膨胀石墨/石蜡复合相变材料的碳纳米管掺杂改性研究

为了制备兼具高相变潜热和高导热系数的膨胀石墨/石蜡(EG/PA)复合相变材料,使用真空浸渍法并通过碳纳米管(CNTs)掺杂对复合相变材料进行了改性。导热性能测试分析发现,当复合相变材料中石蜡质量分数较高时,CNTs掺杂可以有效地增强复合相变材料的导热系数,并且随着CNTs掺杂含量的提高复合相变材料的导热系数也逐渐增大,但是当CNTs掺杂量高于0.8%(质量分数)时导热系数增大速度变慢,因此优化的CNTs掺杂含量为0.8%(质量分数)。在此优化参数下,复合相变材料的熔化潜热从145.27 J/g变到144.39 J/g几乎没有变化,而导热系数从2.141 W/(m·K)提升至4.106 W/(m·K),提升了约1倍,并且在100次热循环之后仍然保持很好的储热能力,具有较好的热循环稳定性。     

己二酸/膨胀石墨复合相变材料性能研究

以己二酸为相变材料,膨胀石墨为导热增强相,采用机械混合与熔融吸附的方法,制备出己二酸/膨胀石墨复合相变储热材料。通过FT-IR、DSC、热常数分析仪、TG、FE-SEM及热循环实验对制备的复合材料进行了结构和性能研究。结果表明,膨胀石墨能够有效吸附己二酸,两者之间化学相容性良好;随着膨胀石墨掺量的增加,复合材料的相变潜热有减少趋势,导热系数则相应提高;当膨胀石墨的掺量为8%(质量分数)时,制备的复合材料的熔化、凝固相变潜热分别为237.66,220.49J/g,导热系数为2.99W/(m·K),具有良好的热稳定性。     

膨胀石墨基相变储能材料的制备及性能研究

以膨胀石墨作为主导热材料,石蜡作为相变储热材料,通过真空浸渍法制备了膨胀石墨-石蜡复合相变储能材料,研究了石蜡质量分数对复合相变储能材料微观形貌、物相结构及热性能的影响。结果表明,膨胀石墨和石蜡反应后生成的复合相变储能材料主要依靠物理吸附结合,石蜡均匀覆盖在膨胀石墨的表面以及孔隙中,当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密封性和结构致密性最佳,几乎不发生泄露。随着石蜡质量分数的增加,复合相变储能材料的熔点逐渐增大,热分解温度逐渐提高,石蜡质量分数91%的复合相变储能材料相比石蜡质量分数85%的相变材料热分解温度提高了约15℃。随着石蜡质量分数的增大,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数持续降低,密度先降低后增加,比热持续增大。当石蜡质量分数为94%时,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数均为最低值,分别为2.492 W/(m·K)和0.605 mm²/s;当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密度为最小值0.794 g/cm³,对应比热为5.462 J/(g·K)。分析可得,石蜡质量分数为91%的复合相变储能材料的综合性能最佳...     

膨胀石墨/芒硝复合定形相变材料制备及性能研究

以复合芒硝(SCNa)为相变材料,膨胀石墨为载体,采用真空吸附法制备出导热增强型膨胀石墨/复合Na_2SO_4·10H_2O定形相变材料。试验结果表明:表面活性剂OP-10(质量分数5%)的加入能有效提高膨胀石墨和复合Na_2SO_4·10H_2O相变材料的结合稳定性,表面活性剂的添加对定形相变材料导热系数基本无影响,添加表面活性剂的膨胀石墨定形相变材料导热系数为2.26 W/(m·K),为原复合芒硝相变材料的215%。     

