两两组合添加于三水乙酸钠制备出四种储热体系,进行热性能及热循环稳定性分析。结果表明,对三水乙酸钠添加2wt%的硼砂和1wt...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚氨酯（PU）反应生成机理
青岛大学硕士学位论文11对于低温蓄热材料用于太阳能等间断性、不稳定性新能源的蓄热，也可以很好地解决能量供给和需求的不稳定等问题[81]。图1.3螺旋盘管式相变储热单元剖面图1.5本文主要研究目的及研究内容1.5.1研究目的潜热蓄热具有蓄热密度大，效率高以及储/释热过程恒温进行等优点，因而可以应用于很多领域，如太阳能利用、电力的“移峰填谷”、回收利用工业废热和余热、智能空调建筑物、智能家居、墙体保温材料、纺织行业与医疗保健等方面[82]。而适合于冬季蓄热民用采暖的相变温度为50~80℃区间，可选择材料如钾明矾、八水氢氧化钡、三水乙酸钠等。无机相变材料三水乙酸钠近些年收到更多学者们的青睐。但三水乙酸钠过冷现象、相分离现象、低热导率等仍没有很好地解决，改善热物理性能并提高热稳定性的同时牺牲了大量相变潜热，难以最优获得良好的复合相变材料。本文以三水合乙酸钠（CH3COONa·3H2O，SAT）为基相变材料进行研究，SAT相变温度约58℃，相变潜热超过270kJ/kg，密度约1.45g/cm3，适用于冬季蓄热采暖，但需要改善SAT高过冷和相分离现象。膨胀蛭石可以将无机盐稳定的吸附在其多孔结构中，如EV对硝酸钠的吸附能力高达734.6％，其复合材料的导热系数高于单一组分[47]。同时，EV具有亲水特性，有效防止相变材料泄露问题[83]，因此，本
青岛大学硕士学位论文14晶水。实验测得如图2.1所示，三水乙酸钠凝固-融化过程的温度变化曲线，相变温度为57.8℃；冷凝刚开始时温度降至熔点以下仍未发生相变，继续降温至38.5℃温度骤升，即SAT的过冷度约20℃。SAT的DSC分析结果如图2.2所示，其相变潜热超过270kJ/kg，可适用于中低温相变蓄热。但较大的过冷度将严重影响SAT的蓄热性能，降低其蓄热能力。同时从图2.3观察到，SAT熔化后上层和下层均有白色沉淀物，即乙酸钠盐从溶液中析出，出现相分离现象。由此可知，SAT存在严重的过冷和相分离现象。图2.1SAT熔化/凝固温度变化曲线图2.2SAT-DSC分析曲线图2.3SAT熔化后固-液相分离
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于成本效益分析的峰谷分时电价优化模型[J]. 孔强,付强,林亭君,张也,彭子健,万亚玲,郭良. 电力系统保护与控制. 2018(15)
[2]哈尔滨市气电替代燃煤供暖的研究及建议[J]. 戚秀云,张蕾,蒋本超. 中国环保产业. 2018(07)
[3]我国近期促进新能源消纳的需求侧资源应用模式[J]. 薛松,陈珂宁,马莉,范孟华. 技术经济与管理研究. 2018(04)
[4]基于用户满意度和Ramsey定价理论的峰谷分时阶梯电价联合模型[J]. 薛云涛,陈祎超,李秀文,吴华钊. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[5]基于多模型的区域电能替代发展潜力研究[J]. 夏怀健,林海英,张文,杨硕,郭威,苗博,陈企楚. 科技管理研究. 2018(04)
[6]三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性[J]. 吴东灵,李廷贤,何峰,王如竹. 化工学报. 2018(07)
[7]二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能[J]. 孟多,赵康,王东旭. 复合材料学报. 2018(09)
[8]高石蜡掺量相变水泥基复合材料的性能[J]. 张运华,刘芷怡,唐蓓莉,张冬丽,姚丽萍,闵捷. 复合材料学报. 2018(04)
[9]八水合氢氧化钡与相变蓄热容器的相容性研究[J]. 毛发,章学来,王友利,陈文朴. 太阳能学报. 2017(08)
[10]水合盐相变储能材料的研究进展[J]. 孟令然,郭立江,李晓禹,王会,陈胜利,周园,李建强. 储能科学与技术. 2017(04)
