【正文】 溫度在蓄熱器進(jìn)出口分別布置鉑電阻，這不會(huì)產(chǎn)生方法誤差。對(duì)于過失誤差，我們可以通過細(xì)致的工作很好的避免它。誤差的大小以及正負(fù)誤差的出現(xiàn)，完全有概率決定，沒有理由認(rèn)為誤差偏向一方比偏向另一方更為可能。正確的測(cè)量結(jié)果中不應(yīng)包含系統(tǒng)誤差。這通常是由于測(cè)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(cuò)刻度值、記錄或運(yùn)算錯(cuò)誤等，此類誤差無規(guī)則可循，只要多方注意，細(xì)心操作，過失誤差就可以避免。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理、經(jīng)驗(yàn)公式形式的選擇不當(dāng)及運(yùn)算過程中過多的舍入而積累的誤差等，都會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果的誤差變大。所需記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如以下列表所示（1）蓄熱器蓄熱過程當(dāng)熱媒體水溫度T1=＿℃，流量Q1=＿m3/s，記錄間隔時(shí)間為＿s，蓄熱球體為＿個(gè)時(shí)數(shù)據(jù)記錄如下： 測(cè)溫點(diǎn)位置12345678910溫度℃時(shí)刻時(shí)刻熱媒體溫度℃（2）放熱過程當(dāng)熱媒體水溫度T2=＿℃，流量Q2=＿m3/s時(shí)，記錄時(shí)間間隔為＿s，蓄熱球體為＿個(gè)時(shí)，數(shù)據(jù)記錄如下 測(cè)溫點(diǎn)位置12345678910溫度℃時(shí)刻時(shí)刻熱媒體溫度℃思考題：（1）對(duì)所得的蓄放熱曲線同數(shù)值模擬的結(jié)果進(jìn)行比較，分析其產(chǎn)生差異的原因（2）比較不同測(cè)溫點(diǎn)的蓄放熱曲線，分析其產(chǎn)生不同的原因（3）當(dāng)Q1=Q2，蓄熱器蓄熱時(shí)熱媒體溫度為T1，相變材料為T0，蓄熱器放熱時(shí)熱媒體溫度T2= T0時(shí)，比較蓄熱器的蓄、放時(shí)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(dá)到T2時(shí)，中止系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存盤，切斷電源，整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備。（4）開啟進(jìn)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(jì)測(cè)量其溫度，T型熱電偶布置靈活適用于本實(shí)驗(yàn)，且其測(cè)量精度高誤差小。風(fēng)機(jī)盤管：作為負(fù)荷使熱媒體水向外散發(fā)出熱量。相變材料蓄熱時(shí)，熱媒體自上而下流過蓄熱器；相變材料放熱時(shí)，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(dá)到放熱工況的溫度時(shí)流經(jīng)蓄熱器完成換熱再經(jīng)過風(fēng)機(jī)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(dāng)相變材料達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，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(dá)到放熱目的。 實(shí)驗(yàn)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(gè)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路，搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)。（3）鉑電阻鉑電阻屬于熱電阻測(cè)溫元件，是利用導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)做成的。共模噪聲會(huì)對(duì)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(dá)的噪聲源產(chǎn)生的。(c)分流阻抗：熱電偶導(dǎo)線和延伸導(dǎo)線的絕緣會(huì)被高溫或腐蝕性氣體破壞。更換存在擴(kuò)散誤差的熱電偶可能不能糾正誤差。這些導(dǎo)線中的合金改變?cè)跍y(cè)量中注入了電壓的細(xì)微改變。HP34970A包含一個(gè)內(nèi)置的自動(dòng)熱電偶檢測(cè)功能。這種技術(shù)可防止熱電偶導(dǎo)線在結(jié)附近過熱，并防止焊氣和大氣擴(kuò)散進(jìn)入熱電偶導(dǎo)線。熱電偶測(cè)量的誤差源：(a)參考結(jié)誤差：熱電偶一般是把兩根導(dǎo)線焊接在一起形成一個(gè)結(jié)。這個(gè)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(cè)器的輸出線性度很高，因此它的精確度就很高，是長期測(cè)量的最佳選擇。各種傳感器有特定的溫度范圍、準(zhǔn)確度和費(fèi)用。溫度傳感器的測(cè)量一般是最初的電阻或電壓測(cè)量，通過儀器內(nèi)部的軟件轉(zhuǎn)換程序轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的溫度。輸入信號(hào)被多路傳送到內(nèi)部數(shù)字萬用表的信號(hào)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(gè)模塊插槽，適應(yīng)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(shí)驗(yàn)過程中，將溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集儀以及計(jì)算機(jī)三者正確連接起來，熱電偶密封在相變材料被測(cè)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(hào)傳入到數(shù)據(jù)采集儀，我們便可在電腦中即時(shí)觀測(cè)并自動(dòng)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程中熱媒體、相變材料的溫度變化情況。（5）低溫水準(zhǔn)備：關(guān)閉蓄熱器進(jìn)、出口閥門，迅速降低系統(tǒng)中其它部分水的溫度，以達(dá)到放熱過程所需要的水溫。本課題設(shè)計(jì)的蓄熱器蓄放熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)以下幾種運(yùn)行模式：（1）系統(tǒng)預(yù)加熱：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的水進(jìn)行加熱把水溫升高到實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求的高溫?zé)崦襟w與低溫?zé)崦襟w。同時(shí)，在相變材料放熱過程中，我們需要提供低溫?zé)崦襟w。為了提供高溫?zé)嵩?，我們?cè)O(shè)計(jì)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?zé)崦襟w。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(jì)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?zé)嵩?，減少了能源消耗，符合節(jié)約型現(xiàn)代化社會(huì)的要求。內(nèi)壓容器試驗(yàn)壓力為：MPa （）為使液壓試驗(yàn)時(shí)容器材料處于彈性狀態(tài)，在壓力試驗(yàn)前必須按下式校核實(shí)驗(yàn)時(shí)圓筒的薄膜應(yīng)力。本設(shè)計(jì)只需進(jìn)行液壓試驗(yàn)。容器發(fā)生爆破的可能性比使用時(shí)大。 壓力試驗(yàn) （1）壓力試驗(yàn)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(huì)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(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不同工況要求。本設(shè)計(jì)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(gè)不銹鋼球， kg。融解熱為150kJ/kg到250kJ/kg。綜合考慮實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性確定石蠟為相變料。