低温定形相变材料在相变墙体中应用的可行性研究

低温定形相变材料是应用于建筑物墙体中的理想储能材料,它可增加墙体的蓄热能力,节约建筑能耗。研究了2种以高密度聚乙烯为支撑材料的低温定形相变石蜡在不同石蜡含量下材料的相变潜热、相变温度、均匀性和稳定性,并讨论了石蜡在材料中的最佳含量范围。研究结果证明了石蜡用于相变墙体中的优越性和可行性,为日后实际应用提供依据。     

石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的研究

以膨胀珍珠岩为吸附材料,石蜡为相变储能材料,制备了石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料;运用扩散-渗出圈法确定了膨胀珍珠岩的最佳吸附量为65%（质量分数,下同）;采用DSC及SEM对最佳吸附量的石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的相转变过程及微观结构进行研究。结果表明：膨胀珍珠岩的内部孔隙基本被石蜡完全填充,其自身成为了密实颗粒;复合相变储能材料的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,其相变潜热与对应质量分数下石蜡的相变潜热相当。     

石膏基相变储能材料的性能研究

以石蜡为相变储能材料,膨胀珍珠岩为吸附材料,制备石蜡/膨胀珍珠岩复合相变储能材料。DSC结果表明：复合相变储能材料的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,其相变潜热与对应质量分数下石蜡的相变潜热相当。将复合相变储能材料与石膏复合制备石膏基相变储能材料试样,并对其力学性能、吸水率及控温特性进行测定。试验结果表明：随着复合相变储能材料含量的增加,试样的抗压及抗折强度呈持续下降趋势;试样2h吸水率呈先减小后增大的趋势;试样控温效果显著增强,能有效地将温度控制在适宜范围内。     

聚乙烯/石蜡复合相变材料的制备与性能研究

为有效解决石蜡基相变材料发生相变后的泄漏损失问题,通过高分子载体化技术,将石蜡基相变材料与高密度聚乙烯按比例熔融共混,加入一定量的吸附填料硅藻土和导热填料氧化铝,制备了高密度聚乙烯/石蜡复合相变材料。研究了石蜡相变材料的用量对复合材料性能的影响。结果表明:当石蜡基相变材料的加入量增多时,复合材料力学性能变化不大,质量损失率随相变材料加入量的增加而略有增加,复合材料的质量稳定性较好。当石蜡基相变材料的加入量为聚乙烯的30%时,氧化铝、硅藻土的加入量均为10%时综合性能较好。加入导热填料氧化铝,提高了复合相变材料的导热系数,有效解决了复合相变材料导热能力差的问题;无机填料硅藻土的加入,可以吸附大量的相变石蜡,协同高密度聚乙烯的载体作用,有效解决了复合相变材料发生相变时的泄露问题,提高了相变稳定性。     

用于墙体和地板的相变材料性能

利用差示扫描量热仪研究了分别由48#石蜡和液态石蜡、癸酸和硬脂酸组成的2种二元混合物的相变温度和相变潜热,并选取其中6种试样进行5 000次热循环试验,旨在寻找适合于建筑围护结构中使用的相变储能材料.结果表明:2种二元混合物的相变温度和相变潜热随配制比例的不同发生了较为明显的变化;它们的热稳定性均较好,且脂肪酸混合物的热稳定性优于石蜡混合物.同时给出了适用于被动式相变墙体和主动式相变供暖地板或墙板中使用的相变材料混合物配比.     

石蜡/橡胶粉复合相变保温砂浆的制备与研究

将石蜡/橡胶粉复合相变材料掺入水泥砂浆中制备新型相变保温节能砂浆,探讨了相变砂浆的制备以及相变潜热、相变温度、渗漏性、导热系数等热力学参数。结果表明:复合相变材料中当石蜡的质量为40%时无渗漏现象;复合相变保温材料的相变起始温度为57.807℃,峰值温度为66.797℃,终止温度为73.007℃,整个过程的相变潜热较高,为57.534 J/g;相变砂浆的导热系数为0.35~0.88 W/(m·K)。     

复配石蜡/膨胀珍珠岩相变颗粒的热性能研究

通过固体石蜡与液体石蜡熔融混合复配制成低熔点相变石蜡,其中以固液比1:1制备的相变石蜡熔点为25.1℃,潜热为104.3kJ/kg.500次冷热相变循环后石蜡的热物性仅轻微衰减,热化学稳定性好.利用多孔膨胀珍珠岩吸附熔融石蜡可以制备石蜡,膨胀珍珠岩相变颗粒,其中石蜡:珍珠岩质量比为3.5:1.0的相变颗粒不团聚,石蜡含量最高为77.78%.通过SEM、FT-IR、DSC等表征手段测得:该相变颗粒熔点为25.6℃,潜热为80.3k/Ag,具有优良的热物性;相变颗粒仅仅是石蜡和膨胀珍珠岩的嵌合,可以加入到墙体材料中用于建筑节能.     