本文编号：3577391
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚氨酯（PU）反应生成机理
青岛大学硕士学位论文11对于低温蓄热材料用于太阳能等间断性、不稳定性新能源的蓄热，也可以很好地解决能量供给和需求的不稳定等问题[81]。图1.3螺旋盘管式相变储热单元剖面图1.5本文主要研究目的及研究内容1.5.1研究目的潜热蓄热具有蓄热密度大，效率高以及储/释热过程恒温进行等优点，因而可以应用于很多领域，如太阳能利用、电力的“移峰填谷”、回收利用工业废热和余热、智能空调建筑物、智能家居、墙体保温材料、纺织行业与医疗保健等方面[82]。而适合于冬季蓄热民用采暖的相变温度为50~80℃区间，可选择材料如钾明矾、八水氢氧化钡、三水乙酸钠等。无机相变材料三水乙酸钠近些年收到更多学者们的青睐。但三水乙酸钠过冷现象、相分离现象、低热导率等仍没有很好地解决，改善热物理性能并提高热稳定性的同时牺牲了大量相变潜热，难以最优获得良好的复合相变材料。本文以三水合乙酸钠（CH3COONa·3H2O，SAT）为基相变材料进行研究，SAT相变温度约58℃，相变潜热超过270kJ/kg，密度约1.45g/cm3，适用于冬季蓄热采暖，但需要改善SAT高过冷和相分离现象。膨胀蛭石可以将无机盐稳定的吸附在其多孔结构中，如EV对硝酸钠的吸附能力高达734.6％，其复合材料的导热系数高于单一组分[47]。同时，EV具有亲水特性，有效防止相变材料泄露问题[83]，因此，本
青岛大学硕士学位论文14晶水。实验测得如图2.1所示，三水乙酸钠凝固-融化过程的温度变化曲线，相变温度为57.8℃；冷凝刚开始时温度降至熔点以下仍未发生相变，继续降温至38.5℃温度骤升，即SAT的过冷度约20℃。SAT的DSC分析结果如图2.2所示，其相变潜热超过270kJ/kg，可适用于中低温相变蓄热。但较大的过冷度将严重影响SAT的蓄热性能，降低其蓄热能力。同时从图2.3观察到，SAT熔化后上层和下层均有白色沉淀物，即乙酸钠盐从溶液中析出，出现相分离现象。由此可知，SAT存在严重的过冷和相分离现象。图2.1SAT熔化/凝固温度变化曲线图2.2SAT-DSC分析曲线图2.3SAT熔化后固-液相分离
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于成本效益分析的峰谷分时电价优化模型[J]. 孔强,付强,林亭君,张也,彭子健,万亚玲,郭良. 电力系统保护与控制. 2018(15)
[2]哈尔滨市气电替代燃煤供暖的研究及建议[J]. 戚秀云,张蕾,蒋本超. 中国环保产业. 2018(07)
[3]我国近期促进新能源消纳的需求侧资源应用模式[J]. 薛松,陈珂宁,马莉,范孟华. 技术经济与管理研究. 2018(04)
[4]基于用户满意度和Ramsey定价理论的峰谷分时阶梯电价联合模型[J]. 薛云涛,陈祎超,李秀文,吴华钊. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[5]基于多模型的区域电能替代发展潜力研究[J]. 夏怀健,林海英,张文,杨硕,郭威,苗博,陈企楚. 科技管理研究. 2018(04)
[6]三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性[J]. 吴东灵,李廷贤,何峰,王如竹. 化工学报. 2018(07)
[7]二元脂肪酸/硅藻土助滤剂定形相变复合材料的制备及性能[J]. 孟多,赵康,王东旭. 复合材料学报. 2018(09)
[8]高石蜡掺量相变水泥基复合材料的性能[J]. 张运华,刘芷怡,唐蓓莉,张冬丽,姚丽萍,闵捷. 复合材料学报. 2018(04)
[9]八水合氢氧化钡与相变蓄热容器的相容性研究[J]. 毛发,章学来,王友利,陈文朴. 太阳能学报. 2017(08)
[10]水合盐相变储能材料的研究进展[J]. 孟令然,郭立江,李晓禹,王会,陈胜利,周园,李建强. 储能科学与技术. 2017(04)
本文编号：3577391
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