国标《塔式太阳能光热发电站设计标准》关键共性技术

      目的     塔式光热发电是我国首批太阳能热发电示范项目的主流型式。为了促进科技进步，推动产业发展，有必要对塔式光热发电站的设计进行规范。      方法     在总结分析塔式光热发电站设计经验的基础上，对光热发电设计的共性原则和关键技术进行了研究，给出了适用范围、规模划分、设计寿命等共性原则，重点研究了太阳能资源评估、集热系统与设备、储热系统与设备、自动化系统等关键技术方案。      结果     确定了塔式光热发电站的主要设计方案，给出了发电量估算方法，制定了世界首部太阳能光热发电设计标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》。标准为国内塔式光热发电项目的开发、建设和运行提供了技术支撑，其主要内容已经上升为国际标准IEC62862-4-1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》。      结论     标准可对塔式光热发电站的设计提供指导。     

高性能三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料的制备及其在电地暖中的应用性能

采用尿素调节三水醋酸钠的相变温度到合适范围再添加膨胀石墨来降低过冷度，研制了高性能的三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料，并对其在电地暖中的应用性能进行了研究。结果表明，当尿素质量分数为36.5%、膨胀石墨添加量为4%(质量)时，所得混合相变材料的熔化焓高达209.1 J/g，熔点在31.98℃，过冷度仅为2.04℃，热导率为2.349 W/(m·K)，热可靠性良好；将用该混合相变材料制成的相变板安装在实验房的电地暖中时，实验房的热舒适度随着相变材料层厚度的增加而增加，但也带来加热时间和用电量的增加；当相变材料层厚度为10 mm时，电加热温度适宜设置在45℃；在热舒适度相当的条件下，有相变板的实验房与无相变板的参比房相比具有用电量小及电费低的优势。     

工业余热跨季节储热系统优化及经济性分析

以工业余热跨季节储热用于区域供热系统为研究对象,在一个已有的1 MW工业余热系统的基础上,搭建工业余热跨季节储热系统设计方案,通过系统模拟对系统储热、取热过程进行分析。分析结果表明:工业余热跨季节储热适合长周期、大规模蓄热;储热体体积和循环流量应根据系统热源和取热装置特性进行合理匹配,在合理匹配范围内可参考系统经济性确定系统最优配置。最后,通过费用年值法分析优化后的系统经济性,分析表明工业余热跨季节储热用于区域供热成本仅略高于燃煤供热,相比燃气供热具有非常可观的经济性。     

浅议相变材料在建筑节能中的应用

建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势。相变材料是一种高效的贮热物质，相变储热技术是利用低品位能源．实现建筑节能的重要途径。     

污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料的制备和性能

市政污泥的大量堆积或填埋会破坏局部生态环境,而焚烧可实现污泥的无害化处理,但污泥炉渣中的重金属难以有效固定。为有效固定污泥炉渣中的重金属,资源化利用污泥焚烧炉渣制备低成本复合相变储热材料,提出市政污泥焚烧炉渣作为骨架材料,硝酸钠为相变储热材料,采用冷压-烧结法制备了5种不同质量比的污泥焚烧炉渣基定型复合相变储热材料,并对其传热储热性能、微观形貌、抗压性能以及化学相容性进行研究。结果表明,在100～400℃范围内,焚烧炉渣与硝酸钠质量比为5∶5（样品SS3）时定型复合相变储热材料具有最佳的传热储热性能和良好的高温热稳定性,可实现对重金属的有效固定;炉渣组分与硝酸钠间具有良好的化学相容性,样品SS3的储热密度高达409.25 J/g,热导率最高达0.955 W/（m·K）,抗压强度为139.65 MPa。经历500次加热/冷却循环后,样品SS3仍然具有良好的传热储热性能,表明污泥焚烧炉渣适合作为制备定型复合相变储热材料的骨架材料。     

圆柱形相变储热器热损失的试验研究

相变储热有着密度高、体积小、质量轻,蓄放热过程中温度波动小等优点,在太阳能热利用、工业余热回收、采暖及空调等领域有着较为广泛的应用。本文利用相变储热试验平台模拟储热器的工作原理,对储热器不工作状态下内部和外部温度进行监测,发现相变储热器在非稳态散热时具有比较明显的凝固放热现象,而且通过顶面的热损失严重;对储热器热损失进行了分类,对储热器热损失系数这一关键数据进行探讨;最后,在试验和理论分析基础上提出增大上部保温层厚度、加强进出口部位的保温、减小管径和增加阀门可减小储热器通过顶面的热损失。     

两类复合无机相变储热材料高温热稳定性和安全性研究

以适合工业储热的复合无机相变储热材料硝酸盐（KNO₃、NaNO₃）和碳酸盐（Li₂CO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃和CaCO₃）为相变组分，研究了4种不同配比硝酸盐相变组分和6种不同配比碳酸盐相变组分的热性能（熔点、潜热）差异，分别优选出一种熔融盐相变组分配比。利用多孔载体吸附原理，制备出两种最佳配比的复合熔融盐类储热材料，分析了储热材料在不同介质气氛中（Ar和air）分解难易程度，TG-DSC-MS联用测试的高温热分解产物表明，复合硝酸盐类储热材料在中温（300℃）储热时，物理化学性能稳定，安全性较好，但在高温（500℃以上）时易分解成NO和NO₂，且air气氛中更易生成有毒气体；而复合碳酸盐类储热材料在air中比在Ar中更易生成CO而影响储热过程中的安全性。     

八水氢氧化钡在热仓供暖中的应用

通过步冷曲线法与差式量热扫描法研究了以八水氢氧化钡为主要原料的复合相变材料的相变性能。并在60 MJ的热仓供暖实验系统中,对其蓄热性能进行了实验。实验表明,采用八水氢氧化钡蓄热的供暖热仓,有良好的蓄热能力,充热完成后,放热时间长达6.5 h以上,预计可以提供0.45吨以上的生活热水。采用移峰填谷的充放热模式,在实现能量的调配的同时,满足日常供暖的需求。     

PEG/HDPE/CNT定形相变材料在沥青混凝土中的传热特性分析

通过熔融共混法,制备以聚乙二醇(PEG)为相变工作物质、高密度聚乙烯(HDPE)为定形载体及碳纳米管(CNT)为导热填料的新型定形相变材料-PEG/HDPE/CNT (fs-PCMs),并采取渗漏试验、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对其定形效果、储热特性、热稳定性及微观形貌进行测试与表征;再将其作为调温材料掺加至AC-13沥青混合料中,制备出具有储热调温作用的相变储热沥青混合料,并采用ANSYS软件对其在经受热源辐射时的传热行为进行数值模拟。结果表明,HDPE具有大量的网络结构,能够起到熔融过程中定形液态PEG的作用; PEG/HDPE/CNT fsPCMs的相变储热特性良好、热稳定性较高,能够作为相变储热材料掺入至沥青混凝土中; PEG/HDPE/CNT fs-PCMs的掺量越多,则沥青混凝土的储热性能越优,混凝土内部的传热形式也主要以自然对流为主,这更加有利于改善沥青混凝土在夏季高温气候下的温度场。