CH3COONa·3H2O相变蓄热性能研究

以三水醋酸钠（CH3COONa·3H2O）为蓄热基质,通过大量实验,遴选合适的抗沉淀剂和成核剂,配成相变温度约55℃、过冷度小于2℃的蓄热材料。对该材料的蓄热性能进行研究表明,该材料相变热可达238J／g,导热系数为1．072W／m·K（30℃时）,可用于空调冷凝热回收系统。     

相变材料太阳能蓄热水箱热特性实验研究

蓄热水箱是太阳能热利用系统中的关键部件之一。为提高太阳能热水系统效率,在蓄热水箱中添加Ba(OH)_2·8H_2O相变材料,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,研究相变材料对蓄热水箱热特性的影响。结果表明:添加相变材料后,蓄热水箱的蓄热量从18.81 MJ提高至19.07 MJ,随着进口体积流量的增大,蓄热水箱混合数先减小后增大,而有效释热率先增大后减小且在3 L/min时达到峰值92.2%。相变材料的加入能够提高蓄热水箱的有效释热率,同时提高水箱的热分层特性,且位置越靠近进口改善效果越好。     

石蜡微胶囊相变蓄热砂浆的热性能与热红外性能

通过测定保温砂浆的热焓与相变温度,试件的导热系数、表面温度和红外图像,考察了石蜡微胶囊相变蓄热保温砂浆的热性能与热红外性能。结果表明,砂浆中的相变材料保持了相变蓄热性能,热焓为15J/g,相变温度峰值在62.6℃,温度范围为40～80℃;保温砂浆的导热系数0.18～0.42W/m·K之间,随着石蜡微胶囊含量的增加,其导热系数降低;模拟加热实验中,相变蓄热砂浆试件表现出良好的蓄热性能与保温性能;室外太阳照射试验中,与空白样品比较,石蜡微胶囊砂浆试件的表面温度低5～8℃。     

无机盐/陶瓷基复合蓄热材料高温稳定性的研究

通过理论分析和XRD、DSC及传统热分析等实验手段研究了新型无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的高温稳定性。结果表明,相变材料Na2SO4在1000℃高温下具有热力学稳定性,适合作为复合材料的相变介质;Na2SO4/SiO2复合蓄热材料具有良好的高温热稳定性,经100次热循环后,其热失重率低于1.26%、潜热值降低约6.19%、相变温度基本保持恒定,且熔化-凝固特性和热震稳定性良好。Na2SO4/SiO2复合材料适合作为工业炉高温蓄热器储能用蓄热材料。     

一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法(DSC)遴选了一种相变温度合适(相变峰值87℃)、相变潜热值较大(203.9J/g)的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料。     

正癸酸/膨胀珍珠岩相变水泥板的热特性研究

以正癸酸(CA)为相变材料,膨胀珍珠岩(EP)为基体材料,通过真空吸附法制备了可应用于外墙隔热控温领域的CA/EP定型复合相变材料。将CA/EP掺入水泥砂浆中制备了相变水泥板并测试其热特性,结果表明,CA/EP能提升水泥板的热能存储能力,20wt%相变水泥板的熔化、凝固相变潜热分别为14.25J·g-1、14.1J·g-1;CA/EP的加入能提高水泥板的比热容,且相变水泥板中复合相变材料含量越高,其等效比热容越大;定型复合相变材料CA/EP的加入能提高水泥板的比热容,且相变水泥板中复合相变材料含量越高,其等效比热容越大;CA/EP的加入会显著减小水泥板的导热系数和蓄热系数,增大热惰性系数。与普通水泥板相比,10wt%、15wt%、20wt%相变水泥板的导热系数分别下降了39.4%、47.83%和52.49%(20℃),37.94%、46.84%和50.63%(50℃),蓄热系数分别下降了34.07%、40.62%和44.87%(20℃),30.25%、35.59%和37.65%(50℃),热惰性系数分别增大8.75%、13.78%和15.96%(20℃),8.75%、21.53和26.21%(50℃)。     

