太阳能相变储热在木材干燥中应用的初步研究

针对木材太阳能干燥间歇性的不足,在原有太阳能干燥装置的基础上,增设了多管道叉排石蜡相变储热系统。研究结果表明,随着储热系统管排数的增加（5、7、9、11排）,其放热时间逐渐缩短,换热系数呈现增加趋势,平均值分别为17．8、22．1、24．7、26．4W／（m^2·℃）;在其它参数相同的条件下,当管排数不大于5时,储热温度对换热系数的影响不大,但当管排数大于11,储热系统显热储存的热量就不能够忽略;在其它参数相同的条件下,随着风速的增加,换热系数呈现增长趋势,风速为1．0、1．5和2．0m／s时,放热速率的比值为0．89：0．94：1。     

储热型太阳能供暖系统热输送全过程特性研究

研究了基于低温辐射散热的储热型太阳能供暖系统。分析了平板热管型太阳能集热器的集热特性和相变储热材料的吸/放热特性,揭示了相变储热单元温度场不均匀度的变化规律,测定了相变储热单元的热传输速率及系统的太阳能综合利用能力,优化了毛细管网运行条件,讨论了系统经济性。结果表明：平板热管型太阳能集热器热损系数为5.5447 W/（m²·K）,截距效率为86%;相变储热材料熔点及相变焓分别为55.69℃、163.09 J/g;相变储热单元温度场不均匀度在储热/放热阶段的变化趋势基本一致,平均储热速率和放热速率分别为1.829、1.803 MJ/h;系统的太阳能综合利用能力为0.2132;毛细管网的最佳进口温度和散热温差分别为36、8℃;系统初投资和运维成本分别为225.8、4.28元/m²,静态投资回收期为8.7年。     

太阳能热发电用储热材料的研究进展

太阳能热发电较光伏发电具有低污染、高效率、规模大、单位装机成本低的特点。由于太阳光照的波动性和夜间无光的特点,限制了光热发电系统的稳定性,储热材料的使用为太阳能热发电克服阳光不足和夜间无光照等制约开辟了一条新途径,本文主要从陶瓷储热材料、水泥混凝土储热材料及无机盐相变储热材料来归纳太阳能热发电储热材料的研究进展。     

2009年总目次

试验研究 16MnR钢焊接接头表面纳米化及抗湿H2S应力腐蚀性能研究……毕凤琴等（1） 2205双相不锈钢的焊接工艺研究……岳斌等（5） 大型燃煤电厂烟气脱硫系统吸收塔除雾模型的实验研究……谭永鹏等（200） 太阳能相变储热在木材干燥中应用的初步研究……冯小江等（205）     

六水硝酸镁相变储热复合材料改性制备及储/放热性能研究

水合盐相变材料因具有较高的相变焓和较低的成本在中低温储热领域有着广泛的应用前景,但其在储放热过程中通常存在过冷度大和热循环稳定性差的问题。以六水硝酸镁为主要研究对象开展相变储热复合材料的改性制备及相变储热装置的研制,采用熔融共混法制备了以二水硫酸钙为成核剂的六水硝酸镁相变储热复合材料,利用差示扫描量热仪及步冷曲线法测试了相变储热复合材料的热物性和循环热稳定性。在此基础上设计并构建了储热量为152 kWh的相变储热装置和相变储热系统,并对其储/放热性能进行了测试。结果表明：添加了2%（质量）二水硫酸钙的相变储热复合材料具有较好的循环热稳定性,且在经过50次熔化-凝固循环后其过冷度一直保持在0.5℃内,相变温度保持在87℃左右,相变焓保持在150 kJ/kg以上;相变储热装置可实现高达27 kW的平均储热功率,在保证放热过程中出水温度不低于56℃的情况下,可实现8 kW的平均放热功率和92.3%的储-放热效率,可满足建筑采暖及日常生活热水需求。     

复合无机相变储热材料在高温热冲击下性能研究

设计和搭建热冲击实验系统,以旋流滞止火焰形式对复合无机相变储热材料进行垂直热冲击,研究高温下热冲击对储热材料的热性能、微观结构、化学稳定性的影响并评价其安全性。结果表明,由于热传导、热对流和热辐射综合作用于复合无机相变储热材料上,适度热冲击,热量可被储热材料吸收并储存,熔融盐硝酸钠发生物理相变,温度下降后能基本恢复原样,储热性能稳定;而过度热冲击,过高的热量和温度会导致熔融盐硝酸钠的分解,生成亚硝酸钠和氧气,如温度不断升高,会进一步分解生成一氧化氮和二氧化氮,储热能力会急剧降低,甚至失去储热能力而导致毁损。这对于储热材料在工业应用中的储热稳定性、化学稳定性和使用安全性具有重要指导意义。     