相变墙体温度变化的计算机模拟

利用Ansys强大的非线性分析功能,对相变材料的温度变化过程进行了模拟。将石蜡与石膏混合制成复合相变墙体,通过简化复合材料的物理模型,仿真了墙体温度的变化过程。利用相变材料焓值的变化来代替潜热,并分析了相变材料吸热升温的过程。结果表明,在一侧受热的情况下,温度沿厚度方向逐渐升高,但是升高速率缓慢;比较有肋片结构与无肋片结构的墙体结构可得到:肋片状结构有助于相变材料吸热融化,储存潜热,提高吸收效率。     

纳米石墨改性二元石蜡/陶粒复合相变材料制备与热性能研究

工业级高潜热相变石蜡存在高熔点、低导热和易泄漏的问题。为此本文采用熔融共混法和真空吸附法制成熔点为25～50℃的新型二元石蜡/陶粒复合相变材料,并对其进行了纳米石墨的改性研究,采用温度记录仪、DSC、XRD、SEM等手段对相变材料的热物性和微观结构进行测试分析。结果表明：当固体石蜡质量分数为50%,二元石蜡有最低相变温度25.5℃,相变潜热为97.66 J/g,是1种良好的低成本相变储能材料。掺入1%的纳米石墨时,样品的导热性增强,储放热速率加快。当改性二元石蜡与陶粒质量比为3∶7时复合相变材料表现出良好的热稳定性。苯丙乳液+氮化铝对复合相变材料进行二次封装,有效的减少其泄漏,经历了(-10)～60℃500次加热/冷却循环后,样品仍具有良好的传热储热性能,表明纳米石墨改性二元石蜡/陶粒定型效果较好,减少能源消耗,运用到日光温室与建筑领域有很大的意义。     

定形相变墙体传热性能和力学性能的实验研究

利用液体石蜡-46#石蜡、液体石蜡—月桂酸和癸酸—肉豆蔻酸3种相变材料混合物分别与高密度聚乙烯混合制备定形相变材料.通过直接混合法把定形相变材料加入水泥砂浆制备定形相变墙体.实验研究了相变墙体和普通墙体的传热性能和力学性能.实验结果显示:定形相变墙体表面温度和热流均低于普通墙体;热物性不同的相变材料随着墙体中含量的增加...     

脂肪酸/膨胀珍珠岩/石蜡复合相变材料的制备及其在建筑节能中的应用

采用真空吸附法以膨胀珍珠岩为载体吸附脂肪酸相变材料,然后用石蜡包裹制备了脂肪酸/膨胀珍珠岩/石蜡复合相变材料,并将其掺入砂浆中制备了相变砂浆。DSC及SEM分析表明,脂肪酸进入膨胀珍珠岩微孔后其热性能未受影响,且石蜡的包裹效果良好。相变砂浆的分层度和抗压强度均满足GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》的要求。掺入复合相变材料能有效改善砂浆的热性能,温度最高点的延迟时间达24 min,最大降温幅度达4.5℃。     

使用泡沫铜增强相变材料换热性能的实验研究

针对有机相变材料(PCM)导热系数较低的缺点,通过实验研究了添加通孔泡沫铜金属材料增强相变材料导热系数的方法。选择脂肪酸二元低共熔混合物相变材料作为蓄热介质,通过对其进行DSC测试分析,得到其相变温度和相变潜热。对壳管式潜热蓄热系统填充介质为纯PCM与PCM/泡沫铜复合相变材料两种工况下的熔化过程进行对比实验研究。实验数据表明,与纯PCM蓄热系统相比,添加泡沫铜的蓄热系统换热性能得到增强,整个蓄热器内PCM达到相变温度的时间仅为纯PCM系统的22.5%。     

非理想相变控温材料防治混凝土温度裂缝

提出相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝新的技术途径,在混凝土浇筑过程中将相变材料掺入使之与混凝土结构一体化,利用相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场,从而机敏控制温度应力防止混凝土温度裂缝的形成,并探讨了相变材料的品种、相变温度范围的选用原则.     

