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储热技术在提高能源利用效率和能源转换效率方面具有广阔的应用前景,尤其在太阳能热利用、电力削峰填谷、中低温余热回收利用等方面,相变储热材料具有诸多优势,其中廉价易得、储热密度大的水合盐类相变储热材料近年来受到国内外学者的广泛关注。但水合盐类相变储热材料的缺点显著:过冷、相分离等,这些问题的解决是实现水合盐类相变储热材料应用的关键。本文以六水硝酸镁(MNH)相变材料为研究对象,研究了六水硝酸镁的过冷和相分离问题,并提出了有效改善其缺陷的方法,然后利用改性的六水硝酸镁相变材料设计了可实际应用的相变储热器,研究了该储热器在实际采暖中的应用效果。主要研究成果如下:(1)以六水硝酸镁为例,概述了水合盐相变储热材料的关键问题:过冷、相分离和腐蚀性等,并提出了相关解决方法;概述了水合盐相变储热材料储热性能的分析方法:步冷曲线分析、循环稳定性分析、相变潜热分析、密度和膨胀率分析、导热系数分析等。为后面六水硝酸镁的研究提供了理论依据和相关指导。(2)详细研究了六水硝酸镁相变材料并对其进行改性研究以满足应用要求。首先制备了六水硝酸镁/二水硫酸钙(MNH/CSD)和六水硝酸镁/二水硫酸钙/膨胀石墨(MNH/CSD/EG)复合相变材料,针对制备的复合材料,分别开展了储热性能分析。最终得到相关结论为:成核剂二水硫酸钙的最佳添加量为2%,添加2%二水硫酸钙的改性复合相变材料的相变温度为87.3℃,过冷度小于0.5℃,相变潜热为148.7kJ/kg,固态密度为1.61g/cm~3,液态密度为1.52g/cm~3,体积膨胀率为6.45%,导热系数为0.61W/(m·K),经过50次循环后仍具有良好的储热性能;膨胀石墨的添加可显著提高复合材料的导热系数。相关研究结果表明,改性后的六水硝酸镁可作为相变储热材料实际应用。(3)为验证改性六水硝酸镁在实际应用中的效果,设计了一种翅片管式相变储热器,并搭建了适用于峰谷电场景下的相变储热采暖系统,分析了储热器的储放热性能。研究结果表明:谷电时段储热器在储热过程中平均储热功率为24.74kW,储热量达到151.49kWh;峰电时段储热器在放热过程中平均放热功率为8.4kW,放热量为139.74kWh,放热过程放热温度平稳,有明显的放热平台,储放热效率达92.3%,可连续放热时间长达16小时。相关研究结果为六水硝酸镁相变储热材料的实际应用提供了理论和实验依据。