高温相变蓄热电暖器研制及热性能研究

【摘要】：高温相变蓄热电暖器是一种新型的电采暖设备,其在夜间电网用电负荷低谷期储存能量,以提供白天采暖。因此该蓄热电暖器可以实现电网用电负荷削峰填谷,提高发电设备利用率;此外可以充分利用夜间廉价电采暖节省用户采暖费用。 本文通过对相变材料热性能测试及分析,选用高温相变材料TH576为蓄热介质,它具有相变潜热大、导热性能好、原材料易得等优点。选择陶瓷容器及研制出陶瓷套管电加热器克服了TH576的腐蚀性难题。找到了合适的保温材料解决了高温下低导热系数且材料无味等问题,并制作出高温相变蓄热电暖器样机。对实验室样机热性能进行实验研究,并和市场上显热蓄热电暖器进行了热性能比较,结果表明所研制的样机蓄热效率高、充放热过程出现温度及散热功率平台及热性能稳定,散热肋片具有显著的强化散热作用,可调节散热面积风门具有良好的散热量调节性能。对用户测试了其实际采暖效果,结果显示在实际采暖中房间温度得以提高且波动小,可以完全满足利用夜间低谷电来提供白天采暖的需要。通过对其经济性的初步分析,表明该蓄热电暖器可以极大节省运行费用。 论文共为七章。 第一章简介了高温相变蓄热电暖器的研究背景,对近年来的相关文献进行了综述,指出了本课题的研究意义和主要任务。 第二章对高温相变材料的筛选及制备做了介绍,并就选择的高温相变材料TH576相变温度、相变潜热及热稳定性做了测试,对其与金属容器的相容性进行了实验研究。 第三章为高温相变蓄热电暖器结构设计、设计参数确定及样机制作。 第四章介绍了高温相变蓄热电暖器样机热性能实验研究,搭建了测试实验台,对两种型号的样机进行了热性能测试。 第五章为高温相变蓄热电暖器实际采暖效果测试,把研制的两台样机分别 WP=4 放置于两家用户,在采暖期依靠样机对房间采暖,测试了房间内温度及实际消耗电量,并对采暖效果做出了评价。 第六章分析了在北京各种电采暖方式的采暖费用,并就目前几个大城市分时电价政策比较了蓄热电暖器与普通电暖器的运行费用。 第七章为结论及展望,总结了本课题的结论并对今后的工作提出了建议。 【关键词】：削峰填谷 相变蓄热 高温相变 蓄热电暖器
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TU832
【目录】：

• 摘 要3-5
• Abstract5-7
• 目 录7-10
• 第1章 引 言10-22
• 1.1 课题研究背景10-16
• 1.2 研究综述16-20
• 1.2.1 高温相变蓄热的研究16-18
• 1.2.2 蓄热电暖器的研究18-20
• 1.3 研究意义20
• 1.4 研究内容20-22
• 第2章 高温相变材料选择、热性能及与容器相容性22-33
• 2.1 高温相变材料的选择22-24
• 2.2 高温相变材料制备及热性能分析24-29
• 2.2.1 高温相变材料的制备24
• 2.2.2 高温相变材料的热性能分析24-28
• 2.2.3 TH576与几种蓄热介质蓄热密度比较28-29
• 2.3 高温相变材料TH576与金属容器相容性研究29-32
• 2.3.1 金属容器材料选择29-30
• 2.3.2 高温相变材料TH576与金属容器相容性30-32
• 2.4 小结32-33
• 第3章 高温相变蓄热电暖器的设计与制作33-41
• 3.1 样机参数的确定34-36
• 3.2 样机制作36-40
• 3.3 小结40-41
• 第4章 高温相变蓄热电暖器热性能实验研究41-61
• 4.1 实验目的41
• 4.2 实验方法41-43
• 4.2.1 实验台介绍41-43
• 4.2.2 实验过程43
• 4.3 蓄热效率及散热功率的计算方法43-49
• 4.3.1 蓄热效率计算43-46
• 4.3.2 散热功率计算46-49
• 4.4 实验结果及分析49-59
• 4.4.1 Ⅰ型高温相变蓄热电暖器49-54
• 4.4.2 Ⅱ型高温相变蓄热电暖器54-59
• 4.6 小结59-61
• 第5章 高温相变蓄热电暖器用户测试61-72
• 5.1 测试目的61
• 5.2 测试过程61-64
• 5.2.1 用户情况61-63
• 5.2.2 使用蓄热电暖器情况63-64
• 5.2.3 测试方法64
• 5.3 测试结果及分析64-71
• 5.3.1 华亭嘉园测试结果及分析64-67
• 5.3.2 安宁里南区测试结果及分析67-71
• 5.4 小结71-72
• 第6章 经济性分析72-81
• 6.1 各种电采暖经济性分析72-78
• 6.1.1 基础计算数据72-73
• 6.1.2 初投资计算73-74
• 6.1.3 运行费用计算74-77
• 6.1.4 计算结果分析77-78
• 6.2 蓄热电暖器与普通电暖器经济性比较78-80
• 6.3 小结80-81
• 第7章 结论及展望81-83
• 7.1 结论81-82
• 7.2 今后工作的建议82-83
• 参考文献83-86
• 附: 两种蓄热电暖器热性能比较86-89
• 致谢、声明89-90
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文90-91

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