Preparation and properties of gypsum-based heat storage and preservation material

The paraffin/expanded perlite shape-stabilized phase change material (PCM) was prepared by absorbing paraffin into pores of expanded perlite with vacuum adsorption method (VA method). The gypsum-based heat storage and preservation material was prepared by mixing the prepared paraffin/expanded perlite shape-stabilized PCM and gypsum. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the influence of the VA method and free adsorption method (FA method) on the microstructure of the paraffin/expanded perlite PCM. Differential scanning calorimetry (DSC) and exudation experiment were used to test the thermal property and shape-stability of the paraffin/expanded perlite PCM, respectively. The thermal conductivity, bending strength and compressive strength were also tested. The results showed that paraffin was uniformly distributed in pores of expanded perlite in the paraffin/expanded perlite PCM prepared with the VA method. The paraffin/expanded perlite PCM had satisfied shape-stability. The thermal conductivity of gypsum was decreased by addition of the paraffin/expanded perlite PCM. The adsorption amount of paraffin had little effect on the bending strength and compressive strength of the gypsum-based heat storage and preservation material.     

石蜡相变控温混凝土热性能研究

提出了相变控温材料机敏控制大体积混凝土温度裂缝的技术途径,测试了石蜡相变控温混凝土的控温效果及石蜡相变控温砂浆的导热系数,利用差示扫描量热仪研究了石蜡相变控温砂浆的热性能.结果表明:石蜡相变控温混凝土控温效果明显,可降低大体积混凝土内部升温速率和降温速率;石蜡掺入砂浆后,相变控温砂浆与石蜡相比导热性能明显提高,与普通砂浆相比导热系数略有降低;石蜡掺入砂浆后对相变潜热和相变控温范围无明显影响.     

石蜡／膨胀珍珠岩复合相变材料的制备

利用真空吸附法制备了石蜡／膨胀珍珠岩复合相变材料,此相变材料经过差示扫描量热仪、扫描电镜和扩散-渗出圈法测试,结果显示此相变材料具有调温功能,石蜡被吸附到膨胀珍珠岩孔道中并且分布均匀,性能稳定,可以应用到建筑材料中。     

相变通风屋顶的供热节能优化设计研究

提出太阳能相变屋顶系统(主要由太阳能空气集热系统、相变通风屋顶组成),将两种相变材料(PCM1、PCM2,PCM1用于供冷期蓄冷,相变温度在35℃左右。PCM2用于供暖期蓄热,相变温度在18℃左右)及风道(预制在钢筋混凝土板内,供冷期利用夜间低温空气冷却屋顶与PCM1,供暖期利用太阳能空气集热器出口热空气加热屋顶与PCM2)预制在屋顶内,形成相变通风屋顶(由上至下的基本结构为保护层、防水层、找坡层、保温层、找平层、PCM1、钢筋混凝土板),实现供冷期夜间蓄冷日间吸热、供暖期日间蓄热夜间放热。针对供暖工况,采用模拟方法,结合评价指标,对相变通风屋顶中相变材料(由于供暖工况PCM1不发生相变,因此研究对象为相变材料PCM2)的相变温度、结构(即相变材料位置)、相变材料厚度进行优化选取。A型相变通风屋顶将PCM2设置在PCM1与钢筋混凝土板之间,B型相变通风屋顶将PCM2设置在钢筋混凝土板下面,C型相变通风屋顶将PCM2设置在预制风道外圈。PCM2的最佳相变温度为18~20℃,最优结构为B型相变通风屋顶,PCM2最佳厚度为30 mm。与无相变通风屋顶(将B型相变通风屋顶中的30 mm厚PCM2相变材料替换成相同厚度的水泥砂浆,保留预制风道,其他各层材料及厚度均保持不变)相比,最佳相变通风屋顶(PCM2相变温度为18~20℃、厚度为30 mm的B型相变通风屋顶)的各项评价指标均更优。     

相变微胶囊/加气混凝土复合材料的热工性能

通过免蒸压法制备加气混凝土(AC),并在制备过程中加入以RT25石蜡为相变材料的相变微胶囊(MPCMs),得到相变微胶囊/加气混凝土复合材料(以下简称复合材料).在17、40℃下测试复合材料的导热系数和比定压热容,研究了这些参数与相变微胶囊掺量的关系,同时计算出复合材料的蓄热系数,据此评价了其蓄热性能.结果表明:随着相变微胶囊掺量的增加,复合材料的导热系数和比定压热容均呈现先增加后降低的趋势;当相变微胶囊掺量为1.0%时,复合材料具有最好的蓄热性能,较不掺相变微胶囊的对照组增强74%,蓄热系数可达3.35W/(m^2·K).     

用于回收空调冷凝热的复合相变蓄热器

本文主要介绍一种复合相变蓄热器的工作原理和结构形式,提出了应用中所存在的问题。利用相变材料放出潜热提高供水温度,在不需用热水时,压缩机不必停机从而加热融化相变材料以储存热量。采用相变材料回收空调冷凝热,既具有节能又具有环保的特点。