【正文】 溫度在蓄熱器進出口分別布置鉑電阻，這不會產(chǎn)生方法誤差。對于過失誤差，我們可以通過細致的工作很好的避免它。誤差的大小以及正負誤差的出現(xiàn)，完全有概率決定，沒有理由認為誤差偏向一方比偏向另一方更為可能。正確的測量結(jié)果中不應包含系統(tǒng)誤差。這通常是由于測量人員疏忽粗枝大葉、過度疲勞或操作不正確等引起的，例如讀錯刻度值、記錄或運算錯誤等，此類誤差無規(guī)則可循，只要多方注意，細心操作，過失誤差就可以避免。如實驗設(shè)計不合理、經(jīng)驗公式形式的選擇不當及運算過程中過多的舍入而積累的誤差等，都會導致最終結(jié)果的誤差變大。所需記錄的實驗數(shù)據(jù)如以下列表所示（1）蓄熱器蓄熱過程當熱媒體水溫度T1=＿℃，流量Q1=＿m3/s，記錄間隔時間為＿s，蓄熱球體為＿個時數(shù)據(jù)記錄如下： 測溫點位置12345678910溫度℃時刻時刻熱媒體溫度℃（2）放熱過程當熱媒體水溫度T2=＿℃，流量Q2=＿m3/s時，記錄時間間隔為＿s，蓄熱球體為＿個時，數(shù)據(jù)記錄如下 測溫點位置12345678910溫度℃時刻時刻熱媒體溫度℃思考題：（1）對所得的蓄放熱曲線同數(shù)值模擬的結(jié)果進行比較，分析其產(chǎn)生差異的原因（2）比較不同測溫點的蓄放熱曲線，分析其產(chǎn)生不同的原因（3）當Q1=Q2，蓄熱器蓄熱時熱媒體溫度為T1，相變材料為T0，蓄熱器放熱時熱媒體溫度T2= T0時，比較蓄熱器的蓄、放時間是否相同，分析其不同的原因。記錄熱媒的流量Q2（7）放熱完畢即相變材料溫度達到T2時，中止系統(tǒng)運行，實驗數(shù)據(jù)存盤，切斷電源，整理實驗設(shè)備。（4）開啟進出蓄熱器的閥門，蓄熱器開始蓄熱。熱電偶：相變材料封裝在不銹鋼球體內(nèi)，無法使用膨脹式溫度計測量其溫度，T型熱電偶布置靈活適用于本實驗，且其測量精度高誤差小。風機盤管：作為負荷使熱媒體水向外散發(fā)出熱量。相變材料蓄熱時，熱媒體自上而下流過蓄熱器；相變材料放熱時，熱媒體自下而上流過蓄熱器?；玖鞒虨?24671012131；放熱工況：恒溫水箱中的水達到放熱工況的溫度時流經(jīng)蓄熱器完成換熱再經(jīng)過風機盤管向外散熱返回集熱器。蓄熱器利用了相變材料高溫相變的特性，當相變材料達到熔點時，出現(xiàn)吸收物質(zhì)熔化潛能的相變化，蓄熱器蓄熱；蓄熱器通過相變材料的倒相，使相變材料釋放熔化潛熱達到放熱目的。 實驗原理相變材料的利用主要體現(xiàn)在潛熱的釋放與吸收方面，所以相變過程中材料本身的傳熱性能是相變材料是否適用與否的關(guān)鍵。這兩種蓄熱曲線都分為四個階段：一、顯熱階段；二、潛熱階段；三、顯熱階段；四、穩(wěn)定階段。K)。相變材料的工作性能主要包括：過冷度、結(jié)晶速度、晶體密度、穩(wěn)定性等。 實驗臺的搭建根據(jù)上述設(shè)計思路，搭建了實驗臺。（3）鉑電阻鉑電阻屬于熱電阻測溫元件，是利用導體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)做成的。共模噪聲會對內(nèi)部數(shù)字萬用表影響很大。共模噪聲是由類似電源線和馬達的噪聲源產(chǎn)生的。(c)分流阻抗：熱電偶導線和延伸導線的絕緣會被高溫或腐蝕性氣體破壞。更換存在擴散誤差的熱電偶可能不能糾正誤差。這些導線中的合金改變在測量中注入了電壓的細微改變。HP34970A包含一個內(nèi)置的自動熱電偶檢測功能。這種技術(shù)可防止熱電偶導線在結(jié)附近過熱，并防止焊氣和大氣擴散進入熱電偶導線。熱電偶測量的誤差源：(a)參考結(jié)誤差：熱電偶一般是把兩根導線焊接在一起形成一個結(jié)。