异丙醇铝溶胶-凝胶掺杂的SiO2-Al2O3/PEG导热增强型定形相变储能材料

以异丙醇铝(AIP)与正硅酸乙酯(TEOS)为溶胶前驱体、聚乙二醇(PEG)为相变组分,经超声辅助溶胶-凝胶过程制备了SiO2-Al2O3/PEG导热增强型定形相变储能材料.利用FTIR和XRD对SiO2-Al2O3/PEG进行结构表征及结晶性能测定,利用DSC与TGA研究其热性能与热稳定性,利用显微热台与数码拍照技术测试材料的定形效果;利用热导率仪测定了材料的导热系数.结果表明,SiO2-Al2O3/PEG的相变焓值可以达到100 J/g以上,低于300℃时具有良好的热稳定性,当SiO2-Al2O3/PEG中的铝硅质量比为0.2∶1时,其导热系数可达0.414 W/(m·K),导热性能比纯PEG提高39.3％,并具有良好的定形效果.     

三水硝酸锂-膨胀石墨定型相变材料的制备与储热性能研究

以三水硝酸锂(LiNO_3·3H_2O)为相变材料,通过筛选定型基材,添加成核剂用物理吸附法制备出三水硝酸锂/膨胀石墨(EG)复合定型相变材料。采用差示扫描量热仪(DSC)和X-粉末衍射仪(XRD)对复合相变材料进行结构和性能的表征与测量。结果表明:该定型复合相变材料的最优比例为:98%(wt,质量分数,下同)LiNO_3·3H_2O+2%EG,该材料的相变潜热达到235.40J/g,相变温度为29.86℃。LiNO_3·3H_2O/EG复合定型相变材料经100次原位DSC循环后相变温度几乎无变化,相变潜热累计衰减率为1.86%,表明该复合定型相变材料是一种热稳定性能良好储能材料,可应用于墙体保温,地暖空调砖等一系列建筑节能新领域。     

石蜡/泡沫碳相变复合材料的制备及蓄热实验

以石蜡类正二十烷相变材料为填充材料,泡沫碳为基体材料,制备了石蜡/泡沫碳相变复合材料。采用差示扫描量热法(DSC)分析了正二十烷相变材料的热物性,通过扫描电子显微镜(SEM)分别获得了泡沫碳和正二十烷/泡沫碳相变复合材料的表面形态图像。搭建了相变蓄热装置实验台,对3种不同材料的相变蓄热装置进行蓄放热对比实验,记录并分析了相变蓄热装置温度测试数据。与正二十烷的结果对比,泡沫材料的填充大幅提高相变材料的传热性能。在蓄热过程中,泡沫复合相变材料的升温速率明显降低;在放热过程中,正二十烷/泡沫碳相变复合材料温度恢复至室温的时间比纯二十烷恢复至室温的时间减少约30%。     

一种相变蓄热材料及其蓄热热回收的实验研究

开发了一种熔点为55℃的新型蓄热材料,基于包含相变蓄热与水蓄热的复合蓄热热回收空调实验系统,对新型材料的蓄热性能进行了实验;实验表明,采用新型相变材料后复合蓄热器可以有效回收冷凝热达19.6%以上,并可持续制取温度在45℃以上的生活热水,满足日常需求。     

相变蓄热球对水箱热分层特性影响的实验研究

相变蓄热技术是提高太阳能利用效率的重要途径之一。本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并基于水箱内各温度点随无量纲时间的变化,采用填充效率和混合数分析法,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。实验结果表明:当水箱温度为80℃时,普通水箱和相变蓄热水箱的能量分别为18.81 MJ和19.34 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。普通水箱的热分层效果要强于相变蓄热球在第1、2和3层时,但弱于相变蓄热球在第4层时。当进口体积流量为9 L/min、t^*=1时,相变蓄热球在第1层和第4层时的填充效率分别为0.497和0.581,而普通水箱的填充效率为0.573。随着进水流量的增大,水箱内混合程度升高,斜温层厚度变大,水箱分层效果下降。当进口体积流量大于7 L/min且相变蓄热球位于底部时,相变蓄热水箱的热分层特性最佳。     