相变储热技术研究进展

相变储热技术是储能技术的主要方向之一,在太阳能、风能发电、工业余热回收利用、分布式能源系统等领域具有广泛应用。本文通过梳理总结近年来国内外关于相变储热技术的研究成果,对相变材料进行分类并对其性质、优缺点、适用范围等进行了详细介绍。本文针对相变材料在实际使用中存在的泄漏、腐蚀、过冷、传热性能差等缺陷,重点介绍了复合相变储热技术及传热性能强化技术。指出当前相变储热技术存在的不足并对相变储热技术的未来发展方向进行了展望,可靠的复合相变技术、高效的传热强化技术、提高储热材料高温及循环稳定性等方面应是未来的主要研究方向。该综述研究对相变储热技术的进一步研究和开发具有重要参考价值。     

热水器用相变储热材料的研究进展

相变材料(phase change material,PCM)具有较高的潜热值,储热密度大,且能近似等温的储、放热,可提高系统的稳定性和效率。本文针对热水器的应用背景,阐述了相变储热材料的遴选原则,分析了热水器用有机类、无机类相变储热材料的特点及性能,介绍了有机类相变储热材料强化换热的方法及无机类相变储热材料克服过冷及相分离的方法。在此基础上,重点分析了相变储热材料在太阳能热水器和热泵热水器中的应用情况,最后指出了相变材料在热水器中的合理布置中存在的问题,提出未来在相变储热材料的性能优化、相变材料与热水器的结合形式优化、太阳能热水器与热泵热水器的有效组合方面需要进一步探索。     

太阳能与热泵联合干燥木材特性的实验研究

介绍了国内外利用太阳能干燥木材的概况、太阳能与热泵联合干燥系统的组成与工作原理、太阳能与热泵联合干燥木材的特性和干燥木材的工艺实验。实验结果显示。太阳能与热泵联合供热可以弥补太阳能或热泵单独供热的缺点。太阳能比联合干燥节能3．8％,而联合干燥比热泵干燥节能11．8％;联合干燥比太阳能干燥时间缩短了14．9％。从能耗及生产效率综合考虑。太阳能与热泵联合干燥是值得推荐的一种干燥方法。     

落叶松太阳能热泵干燥特性研究

本文介绍了一种木材太阳能热泵干燥装置及其三种不同的运行方式,并以落叶松为试材,通过两组对比实验,分析干燥介质与干燥箱内的温度变化以及木材含水率变化之间的关系。结果表明太阳能水源热泵联合干燥的优化比传统干燥节能约76．7％,太阳能水源热泵联合干燥比传统干燥节能约66．2％,优化模式比只用太阳能水源热泵联合干燥木材时耗能更低,且干燥质量更好。     

中温相变蓄热系统强化传热方法研究进展

中温相变蓄热系统在太阳能热利用、余热回收等领域有广泛的研究与应用前景,但相变材料较低的热导率严重削弱了相变蓄热系统的热响应速率和蓄放热效率。针对这一问题,本文从提高传热系数、拓展传热面积、增大平均温差3个方面对近年来中温相变蓄热系统强化传热方法进行了综述。通过分析可以看出,通过导热增强填料对相变材料进行改性时,应注意填料对导热和对流的共同作用,综合考虑填料对热导率、蓄放热时间等性能的影响;直接式相变蓄热系统重量轻,传热效率高,适合应用在移动式相变蓄热车中;梯级相变蓄热系统符合能量梯级利用理念,蓄放热效率高。在未来研究中,对导热增强填料的进一步改性、直接式相变蓄热系统、梯级相变蓄热系统及多种技术协同强化传热的作用机理和强化传热效果还有重要研究潜力与价值。     

以空气为携热介质的开式太阳能蓄热油罐自动切水器的研究

根据太阳能的特点和切水器的工作原理,秉承环保节能的原则,依据吸收式热泵的原理研制开发了一种开式太阳能蓄热装置,该装置采用溴化锂作为太阳能蓄热工质,以空气作为携热介质,实现了加热与蓄能功能的一体化。采用切水器伴热控制装置并凭借开式太阳能蓄热装置的加热与蓄能优势,设计了一套开式太阳能加热循环系统,可实现全天候对切水器伴热管道的加热,克服了太阳能使用的局限性。     

相变储热的传热强化技术研究进展

相变储热技术具有储热密度大、相变温度稳定以及过程容易控制等优点,具有广泛应用前景。相变储热技术在应用中需完成热能的储存与释放过程,其传热特性直接决定应用效果。储热技术的传热强化主要包括三个方面：一是相变材料本身的导热强化;二是潜热型功能热流体的对流传热强化;三是储热器的传热强化。本文综述了国内外在相变储热技术的传热强化研究方面的进展,主要介绍了膨胀石墨、泡沫金属等复合相变材料的导热强化,相变微胶囊及相变微、纳米乳液潜热型功能热流体传热强化以及管壳式储热器、板式储热器、螺旋盘管储热器等储热器的传热强化。文章指出,膨胀石墨基复合相变材料具有高热导率、大储热密度以及良好的定型特性,且价格低廉,极具应用前景。纳米乳液功能热流体具有表观比热容大、流阻较小等优势,但存在稳定性较差、过冷度大等问题。板式储热器具有较大的传热面积、较高的传热功率,适宜应用于相变材料传热系统。但应用背景不同,针对不同场景提供不同储热器的选型及指导值得作进一步的研究。     