這個電壓是熱電偶線中的結(jié)溫和金屬類型的函數(shù)。電阻溫度檢測器的輸出線性度很高，因此它的精確度就很高，是長期測量的最佳選擇。各種傳感器有特定的溫度范圍、準確度和費用。溫度傳感器的測量一般是最初的電阻或電壓測量，通過儀器內(nèi)部的軟件轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳臏囟取］斎胄盘柋欢嗦穫魉偷絻?nèi)部數(shù)字萬用表的信號調(diào)節(jié)部分中，包括切換、量程和放大電路。數(shù)據(jù)采集儀后部內(nèi)置有三個模塊插槽，適應于任何數(shù)據(jù)采集或開關(guān)模塊的組合，插入式模塊通過內(nèi)部隔離數(shù)字總線與浮地邏輯通信。在實驗過程中，將溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集儀以及計算機三者正確連接起來，熱電偶密封在相變材料被測位置處，鉑電阻安裝在管段上，正確設(shè)定數(shù)據(jù)采集儀的有關(guān)參數(shù)，溫度傳感器將信號傳入到數(shù)據(jù)采集儀，我們便可在電腦中即時觀測并自動存儲實驗過程中熱媒體、相變材料的溫度變化情況。（5）低溫水準備：關(guān)閉蓄熱器進、出口閥門，迅速降低系統(tǒng)中其它部分水的溫度，以達到放熱過程所需要的水溫。本課題設(shè)計的蓄熱器蓄放熱實驗臺可以實現(xiàn)以下幾種運行模式：（1）系統(tǒng)預加熱：對整個系統(tǒng)的水進行加熱把水溫升高到實驗所要求的相變材料初始溫度?？梢娤到y(tǒng)可以較方便的提供符合實驗要求的高溫熱媒體與低溫熱媒體。同時，在相變材料放熱過程中，我們需要提供低溫熱媒體。為了提供高溫熱源，我們設(shè)計配置太陽能集熱器，由集熱器吸收太陽能加熱流過其中的熱媒體水得到高溫熱媒體。為了便于改變蓄熱器的空隙率，方便蓄熱球體的取出，我們把蓄熱器設(shè)計為可拆卸的結(jié)構(gòu)，封頭和筒體由法蘭連接。由太陽能集熱器提供高溫熱源，減少了能源消耗，符合節(jié)約型現(xiàn)代化社會的要求。內(nèi)壓容器試驗壓力為：MPa （）為使液壓試驗時容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗前必須按下式校核實驗時圓筒的薄膜應力。本設(shè)計只需進行液壓試驗。容器發(fā)生爆破的可能性比使用時大。 壓力試驗 （1）壓力試驗的目的除材料本身的缺陷外，容器在制造（特別是焊接過程）和使用中會產(chǎn)生各種缺陷。并且相變材料封裝在直徑為100mm的不銹鋼球體內(nèi)，可方便從蓄熱器中取出以改變蓄熱器的空隙率，實現(xiàn)實驗不同工況要求。本設(shè)計方案蓄熱球體可總體分為有序和無序兩種形式，其中有序排列又可分為兩種形式。蓄熱器上部橢圓封頭與筒體通過法蘭連接，下部封頭與筒體直接焊接在一起。相變材料封裝在直徑為100mm的不銹鋼球內(nèi)，共有200個不銹鋼球， kg。融解熱為150kJ/kg到250kJ/kg。綜合考慮實用性和經(jīng)濟性確定石蠟為相變料。設(shè)計所要考慮的主要因素有蓄熱器工作的溫度范圍、相變材料凝固熔解溫度、PCM的潛熱以及儲能裝置的熱負荷。在蓄熱器內(nèi)膽高度方向的中心位置沿內(nèi)膽的直徑方向安裝有三根銅康銅熱電偶用于測量蓄熱器內(nèi)溫度，分別距內(nèi)膽軸心距離為20mm、56mm和92mm。保溫筒的直徑分別為φ1084mm和φ1144mm。蓄熱室部分裝有吸收介質(zhì)膨脹壓力的波紋板裝置，裝置上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)控制元件。