微纳米水合盐相变材料Na2CO3·7H2O的仿生合成及热学性质研究

以定量滤纸为生物模板制备了具有定量滤纸形貌的Na2CO3晶体,经过低温下的吸水和结晶过程合成了相变材料Na2CO3·7H2O。并借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对产物的形貌、晶型以及热学性质进行了表征。同时,考察了掺杂NaCl对合成的相变材料Na2CO3·7H2O的热学性能的影响。结果表明:产物纯度高,且很好地遗传了模板(滤纸)的形貌;Na2CO3.7H2O表现出了良好的储能效果,相变热可达216.8J/g;掺杂NaCl(20mol%)可使Na2CO3.7H2O的相变温度降低5.5℃,而相变热仍然高达177.9J/g。     

聚乙二醇改性相变微胶囊-木粉/高密度聚乙烯复合材料的制备与热性能

通过原位聚合法制备了以正十二烷醇(DA)为芯材,密胺树脂(MF)或聚乙二醇改性密胺树脂(PMF)为壁材的相变微胶囊DA@MF和DA@PMF,并将相变微胶囊添加到木粉/高密度聚乙烯复合材料(WF/HDPE)中,制备了具有相变蓄热能力的DA@MF-WF/HDPE和DA@PMF-WF/HDPE复合材料。采用DSC、TG和红外热成像等方法对DA@MF、DA@PMF和相变微胶囊-WF/HDPE的热性能进行了分析与表征。测试结果表明,DA@PMF的结晶和熔融热焓值分别提高了35.0J/g和21.5J/g,快速失重温度提高了19.9℃;蓄热能力测试表明,DA@PMF成功添加至WF/HDPE中,且在制备过程中损失较小;DA@PMF-WF/HDPE的相变温度(27.2、11.3℃)、相变潜热(31.6、20.3J/g)和热稳定性(256.9℃,DA开始失重)等性能表明其具备成为相变蓄热材料的潜力。     

癸酸-硬脂酸/有机膨胀蛭石相变蓄热砂浆的制备与性能研究

以癸酸-硬脂酸(CA-SA)为相变材料,以通过硬脂酸钠(NaSt)疏水改性得到的有机膨胀蛭石(OEV)为支撑材料,采用熔融共混法制备定形相变材料(OEV/CA-SA)。将OEV/CA-SA掺入石膏基体中制备相变蓄热砂浆。结果表明,OEV/CA-SA的相变温度和相变潜热分别为21.48℃、61.65 J/g。100次热循环后,OEV/CA-SA热稳定性良好。随着OEV/CA-SA掺量的增加,相变蓄热砂浆的相变潜热逐渐增加,抗压强度不断降低。OEV/CA-SA掺量为10%时相变蓄热砂浆综合性能最佳,其相变温度为20.37℃,相变潜热为7.95 J/g,28 d绝干和饱水抗压强度分别为7.2、3.9 MPa,软化系数为0.54,具有良好的力学性能、耐水性能和蓄热调温性能。     

热水/电能一体化相变蓄热水箱的设计

研制了含有球形相变单元体的相变蓄热水箱.与传统蓄热水箱相比,热水/电能一体化相变蓄热水箱既能利用显热蓄热,又能利用潜热蓄热,提高了水箱蓄热效率,在相同热需求的情况下能缩小水箱体积,减小水箱制作成本,并节省建筑空间.通过选取不同的相变材料,在不同的热能储存领域均能得到有效利用.     

