【摘 要】
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将传统的太阳能生活热水系统的水箱与复合相变材料相结合形成相变储能系统,可以增大热水箱的储热能力,减小热水箱的体积,降低水箱的水温,控制水箱的出水温度,提高换热效率。而三水醋酸钠（SAT）非常适用于太阳能生活热水系统的水箱中,本文首先对SAT的增稠剂和水合盐成核剂进行了系统筛选,通过重力沉降法确定能解决相分离的增稠剂黄原胶（XG）,通过步冷实验确定有效降低SAT的过冷水合盐和纳米成核剂,最终制备出三
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将传统的太阳能生活热水系统的水箱与复合相变材料相结合形成相变储能系统,可以增大热水箱的储热能力,减小热水箱的体积,降低水箱的水温,控制水箱的出水温度,提高换热效率。而三水醋酸钠（SAT）非常适用于太阳能生活热水系统的水箱中,本文首先对SAT的增稠剂和水合盐成核剂进行了系统筛选,通过重力沉降法确定能解决相分离的增稠剂黄原胶（XG）,通过步冷实验确定有效降低SAT的过冷水合盐和纳米成核剂,最终制备出三种热性能优异的三水醋酸钠复合相变材料（SAT CPCM）。为解决SAT CPCM在水箱中导热系数过低的问题,通过熔融共混的方法制备不同比例带膨胀石墨（EG）的SAT CPCM,并对其进行一系列热性能测试;考虑到相变材料应用于太阳能生活热水系统,选择了三种常用的封装材料（304不锈钢、6061铝合金、T2紫铜）与相变材料进行腐蚀性实验,确保作为换热管的封装材料可在热水系统中长期使用。同时,为了进一步探究封装后的换热管换热性能,对换热管添加螺旋翅片进行蓄放热实验。并得出以下结论:（1）SAT与1.5%黄原胶（XG）、2%十水焦磷酸钠（TPD）;SAT与1.5%黄原胶（XG）、2%十二水磷酸氢二钠（DHPD）SAT与1.5%黄原胶（XG）、1%纳米二氧化钛（Ti O2）制备的SAT CPCMs抑制相变分离和降低过冷的效果最好,SAT/XG/TPD、SAT/XG/DHPD和SAT/XG/Ti O2的过冷基本消除;（2）泄漏实验和电镜显微测试,表明6%的膨胀石墨能充分的吸附SAT CPCM,吸附后的三种三水醋酸钠复合相变材料长时间处于65℃熔融状态都未发生泄漏;降温测试显示,过冷度均约为1.1℃,并且经过200次冷热循环后,其热稳定良好,且具有较高潜热（210-230k J/kg）,其导热系数均在1.70-1.90 W（m·K）-1范围内。在热重测试中,三种复合相变材料在热重测试过程中均与空气接触并不断失去结晶水,因此在实际应用中应对其进行密封封装处理。（3）腐蚀性实验显示,SAT和SAT/XG/TPD/EG对T2紫铜具有较大腐蚀性,不宜长期使用,而对不锈钢、铝合金腐蚀性小,可长期作为封装材料使用;对相变材料进行封装并添加螺旋翅片后进行蓄放热实验,研究发现,带EG的复合相变材料的换热管通过添加螺旋翅片可提升其换热效率,在太阳能生活热水系统中应用具有一定意义。
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