太阳能热泵供暖技术综述

回顾了国内外太阳能热泵的发展过程,介绍了太阳能热泵地板辐射采暖系统主要设备太阳能集热器、蓄热设备、地板采暖系统、控制系统、运行方式的组成和结构形式,论述了太阳能热泵的技术原理和特点以及在供暖方面的应用等。针对当前太阳能热泵供暖系统有待解决的问题进行了分析和探讨,结果表明把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵系统性能,同时能解决全天候供热问题。     

脉动热管相变蓄热器蓄热实验分析

为了研究脉动热管对相变蓄热装置传热能力的优化,设计并搭建了脉动热管相变蓄热装置试验台,实验验证相变潜热蓄热量远大于显热蓄热量;在相同工况下改变加热流体流量,流量增大对传热优化有一定作用,但流量不宜过大;调整热源温度,温度越高,相变蓄热过程所需要的时间就越少;与常规铜管进行蓄热实验对比,脉动热管相变蓄热装置在蓄热过程中节省了47%的蓄热时间,同时优化了相变蓄热装置的传热均匀性。实验证明利用脉动热管技术对相变蓄热系统进行传热优化是可行的。     

Optimization of Solar Kiln for Drying Wood

Theoretical investigation of the physical process of solar drying of timber based on conventional heat and mass transfer equations is presented. The governing equations and boundary conditions of the mass diffusion through the wood timbers are derived; also the governing equations of the components of the solar kiln are presented. The finite difference technique is used to solve the set of these equations by means of a simulation program that is based on object-oriented approach. The simulation program is used to investigate the effect of several design parameters on the drying rate and duration of the wood timbers in order to accomplish the drying process with minimal drying defects. These parameters include the ventilation conditions that control the drying schedule inside the solar kiln, wood volume as a ratio to the solar kiln absorber area, wood timber thickness, season of drying, the drying air velocity, and the stresses that formed on the timber boards due to drying with these several parameters, leading to derive the limit of damage for a selected local wood type. The selected local wood type is Casuarina, which is common in Egypt, and it is commonly used in many simple industries.     

太阳能光热发电中熔盐蓄热储能循环系统的设计开发

分析了熔盐蓄热储能技术,讨论了光热发电中使用的熔盐混合物特性,介绍了采用熔盐蓄热储能技术的太阳能光热发电站的结构和型式。开发了熔盐蓄热储能循环系统的工艺流程,并对熔盐的流量与流速、熔盐膜壁温度、熔盐分解物、熔盐结垢堵塞等问题及其相互之间的关系进行了研究,给出了熔盐管路预热与保温、熔盐贮罐内防固化、惰性气体密封装置和安全保护措施等的设计原则。     

太阳能热化学储能研究进展

太阳能热发电技术对缓解全球资源紧张和改善环境有广阔的应用前景,大规模高温无损储热是太阳能热发电系统的关键。本文通过对显热储能、潜热储能和热化学储能3种热能储存方式的比较,认为热化学储能方法由于储能密度高,且可长期在环境温度下无热损储存,因而为太阳能热发电中的高温热能储存提供了一种潜在的方法。并对热化学储能在太阳能热力发电的应用上进行了技术经济分析,综述了几种有前景的热化学储能体系的研究进展,总结了各种储能体系的现存问题。根据热化学储能方法在实用化过程中存在的技术经济问题,指出了热化学储能技术的未来研究方向是储能反应器的设计、能量储存/释放循环性能探究、储能体系的选择及热化学储能系统的中试放大研究等。     

Optimization of Solar Kiln for Drying Wood

Abstract

Theoretical investigation of the physical process of solar drying of timber based on conventional heat and mass transfer equations is presented. The governing equations and boundary conditions of the mass diffusion through the wood timbers are derived; also the governing equations of the components of the solar kiln are presented. The finite difference technique is used to solve the set of these equations by means of a simulation program that is based on object-oriented approach. The simulation program is used to investigate the effect of several design parameters on the drying rate and duration of the wood timbers in order to accomplish the drying process with minimal drying defects. These parameters include the ventilation conditions that control the drying schedule inside the solar kiln, wood volume as a ratio to the solar kiln absorber area, wood timber thickness, season of drying, the drying air velocity, and the stresses that formed on the timber boards due to drying with these several parameters, leading to derive the limit of damage for a selected local wood type. The selected local wood type is Casuarina, which is common in Egypt, and it is commonly used in many simple industries.