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一种用于太阳能热水系统的相变储能换热器热性能研究的开题报告

1.研究背景及意义

太阳能作为一种清洁、可再生、免费的能源，越来越受到人们的关注。太阳能热水系统利用太阳能收集、储存、利用热能，可以大大降低家庭热水费用，减少温室气体排放，具有广阔的市场前景和社会价值。

在太阳能热水系统中，热水储存器是关键设备之一。传统的储水式太阳能热水器存在着很多问题，如热能损失大、占用空间大、自然循环流动差等。为了解决这些问题，相变储能换热器逐渐成为一种新型的热储存技术，可有效提高太阳能热水系统的效率。

因此，将相变储能材料应用于太阳能热水系统的储水器具有重要的理论和实际意义。该研究将重点研究相变储能换热器的热性能，为相变储能材料在太阳能热水系统中的应用提供理论和技术支持。

2.研究内容及方法

（1）相变材料的选择与性能表征

选用合适的相变材料进行热性能研究，考虑其熔点、熔峰、热焓等参数，并通过实验测试相变储能材料的性能，包括热容、热导率、热扩散系数等。

（2）储水器的结构设计与工艺参数确定

基于相变储能材料的热性能，设计相应的储水器结构，并确定其工艺参数，如储水层数、储水量、管道长度、流体流速等，从而达到最佳的换热效果和储能效果。

（3）热性能实验

采用实验室模拟太阳能热水系统的工作条件，在不同的太阳辐射强度、进出口温度、流体流速等条件下对相变储能换热器进行热性能实验，测试其热效率、热损失、温度分布、储能效果等参数。

（4）数据分析与模型建立

对实验数据进行分析，建立相变储能换热器的数学模型，研究其换热规律和储热特性，并通过实验结果验证数学模型的可靠性和准确性。

3.预期成果及应用价值

（1）得到相变储能材料在太阳能热水系统中的热性能数据，提供参考和支持。

（2）设计一种基于相变储能换热器的太阳能热水储存器，提高系统效率、减少空间占用和热能损失。

（3）建立相变储能换热器的数学模型，为太阳能热水系统中该技术的应用提供理论和技术支持。

（4）探索相变储能材料在其他领域的应用，促进其产业化推广。

总之，该研究具有重要的理论和应用价值，将为太阳能热水系统的发展和应用提供科学、可行的技术支持。