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摘要
本文基于严寒C区太阳能光热系统夏季集热器表面温度过高、冬季使用乙二醇工质效率降低的问题，研究团队配制一种适合严寒C区太阳能光热集热器的强化传热、限制基板温度的新型相变流体——乙二醇型相变悬浮微胶囊流体，利用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、液体导热仪(TC3100L)等仪器对新型相变流体的混合状态、相变潜热和导热系数等物性进行测量，得出物性适合严寒C区太阳能光热集热器的新型相变流体。搭建了基于相变流体的平板式太阳能光热系统实验台，研究测试了集热板表面温度、蓄热水箱温度及系统热效率，探究了不同体积浓度新型相变流体在太阳能光热系统对流换热、限温特性。研究结果表明：在测试工况下，相变材料浓度为5%的新型流体综合导热系数为0.410～0.413 W·m-1·K-1,10%浓度为0.381～0.410 W·m-1·K-1，均优于防冻液的0.366～0.406 W·m-1·K-1，且冰点为-25?C，满足严寒C区太阳能集热器防冻要求。采用5%浓度新型相变流体工质与乙二醇工质两种系统相比，前者集热器基板表面温度降低了3?C，蓄热水箱水温提高了4?C，日均热效率相对升高了21.9%,10%浓度日均热效率相对升高了8.8%,5%浓度相变流体综合性能最佳。
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