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  • 太阳能显热储存在云南太阳能保温水箱保温中的运用


    所谓显热储存就是利用物质在温度升高或降低时,相应地吸收或释放出热量的性质,来达到储存热能的目的。显热储体的储热量(Q)等于储热体的质量(M)、物质的比热(C)和温度(ti)变化幅度三者的乘积:
    Q=M·C·(t2-t1
    显热储存通常选用液体和固体两类材料,但从各方面都能很好地满足太阳热能储存条件的显热储存材料并不很多。一般在中、低温段的储热液体材料中,以水为首选对象固体材料则以岩石、卵石、沙石为宜。因为这些材料比热容较大、来源丰富、价格低廉、无毒无害,也不对容器产生大的化学腐蚀性。显热储存的不足之处还在于一般显热储存材料的储能密度都较。市枰⒋娼隙嗳攘渴,储热介质的质量和体积都较大,造成储热系统的体积庞大,成本高昂。另外,在对显热储存材料输人和输出热量时,一是时限较长二是温度变化范围较大,热流不稳定因而增加了系统运行的复杂性和造价。
    在太阳能低温热利用中,基本上都选用水作为显热储存材料,因为除了水的物理、化学和热力学性质稳定外,水还具有较高的沸点和较低的蒸汽压,这样可避免在集热器中发生瞬间相变为气体,减小了对集热容器产生的压力,而且可同时兼做储热介质和载热介质,免除了二次热交换造成的效率损失。水的热胀系数较小、黏滞性小、流动性好,是自然循环或强制循环热交换的理想介质。但任何事物有利就有弊,水作为显热储存材料也有不足之处,作为电解腐蚀性物质,水中溶解的氧气易对容器和输送管道产生氧化腐蚀作用。水温降至0℃结冰时,结冰后的水体积膨胀较大,易对管道、容器造成破坏。水温超过100℃,沸腾产生的蒸汽压力,会随着绝对温度的升高而指数级的增大,故对载热介质——水而言,储热的温度和压力都必须严格控制在相变临界之内,作为显热储存材料水的容器一二保温储热水箱,则要求要具备抗氧化腐蚀性、承压性、密封性、保温性,保温储热水箱的容积大小和安装状态,应根据热水系统的具体要求,而科学地设定,因为每项都跟系统的设计目标和系统运行的要求密切相关,有二项考虑不周,都会影响系统的使用效果,或造成新的安全隐患。保温储热水箱的基本功能就是保温。为了对保温水箱的储热效只有二个客观的评价,我们可通过计算保温水箱四周的平壁热传导值,来对设计方案是否满足要求,进行客观地评估比较,根据热传导的“傅立时定律“,保温储热水箱平壁热传递的热量(Q)与温度梯度(T2-T1)、传热时间(t)和垂直于热量传播方向的截面积(S)成正比与绝热保温层的厚度(L)成反比。
    即:
    Q = λ / L · (T2 —T1 ) · S · t
    式中:λ——平壁材料的导热系数(kCal/ m·h·℃);
    T1——萨壁内侧的温度(艺);
    T2——平壁外侧的温度(℃)
    根据上述公式我们可以得知,一支保温储热水箱的储热效果与绝热保温材料的物理性能、保温水箱的散热面积、保温水箱所处环境温度和绝热保温层的厚度等因素密切相关。用卵石或沙石类固体显热材料来储存太阳热能,技术上要求不高,不仅成本低,而且储存容器系统结构在耐压、耐腐蚀方面没有更特殊的要求;对水资源缺乏地区,几乎是不二选择。但是这种系统一般只能选择用空气来做载热介质,利用空气的自然循环对流,或风机的强制循环来促进储热介质和载热介质之间的热交换因为空气没有腐蚀性,密封性也要求不严,所以管道系统结构简单。不足之处是,由于空气密度较。嗜冉换恍什桓吡硗,储热和提取热量时气流流动方向刚好相反,因此一个通道不能同时共用。还有,固体储热材料的密度虽比水大,但比热容却比水。帕V淇障督洗,因此要储存同样多的热量时,所需要的容积空间较相同储热量的保温水箱,几乎要大出一倍以上的体积。


    (责任编辑:中建太阳能)
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