微热管阵列平板太阳能空气集热--梯级相变蓄热系统的蓄放热特性研究的开题报告.docx

微热管阵列平板太阳能空气集热--梯级相变蓄热系统的蓄放热特性研究的开题报告
一、选题背景
全球能源需求的稳步增长和环境问题的加剧，促使人们寻求更小、更清洁、更高效的能源解决方案。太阳能作为一种最为清洁和不会产生污染的能源，已经成为全球研究的热点。对于太阳能的利用，空气集热技术因其具有无需循环介质和免费能量的优势，成为了一种备受关注的技术。
然而，利用空气集热技术进行太阳能利用还有一个难题，就是如何实现夜间或阴天的能量储存。目前比较成熟的太阳能储能技术是通过水来实现，采用的主要是常规的水箱或水槽相变储热系统和热电化学能量存储系统等。但是这些储能技术也存在着一些局限性，例如占地面积大、安装难度大、维护成本高等问题。
为了解决这一问题，近年来，研究人员开始探索利用相变材料进行储热。相变材料具有相变过程中热传输迅速、温度变化平稳、热容量大、体积小等优点，适合应用于太阳能储能系统。因此，相变储热技术正在逐渐成为太阳能储能的一种重要方式。
二、选题意义
梯级相变蓄热系统是一种将多个不同相态的相变材料组合起来，形成多级相变的储热系统。与传统的单级相变储热系统相比，多级相变储热系统具有温度范围更广、能量储存更充分、热损失更小等优点。
微热管阵列平板太阳能空气集热-梯级相变蓄热系统就是将多级相变储热系统应用于太阳能储能中。该系统采用微热管阵列平板太阳能空气集热器，可以充分利用太阳能对空气进行加热，再将加热后的空气通过梯级相变储热系统进行储存，最终实现夜间或阴天的能量释放。
该研究的意义在于：（1）探究了微热管阵列平板太阳能空气集热-梯级相变蓄热系统的储存与释放特性，提高了太阳能储存效率，促进了太阳能的发展和应用；（2）具有一定的工程应用价值，对于太阳能热利用及储能系统的研制具有一定的启示作用。
三、研究内容和方法
本研究的主要内容是分析微热管阵列平板太阳能空气集热系统在不同太阳光强度条件下对空气的加热性能和空气流量的影响，并利用梯级相变蓄热技术进行热储存和释放。同时，还将通过数值模拟的方式研究整个系统的热传递特性，分析相变储热系统的储热效果和热损失等问题。
具体的研究方法包括以下几个方面：
（1）对太阳能空气集热器的设计：设计微热管阵列平板太阳能空气集热器，确定其热传输和稳定性特性，并确定最佳的空气流量、太阳光强度和热储存时间。
（2）选定相变材料：通过对各种相变材料的评估和比较，选定最适合本系统的相变材料，并确定其最佳厚度和层数等参数。
（3）梯级相变储热系统的结构设计：根据相变材料的特性和热储存需求，设计梯级相变储热系统的结构，包括相变层数、相变材料的厚度和间距等参数。
（4）数值模拟：利用数值模拟工具对整个系统进行热传递特性分析，探究相变储热系统的储热效果和热损失等问题。
四、预期成果
通过对微热管阵列平板太阳能空气集热-梯级相变蓄热系统的研究，本研究预期达到以下成果：
（1）构建了微热管阵列平板太阳能空气集热-梯级相变蓄热系统，实现了太阳能的充分利用和储存，提高了太阳能利用的效率。
（2）分析了微热管阵列平板太阳能空气集热器空气流量、太阳光强度对加热性能的影响，提出了最佳设计方案。
（3）选定了最适合本系统的相变材料，确定了最佳厚度和层数等参数。
（4）设计了梯级相变储热系统的结构，并分析了相变储热效果和热损失等问题。
（5）提供了相应的实验数据和数值模拟结果，为相关领域的研究提供参考和借鉴。