月桂酸/膨胀珍珠岩复合相变材料的制备与热性能研究

以月桂酸为相变材料,膨胀珍珠岩为载质,利用真空吸附法制备出月桂酸/膨胀珍珠岩复合相变材料(LA/EP-PCMs)。通过FT-IR、SEM、DSC、TGA对LA/EP-PCMs的微观结构、相变温度、相变潜热、热稳定性进行表征。结果表明:月桂酸能较好地吸附在膨胀珍珠岩孔隙内,它们之间的化学相容性良好。LA/EP-PCMs中月桂酸饱和含量为65%,此时其相变温度为41.3℃,热焓为110.1J/g。将5%的纳米石墨纤维(NGF)作为添加剂加入到LA/EP-PCMs中,其导热系数由0.09 W/(m·K)提高到0.16 W/(m·K),增长了77.7%。熔融凝固实验表明:掺入NGF将改善复合相变材料的蓄放热能力,其强化导热机理是在相变基体外表面和内部形成了导热网络。     

膨胀石墨定形复合相变材料热性能可视化研究

膨胀石墨(EG)作为吸附材料不仅可以防止石蜡(PA)泄漏，还可以提高复合相变材料的导热系数。采用熔融混合法制备了EG含量不同的3种石蜡/膨胀石墨(PA/EG)定形复合相变材料，并对复合相变材料的潜热、热导率、热稳定性和热分解特性进行研究；搭建了可视化控温系统，在恒热流密度下采用红外热成像仪对复合相变材料传热特性进行可视化研究。研究结果表明：EG含量为30%(wt,质量分数，下同)时，复合相变材料导热系数为5.21W/(m·K),与PA相比提高约20倍；随着EG含量的增加，复合相变材料的相变焓逐渐降低，当EG含量为30%时，循环100次后复合相变材料的相变焓为183.6J/g;从熔融过程的温度可视化结果可得，复合相变材料中的EG虽然削弱了自然对流的影响，但是由于其导热系数远高于PA,所以复合相变材料温度变化较为明显。     

熔融盐/金属复合相变储热材料的研究进展

储热技术可以提高能源利用效率、解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾,储热材料是其实际应用的关键。熔融盐具有传热、储热能力,是一种理想的相变储热材料,已广泛应用于储热技术中。熔融盐的导热系数一般为0.5～1.0 W/(m·K),作为相变储热材料,存在导热系数低的问题。而通过将其与金属材料复合可以大幅提高其导热系数,增强其储热性能,熔融盐/金属复合相变储热材料已成为熔融盐应用的重点研究方向之一。总结了镍、铝、铜、镁等金属元素以颗粒、泡沫、翅片等结构形式与熔融盐复合的复合相变储热材料的研究进展,还介绍了熔融盐/金属复合相变储热材料的制备方法及其在工业余热回收、太阳能热发电方面的应用,同时概述了高温熔融盐对金属的腐蚀行为。     

新型复合吸附剂传热性能的强化

以氯化钙和杉木屑为原料,通过炭化活化的方法制备具有发达孔隙结构的吸附剂,然后加入膨胀石墨以强化吸附剂的传热性能。石墨的含量从0%到50%变化,通过氨吸附性能实验考察石墨含量对吸附量和吸附速率的影响。实验结果表明,在四个小时内,复合吸附剂对氨气的吸附量随着膨胀石墨含量的增加而减小,吸附速率随膨胀石墨含量的增加先增加后减小,而导热系数随膨胀石墨含量的增加单调的增加。对吸附制冷而言,膨胀石墨含量为30%的复合吸附剂具有最佳性能,其导热系数达到0.193W/(m?K),吸附时间为15 min时对应的吸附量达到0.431 g/g。     

