固-液转化形相变蓄冷材料的研究进展

综述了近年来潜热储能系统中无机相变蓄冷材料、有机相变蓄冷材料和有机-无机复合相变蓄冷材料的发展现状,分析了这三种材料各自的特点,给出了一些应用实例。最后介绍了单一有机物和多元复配有机物的相变温度及相变潜热数据,并对相变蓄冷材料的发展前景进行了预测。     

癸酸-正辛酸低温相变材料的制备和循环性能

本文研制了一种用于相变温度在0~5℃的冷藏运输系统的二元有机复合相变蓄冷材料。该材料由癸酸和辛酸按比例混合经超声波振荡后制得,质量配比为30∶70。通过步冷曲线法测定了不同质量配比的癸酸-正辛酸溶液的相变温度,利用相图确定了二元低共熔共晶点,此时的质量配比为30∶70。经差示扫描量热仪(DSC)测得共晶溶液的相变温度为1.5℃,相变潜热为120.6 J/g。癸酸-正辛酸共晶混合物经过30次、60次结晶与熔化循环后,相变温度、相变潜热均未发生明显变化。测试结果表明,该相变蓄冷材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和良好的循环热稳定性,在蓄冷系统尤其是冷藏运输系统中有着很大的应用潜力。     

复合相变蓄冷剂性能研究

研制了一种适用于食品冷链运输的复合相变蓄冷剂。通过差示扫描量热仪(DSC)对硝酸钾、碳酸钠的筛选,确定了以相变潜热较高的硝酸钾水溶液为基础,再与甘露醇、乳酸钙进行复配,最终确定蓄冷剂方案为硝酸钾和乳酸钙复配,并通过添加羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,使其保持溶胶态降低了流动性。获得蓄冷剂最优配方为:3%(wt,质量分数,下同)硝酸钾,1%乳酸钙,3%CMC,其余为水。该相变蓄冷剂的相变潜热为308.2J/g,起始融化温度(Onset温度)为-3.79℃。往复融冻实验表明,该蓄冷剂具有较好的稳定性,无明显的过冷及相分离,能长期反复使用,可应用于食品冷链运输领域。     

果蔬保温包装中蓄冷剂的实验研究

目的针对果蔬储运的控温需求,研制一种复合相变蓄冷剂。方法以甘露醇水溶液为基础,通过添加碳酸钠和羧甲基纤维素钠(CMC)进行蓄冷剂的制备,利用差示扫描量热仪(DSC)、凝固曲线和融化曲线法对蓄冷剂的热物性和长期循环性能进行分析测试,最后筛选出最优方案。结果测得最终蓄冷剂为质量分数5%的甘露醇、质量分数2%的碳酸钠、质量分数3%的羧甲基纤维素钠,其余为水,onset温度(起始融化温度)为-4.5℃,相变潜热为292.5 k J/kg,往复融冻实验表明,该蓄冷剂具有较好的稳定性,无明显的过冷及相分离。结论该蓄冷剂潜热较高,稳定性能较好,能长期反复使用,可应用于果蔬控温储运领域。     

医药冷链物流用相变材料的研制

为研制相变温度在2~8℃的用于医药冷链物流系统的二元有机复合相变蓄冷材料,通过步冷曲线试验和DSC试验,对比十二醇(LA)-辛酸(CA)、十二醇(LA)-癸酸(DA)和十二醇(LA)-壬酸(NA)这3种不同质量配比的二元有机溶液的特性,发现十二醇-辛酸二元有机溶液质量比分数为40:60时,相变温度为2.08℃,相变潜热为224.5 J/g。经热常数分析仪测试,此二元有机溶液导热系数为0.3 W/(m·K)。试验结果表明,该复合相变蓄冷材料具有合适的相变温度和较高的相变潜热,因此在医药冷链物流系统中具有广泛的应用价值。     

冷链物流中二元有机相变储能材料的制备与热物性能

有机相变储能材料相变潜热高、化学性质稳定、无过冷度和相分离现象。通过对正癸酸、月桂酸甲酯、正癸醇、月桂酸及十四烷进行热力学分析并进行两两复配,得到正癸酸-月桂酸甲酯(摩尔比为30∶70)、正癸酸-正癸醇(摩尔比为36∶64)及月桂酸-十四烷(摩尔比为21∶79)三种二元有机复配物,其相变温度均在0～5℃且相变焓较高。利用聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)凝胶对二元有机复配物分别吸附,得到一类适用于果品保质包装与物流技术的相变储能材料;并在凝胶制备过程中加入聚乙二醇1000 (PEG1000)致孔剂,可有效提高凝胶在二元有机复配物的溶胀度。结果表明,PNIPAM-40%PEG1000/正癸酸-月桂酸甲酯相变储能材料的相变温度为3.2℃,相变潜热为188.10 J/g;PNIPAM-40%PEG1000/正癸酸-正癸醇相变储能材料的相变温度为1.2℃,相变潜热为177.74 J/g;PNIPAM-40%PEG1000/月桂酸-十四烷相变储能材料的相变温度为4.2℃,相变潜热为206.17 J/g。     

四丁基溴化铵相变蓄冷材料热物性实验研究

通过实验对四丁基溴化铵(TBAB)溶液的蓄冷结晶过程进行了测试,结果表明TBAB溶液的凝固温度随其浓度的改变而改变,在25%~45%的浓度范围内,其凝固温度位于5.8~9.3℃范围内.选取相变温度适宜、相变过程稳定、浓度为40%的TBAB溶液,向其添加硼砂成核剂,测试其相变温度和相变潜热,测试结果表明质量浓度为2%的硼砂在不影响TBAB溶液凝固温度的情况下可以降低其结晶过冷度2.4℃.采用示差扫描量热仪(DSC)测试TBAB溶液的熔解潜热为187.030kJ/kg.因此TBAB溶液是一种高效的空调蓄冷材料.     

蓄冷槽蓄冷及释冷特性实验研究

通过实验研究了蓄冷系统的蓄冷及释冷特性。以水和硼砂水溶液作蓄冷介质的蓄冷系统为对象,分别讨论了蓄冷槽温度变化、系统COP变化以及载冷剂温度变化等一系列参数。通过实验分析得到：一定质量分数的硼砂溶液较水更有利于蓄冷系统的蓄冷和释冷。     

蓄冷槽蓄冷及释冷特性实验分析

本文通过实验研究了蓄冷系统的蓄冷及融冰特性。以水和硼砂水溶液做载冷剂的蓄冷系统为对象,分别讨论了其蓄冷槽温度变化、系统COP变化以及载冷剂温度变化等一系列参数。通过实验分析得到：一定质量分数的硼砂溶液较水更有利于蓄冷系统的蓄冷和释冷。     

低温复合相变材料正辛酸-癸酸的制备及性能分析

将正辛酸(OA)与癸酸(CA)按比例混合制备二元复合相变材料OA-CA,用于相变温度2～8℃的医药冷藏运输系统中。首先通过理论计算预测了二元混合物的共晶点,确定它的共晶点比例、相变温度及潜热值,然后围绕共晶点比例配制6种不同比例的混合物。结果表明:OA-CA的过冷度为0.4℃、共晶点质量比为71∶29、相变温度为1.7℃、相变潜热为122.1J/g、热导率为0.3231W/(m·K)。对OA-CA低温复合相变材料进行100次循环蓄放冷实验,发现其相变温度、潜热值、热导率均未发生明显变化。