《表1 改性石蜡的热物性参数》

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《玻璃真空集热管相变储能单元特性实验测试》

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如图1所示，本文研究开发的太阳能光吸收热转换、热能储存和释放一体集成的玻璃真空集热管相变储能单元装置，主要由玻璃真空集热管、相变储能材料（PCM）、热超导管、橡胶密封盖、散热翅片组及铝质强化传热翅片构成。真空集热管为太阳光吸收热转换和储存PCM的容器，该管由长度和直径分别为2100 mm×Φ43.7 mm和2100 mm×Φ58 mm的玻璃内外管同心套接加工而成。玻璃套管的内管外表面镀有吸光率为96%的钛金属吸热涂层，内外管夹层之间为真空，以最大限度减少管内对流热损。在充满PCM的真空管内，正中心插入一支内部充装有超纯水的铜质吸液芯虹吸式热超导管，并由定位器定位，其主要功能就是在需要释热时，导出PCM中存储的热量。热超导管根据其工作原理可分为蒸发段、绝热段及冷凝段3部分。蒸发段由直径和长度为Φ8 mm×2000 mm脱氧铜管加工而成，外部套有结构规格如图2所示，厚度和长度分别为0.30和1650 mm的铝质翅片以强化传热。冷凝段由直径和长度为Φ14 mm×200 mm铜管缩管加工而成，其外壁上焊接有32片直径为55 mm、厚度为0.40 mm、中心间隔为6.0 mm的铜翅片。绝热段为PCM液面到橡胶密封塞顶面之间的距离非常小，可忽略不计。PCM可根据热源范围和使用温度选择不同相变温度和特性的有机或无机材料，本研究主要集中在中低温太阳能利用领域，所以选择相变温度为58～60℃、相变潜热为238 kJ/kg的改性石蜡为相变储能材料，改性石蜡详细物性参数见表1，储能单元改性石蜡充装量为2.3 kg。