相变蓄热水箱分层特性的实验研究

本文基于三水合醋酸钠,搭建了一套相变蓄热水箱实验系统,在初始水温为80℃、进水温度为5℃的工况下,测试得到了水箱的热力学特性,并采用填充效率分析法以及火用效率分析法,在进水体积流量分别为1、3、5、7、9 L/min时,分析了相变蓄热水箱的热分层特性。结果表明,当水箱温度为80℃时,普通水箱、相变蓄热球PCM48水箱、相变蓄热球PCM58水箱的热能分别为18. 81、19. 34、19. 07 MJ。进口体积流量相同时,相变蓄热球越靠近水箱进口,水箱的热分层效果越好。随着进水体积流量的增大,分层效果下降。不同水箱的理查森数Ri在t^*=0. 5达到最大值,Ri随相变蓄热球位置的降低而减小,PCM48和PCM58在第4层时的Ri分别为7. 569和7. 781,而在第1层时的Ri分别减小为7. 03和7. 145,表明水箱热分层的程度随着相变蓄热球位置的升高而降低。     

聚乙二醇/二氧化硅复合相变蓄热材料的性能研究

以二氧化硅(SiO2)为载体、聚乙二醇(PEG)为相变蓄热材料,利用多孔的二氧化硅良好的吸附性能,制备出聚乙二醇/二氧化硅复合相变材料.由于二氧化硅的多孔网络结构,其毛细作用力和表面张力使得聚乙二醇在发生固液相变的过程中,失去了流动性.实验结果证明,聚乙二醇/二氧化硅复合相变材料仍具有较高的蓄热能力.同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大的提高了相变材料的导热率.     

一种新型低温复合相变蓄热材料的制备研究

本文以氨水为催化剂,乙酰胺作相变材料,采用溶胶-凝胶法制备出有机-无机复合相变蓄热材料.通过改变醇盐-醇-水体系配比及相变材料的加入量来控制蓄热能力和相变温度.运用红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪及扫描电镜对复合材料进行分析.分析结果表明：乙酰胺含量为21.5%的复合材料相变温度仅23.2℃,而蓄热能力可达116.7J/g,是纯乙酰胺的2.16倍.     

高岭土基Al-Si合金复合相变蓄热材料的性能

以含Si量为12%的铝硅合金为相变材料、高岭土为基体复合制备相变蓄热材料,通过热分析(DSC-TG)、热循环、扫描电子显微镜(SEM)和导热分析(LFA),研究相变材料Al-Si合金的含量与复合相变材料的相变潜热及热稳定性之间关系。结果表明,在空气中,当Al-Si合金含量分别为50%、33%、25%、20%和17%时,经过5次、10次、15次、20次热循环后,复合相变材料的相变潜热逐渐减小,在15次热循环后相变潜热趋于稳定。此外,复合相变材料的微观形貌随热循环次数的增加趋于稳定,导热系数随加热温度的增加呈线性降低,且在600℃时,合金含量为25%和33%的复合相变材料的导热系数分别为6.51W/m·K和3.45w/m·K。综上所述,Al-Si合金含量为25%和33%的复合相变材料可在特殊行业得到良好的应用。     

正癸酸-棕榈酸-硬脂酸三元脂肪酸复合相变材料的热性能

以癸酸(CA)、棕榈酸(PA)和硬脂酸(SA)为原料,通过超声法制备了三元脂肪酸复合相变材料。由二元相图确定CA-PA的二元配比,由三元相图确定CA-PA-SA的三元配比,由DSC和FT-IR测试其化学性质和热性能。FTIR表明共混复合相变材料中3种脂肪酸是通过分子间作用力结合在一起;DSC表明共混复合相变材料的相变温度为25.59℃、相变焓176.98J·g-1,由二元和三元相图可以看出,相变温度都是先降低后升高,表现出低共熔物特征;通过500次热循环测试,作为相变材料脂肪酸三元低共熔物具有良好的热稳定性和化学稳定性。根据上面的结论得出CAPA-SA复合相变材料有合适的相变温度和相变潜热,适合做蓄热低温材料。