复合相变储冷材料的制备及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,多层石墨烯、TiO2/石墨烯(m(TiO2):m(石墨烯)=25∶75)和TiO2颗粒作为导热添加剂,加入到二元复合有机储冷材料中(m(壬酸):m(葵醇)=60:40),制备了复合相变储冷材料。通过吸光度、DSC和热导率测试等手段,对复合相变储冷材料的稳定性、相变温度、相变潜热及热导率进行了评价分析。结果表明,分散剂和导热添加剂的加入,对储冷材料的相变温度和相变潜热影响不大,但对热导率影响较大。当分散剂SDBS浓度为0.2 g/L,导热添加剂(分别为TiO2/石墨烯和TiO2颗粒)浓度为0.5 g/L时,复合相变储冷材料具有较好的稳定性,其热导率分别为为0.2211和0.2096 W/(m·K),相比没有加入任何导热添加剂的储冷材料的热导率(0.1738 W/(m·K)),分别提高了27.22%和20.61%;当分散剂SDBS浓度为0.3 g/L,导热添加剂多层石墨烯浓度为0.3 g/L时,复合相变储冷材料处于稳定状态,其热导率为0.2268 W/(m·K),相比0.1738 W/(m·K),提高了30.49%。由此可知,多层石墨烯可以更有效地增加复合相变储冷材料的热导率,这主要是由于石墨烯具有非常高的比表面积,有利于复合材料更加均匀地分散以及形成更加完善的网格结构,从而有效增加复合相变储冷材料的稳定性及热导率。选用多层石墨烯为导热添加剂(0.3 g/L),SDBS为分散剂(0.3 g/L),可以制备出体系最稳定、热导率最高的复合相变储冷材料。     

用稳态平板法测定储热材料导热系数的实验研究

为了改善无机水合盐三水醋酸钠储热材料的导热系数,可以加入一定量的高导热系数的膨胀石墨.采用稳态平板法测定了含不同体积分率膨胀石墨的复合相变储能材料的导热系数,经过比较分析,储热材料加入膨胀石墨后,导热系数明显改善,10%体积分率的膨胀石墨能将以三水醋酸钠为储热基质的储热材料的导热系数提高一倍;固态储热材料的导热系数随温度上升,变化幅度不大,在实际贮能工程计算中可作常数处理.     

空气源热泵蓄热系统形式及研究进展

蓄热技术与空气源热泵的结合可以提供空气源热泵除霜的热量来源,弥补空气源热泵制热量随着室外空气参数变化的波动,解决供需矛盾,并起到电力的移峰填谷作用。本文综述了蓄热技术在空气源热泵中的应用范围,介绍了空气源热泵的蓄热除霜系统,空气源热泵在供热调节和电力调峰方面的作用,以及作为热泵热水器在供热水方面的应用,认为未来空气源热泵蓄热系统将在除霜、供热、热水器以及电力调峰方面发挥更大的作用,指出对于蓄热材料的选择和用量、蓄热罐的选型和容积等问题是未来的研究方向。     

基于复合相变材料的梯级组合蓄热特性研究

针对潜热蓄热装置内部相变材料（PCM）导热系数偏小，蓄热速率过低的问题，对基于复合相变材料的两级串联式梯级蓄热装置的相变过程进行了数值研究。通过对不同热物性PCM工况的对比与分析，得到了装置在不同工况下的蓄热特性。结果表明，存在最佳的热扩散系数，使固定熔点的PCM实现“均匀等速相变”。同时，增大PCM的热扩散系数可以有效降低加热面温度，但随着热扩散系数的增大，加热面温度降低幅度减小。通过分析Stefan数，得到了装置最佳的参数，使工况蓄热效果最佳。最后，通过Stefan数为2.88时的实验工况验证了相关规律的正确性。     

纳米技术在蓄热材料中的应用

简要介绍了纳米科技和纳米材料的基本特征,阐述了纳米复合蓄热材料的性质和制备方法,提出一种将化学储能材料CaCl2在纳米层次上进行复合到分子筛的孔隙中组成新型吸附蓄热材料,它具有蓄热容量大,传热传质性能优良,工作温度范围可调,对环境友好等一系列优点,具有广阔的应用前景.     