（2）相變儲能蓄熱器結(jié)構(gòu)又可分為螺旋形、平板形、管族形、球形堆積床式、同心套管式、雙單盤管式蓄熱器。采用整體式蓄熱器要解決的問題是PCM在相變時體積變化引起的熱應力，有些設(shè)計不良的結(jié)構(gòu)，蓄熱器經(jīng)過一二個循環(huán)就發(fā)生嚴重的變形現(xiàn)象。但大部分PCM在固相與液相時的導熱系數(shù)很?。↘； —集熱器吸收板平均溫度，K； —室外空氣溫度，K；熱效率 （）式中 —集熱器換熱流體的比熱容，kW/K； 、—集熱器換熱流體進、出口溫度，K；已知：=100m2，=313K，=283K，=353K，=263K，=由文獻[14]得=，==，=本實驗臺系統(tǒng)不僅可滿足熱能與動力工程專業(yè)實驗要求，還可為老師、研究生對低品位能源研究開發(fā)、傳熱反問題研究、建筑安全研究、選擇性表面材料及結(jié)構(gòu)研究等科研項目提供很大的幫助。（2）制冷系統(tǒng)：冷水機組性能測定，制冷機組熱平衡、性能試驗。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)供熱并且可以模擬制冷系統(tǒng)及其主要設(shè)備的各種工況，因此可以測試到制冷系統(tǒng)及其主要設(shè)備的各種工作參數(shù)和性能。工況三：及太陽能直接運行。集熱器通過吸收太陽能加熱流過其中的熱媒體，熱媒體經(jīng)過管路流經(jīng)恒溫水箱、蓄熱器、蒸發(fā)器返回集熱器。并且我們對系統(tǒng)作了調(diào)整增加了冷卻水塔，設(shè)置了備用風機盤管使其可以實現(xiàn)供熱制冷的雙重目的。（3）能耗比高 太陽能熱泵蒸發(fā)溫度更高，具有更高的供熱性能系數(shù)，可達4以上。太陽能是一種無污染、無窮無盡的自然能源，但太陽能能流密度低，受氣候、季節(jié)影響較大，單一的太陽能裝置對許多連續(xù)用能的用戶來說是不能滿足要求的。第五章設(shè)計了實驗方案，繪制了實驗原理圖，介紹了相變材料的物性，并分析預測了相變材料的蓄放熱曲線。本文將上述內(nèi)容分述在以下章節(jié)：第二章介紹了實驗室太陽能熱泵系統(tǒng)，并對整個系統(tǒng)進行熱量衡算，對系統(tǒng)各單元的基本參數(shù)進行確定。 本課題的來源和主要研究內(nèi)容本設(shè)計是省教育廳課題“新型高效相變蓄熱器蓄放熱特性”和市科技局課題“太陽能熱供暖系統(tǒng)的研制及智能控制系統(tǒng)開發(fā)”的一部份。隨著蓄熱材料研究的深入，相變蓄熱系統(tǒng)的實際應用領(lǐng)域也逐漸擴大。文獻[12]中提出在給定熱源情況下，有多少熱量可傳輸?shù)较嘧儾牧现?。文獻[9]采用管外徑向方形翅片來提高蓄熱器的傳熱能力，并實驗研究了這種結(jié)構(gòu)的傳熱特性。日本在蓄熱裝置研究方面取得了較大的成就。相變潛熱蓄熱裝置的研究是蓄熱技術(shù)研究中的重要部分。10H2O體系的潛熱蓄熱及其熔凍行為，并對熔化熱的測定技術(shù)及計算公式進行了研究。10H2O和NaCH3COO文獻[6]中介紹了選擇相變材料必須以熱力學、動力學、化學、經(jīng)濟性準則為依據(jù)，并依靠這些準則分析比較，給出了大量的適合于低、中、高溫范圍內(nèi)的相變材料及基本的熱物理性能參數(shù)。因此，人們往往考慮有合適的相變溫度和有較大的相變潛熱的儲熱材料，而后再考慮其它因素的影響。在多組分時，各組分之間的結(jié)合要牢固，不能發(fā)生離析、分解及其它變化，使用安全，不易燃、易爆或氧化變質(zhì)。 文獻綜述 相變蓄熱材料的研究相變材料就是一種能把過程余熱、廢熱或太陽能吸收并儲存起來，在需要的時候再把它釋放出來的物質(zhì)。