設(shè)計(jì)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(chǔ)能裝置的熱負(fù)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(cè)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(chǔ)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(shí)體積變化引起的熱應(yīng)力，有些設(shè)計(jì)不良的結(jié)構(gòu)，蓄熱器經(jīng)過一二個(gè)循環(huán)就發(fā)生嚴(yán)重的變形現(xiàn)象。但大部分PCM在固相與液相時(shí)的導(dǎo)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(jìn)、出口溫度，K；已知：=100m2，=313K，=283K，=353K，=263K，=由文獻(xiàn)[14]得=，==，=本實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)不僅可滿足熱能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)要求，還可為老師、研究生對(duì)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(xiàng)目提供很大的幫助。（2）制冷系統(tǒng)：冷水機(jī)組性能測(cè)定，制冷機(jī)組熱平衡、性能試驗(yàn)。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(cè)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(yùn)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(duì)系統(tǒng)作了調(diào)整增加了冷卻水塔，設(shè)置了備用風(fēng)機(jī)盤管使其可以實(shí)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(dá)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(duì)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(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，繪制了實(shí)驗(yàn)原理圖，介紹了相變材料的物性，并分析預(yù)測(cè)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(shí)驗(yàn)室太陽能熱泵系統(tǒng)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行熱量衡算，對(duì)系統(tǒng)各單元的基本參數(shù)進(jìn)行確定。 本課題的來源和主要研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)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(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大。文獻(xiàn)[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(xiàn)[9]采用管外徑向方形翅片來提高蓄熱器的傳熱能力，并實(shí)驗(yàn)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(duì)熔化熱的測(cè)定技術(shù)及計(jì)算公式進(jìn)行了研究。10H2O和NaCH3COO文獻(xiàn)[6]中介紹了選擇相變材料必須以熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)性準(zhǔn)則為依據(jù)，并依靠這些準(zhǔn)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(chǔ)熱材料，而后再考慮其它因素的影響。在多組分時(shí)，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(xiàn)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(chǔ)存起來，在需要的時(shí)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(shí)固體分子晶體結(jié)構(gòu)有序無序的轉(zhuǎn)變而可逆地進(jìn)行儲(chǔ)、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(qiáng)化傳熱技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)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(chǔ)能系統(tǒng)，它是緩解能量供求雙方在時(shí)間、強(qiáng)度及地點(diǎn)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(yùn)行的重要手段，而且使相應(yīng)系統(tǒng)可按平均負(fù)荷設(shè)計(jì)，節(jié)約系統(tǒng)的初投資，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷峰、谷時(shí)間段電價(jià)分計(jì)的地區(qū)，它還可降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)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(yīng)和需求之間時(shí)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(fèi)。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(xué)穩(wěn)定性好，價(jià)廉易得。固液相變是通過相變材料的熔化過程進(jìn)行熱量儲(chǔ)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(chǔ)存方式，相變蓄熱以其儲(chǔ)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(yùn)行系統(tǒng)匹配、易于控制等突出的優(yōu)點(diǎn)，日趨成為儲(chǔ)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(yīng)用前景，因而對(duì)相變蓄熱材料、相變蓄熱器的研究得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。（2）化學(xué)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(shí)不分層；對(duì)潛熱型材料，要求凝固時(shí)無過冷現(xiàn)象，熔化時(shí)溫度變化小；穩(wěn)定性好。在實(shí)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(diǎn)對(duì)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(chǔ)存設(shè)備等進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究[4]，討論了六水氯化鈉的相變熱穩(wěn)定性；文獻(xiàn)[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(xué)院德水等人對(duì)典型的無機(jī)水和鹽Na2SO4℃長時(shí)間保溫后的熔化熱；1990年哈爾濱船舶工程學(xué)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(shí)對(duì)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(xué)孫鑫泉等人對(duì)Na2SO4因此采用有效的強(qiáng)化傳熱技術(shù)與設(shè)計(jì)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(duì)流強(qiáng)弱。文獻(xiàn)[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(shí)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(xiàn)[13]對(duì)板