不同贮存条件下含热源产品传热特性研究

目的以同位素热源产品贮存任务剖面为背景,研究在贮存状态下含热源自发热产品的传热特性。方法搭建含热源自发热产品热试验平台,对不同贮存状态下含热源自发热产品的热状态进行实验研究,分析有、无风,有、无包装箱条件下产品的传热特性。结果裸球状态有风条件下传热性能较好,加厚包装箱内的发热球体和球壳组件温度比常规包装箱高。结论 2种状态下各测点温度随着离热源距离的增加而下降,裸球和常规包装箱状态下各测点温度随测点相对位置的增大,其下降趋势逐渐减小。研究结果可为产品热设计及后期环境热考核试验作理论支撑。     

户式中央空调机组的蓄热装置性能研究

针对水侧换热器采用板式换热器的户式中央空调机组在部分负荷状态启动频繁、冬季制热化霜时供回水温度波动大、化霜时间长的问题,设计了蓄热装置.蓄热装置由容积较大的桶体和内置套管换热器、电加热器及附属设备组成,蓄存的热量可以减少压缩机的启停次数,蓄热-换热装置和电加热器很好地解决了机组制热量不足以及化霜的问题.实验研究了两种机组的性能对比,采用蓄热装置的机组部分负荷下小时启停次数减少、化霜时间缩短、化霜时水温比较稳定.通过对户式中央空调水侧换热器的改进,提高了机组的性能,蓄热装置可以用于新型的户式中央空调机组配置.     

相变蓄热型空气源热泵系统的模拟

为提高空气源热泵系统的低温适应性,将相变蓄热技术与空气源热泵结合,实现白天蓄热、夜晚放热的运行模式。本文通过模拟研究了相变蓄热型空气源热泵系统的蓄放热特性和应用多级相变材料对系统的影响。结果表明：系统蓄热量随时间线性增大,380 min时达到18.94 kW·h,平均COP为2.51;系统放热量先随时间线性增大,随后增大速率有所减缓,180 min时达到13.58 kW·h。放热过程进口水温为35℃时,系统经过6次蓄放热循环后达到稳定运行状态,蓄放热效率为99.06%。相比单级PCM,应用三级PCM的系统蓄热时间缩短9.60%,COP提高3.97%,总■效率提高4.84%,其中降低过冷区PCM熔点对提高系统性能起到关键作用。     

空调冰蓄冷系统热经济学性能分析

利用实际应用较为广泛的热经济学代数模式对蓄冷空调中的冰蓄冷系统模型进行了热经济学分析,并运用火用成本差和火用经济系数作为系统热经济性的评价标准,分析了各个子系统的火用成本差和火用经济系数,指出了系统中的用能薄弱环节及其主要原因,为冰蓄冷系统的优化设计提出了建议.     

多孔蓄热材料基体的制备与性能研究

莫来石纤维多孔陶瓷以其高气孔率、优良的力学性能可作为复合蓄热材料的基体.讨论了不同浓度的偏磷酸铝粘结剂在不同处理温度下对多孔陶瓷孔隙率、容重及抗压强度的影响.结果表明,随粘结剂浓度的增大,抗压强度也提高,同时伴随着显气孔率的降低.粘结剂浓度为25%、处理温度为650℃时.可制备出显气孔率为83.93%、抗压强度为2.02MPa、显微结构均匀的莫来石多孔陶瓷基体.     

空气源热泵除霜用相变蓄热器蓄放热特性影响因素的模拟研究

介绍了空气源热泵蓄能除霜新系统,建立除霜用相变蓄热器的数学模型,以Na2SO4·10H2O为相变材料（PCM）,从蓄热器内换热流体的入口温度、流速、制冷剂入口干度三个方面,模拟分析了影响其蓄放热特性的主要因素,并利用结果对蓄热器参数进行了优化设计。     

Dynamics of Ground Heat Storage and Choice of Rational Solutions

An integral method for solving problems of nonstationary heat conduction is proposed. This method can be used for mathematical modeling of the dynamics of heat storage in an unbounded ground mass with the use of individual heat exchangers positioned upright in the ground or a group of heat exchangers. The influence of regular, long interruptions in the operation of heat exchangers, which often happen in solar power engineering, on the heat-storage process has been considered. It has been established that this process should be controlled, individual heat exchangers should be provided with intermediate twenty-four-hours' heat storage devices, and the work of individual heat exchangers is not very efficient. The calculations have shown that the conditions of heat storage become better in the case of group deposition of several heat exchangers.