而固固相變則是通過相變材料在發(fā)生相變時固體分子晶體結(jié)構(gòu)有序無序的轉(zhuǎn)變而可逆地進行儲、放熱。在傳熱方面，可以采用直接接觸式換熱，或者傳熱流體本身就是蓄熱介質(zhì)，因而蓄、放熱過程中強化傳熱技術(shù)相對比較簡單，成本低。有效解決這些問題的技術(shù)途徑之一就是采用儲能系統(tǒng)，它是緩解能量供求雙方在時間、強度及地點上不匹配的有效方式，是合理利用能源及減輕環(huán)境污染的有效途徑，是廣義熱能系統(tǒng)優(yōu)化運行的重要手段，而且使相應系統(tǒng)可按平均負荷設(shè)計，節(jié)約系統(tǒng)的初投資，對電網(wǎng)負荷峰、谷時間段電價分計的地區(qū)，它還可降低系統(tǒng)的運行費用。但是在許多能源利用系統(tǒng)中（如太陽能系統(tǒng)、建筑物空調(diào)和采暖系統(tǒng)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、廢熱利用系統(tǒng)等）存在著能量供應和需求之間時間性的差異，即存在著供能和耗能之間的不協(xié)調(diào)性，從而造成了能量利用的不合理性和大量浪費。但這種蓄熱材料本身可以從自然界直接獲得，如水，巖石活卵石材料等，化學穩(wěn)定性好，價廉易得。固液相變是通過相變材料的熔化過程進行熱量儲存，通過相變材料的凝固過程來放出熱量。綜合比較三種熱能儲存方式，相變蓄熱以其儲熱密度大、蓄熱器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、熱效率高、吸放熱溫度恒定、易與運行系統(tǒng)匹配、易于控制等突出的優(yōu)點，日趨成為儲熱系統(tǒng)的首選系統(tǒng)，在許多節(jié)能和新能源利用領(lǐng)域具有誘人的應用前景，因而對相變蓄熱材料、相變蓄熱器的研究得到了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。（2）化學條件 腐蝕性小、與容器相容性好、無毒、不易燃、無偏析傾向、熔化或凝固時不分層；對潛熱型材料，要求凝固時無過冷現(xiàn)象，熔化時溫度變化??；穩(wěn)定性好。在實際研制過程中，要找到滿足所有這些條件的相變材料非常困難。其中在蓄熱材料的理論研究工作方面，重點對蓄熱材料的組成、蓄熱容量隨熱循環(huán)變化情況、相變壽命、儲存設(shè)備等進行了詳細的理論研究[4]，討論了六水氯化鈉的相變熱穩(wěn)定性；文獻[5]中詳盡討論了含水鈉鹽的熱穩(wěn)定性。國內(nèi)主要的研究工作有：1983年華中師范大學院德水等人對典型的無機水和鹽Na2SO4℃長時間保溫后的熔化熱；1990年哈爾濱船舶工程學院周云峰等人研制的蓄熱材料是由結(jié)晶碳酸鈉、結(jié)晶硫酸鈉、尿素、硫酸鉀、水和結(jié)晶劑組成，它具有良好的蓄熱性能，原料成本低、無毒、無腐蝕性，生產(chǎn)時對環(huán)境不造成任何污染何產(chǎn)品可以數(shù)年循環(huán)使用，適用于各種溫室冬季采暖，節(jié)約能源；同年，杭州大學孫鑫泉等人對Na2SO4因此采用有效的強化傳熱技術(shù)與設(shè)計高效的蓄熱換熱設(shè)備是提高潛熱蓄熱效率的關(guān)鍵。如果把相變材料先分裝在小容器內(nèi)（盤、球、柱、板等），再以一定的方式排列于蓄熱器中，形成了膠囊、圓盤、球、圓柱、周向或縱向翅片管式相變潛熱蓄熱器[7]。并獲得了相變材料在熔化過程中熱阻的變化特性及自然對流強弱。文獻[11]從理論上分析了圓管外相變材料在熔化過程中的溫度分布及充熱時間的關(guān)系式，并探討了相變材料和流體熱物理性能、熱交換器的大小、流體在層流或紊流區(qū)內(nèi)熱轉(zhuǎn)換性能等。文獻[13]對板