定形相变材料蓄热地板电采暖热性能实验研究

为减小污染和电网峰谷差,提出了一种利用定形相变材料（PCM）蓄存夜间廉价电热的地板电采暖系统,研究了此定形PCM的热性能,搭建了应用此采暖系统的实验房间,测量了系统和室内空气的温度变化,分析了此采暖方式的使用效果。结果表明,此系统的热性能较好,白天的电热负荷转移到了夜间低谷电价时段,在实行峰谷电价的地区,可以节省电费,同时使室内温度分布均匀,是一种节能舒适的采暖方式。     

地板辐射采暖相变蓄热材料及系统形式的研究

随着人们生活水平的提高,人们对冬季室内环境的舒适性也要求越来越高。相对于传统的采暖模式,地板辐射采暖逐渐以其舒适性和安全性为大家所接受。本文主要讨论了地暖的系统形式、相变蓄热材料以及管道的铺设方式等。     

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。     

冷凝排热-相变蓄热热回收空调系统的实验研究

利用相变蓄热材料的相变过程将空调系统冷凝热回收并制取热水，解决空调系统运行时段与热水使用时段的时间差以及生活热水的用量与冷凝热量之间的不一致。针对冷凝排热相变蓄热热回收空调系统制备生活热水进行试验研究。实验结果表明，通过选择合适的相变蓄热材料，该系统试验工况下制取的热水达到了预期温度35～40℃，可满足洗浴用生活热水的温度要求；如需更高温度的热水，可在热水管路上设置辅助加热器加热，以满足要求。     

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。     

泡沫铝-石蜡复合相变材料的蓄放热性能研究

采用渗流法制备的泡沫铝制作了泡沫铝-石蜡复合相变材料,对其蓄、放热性能进行了研究。结果表明:(1)复合相变材料与水的体积比为1:4、泡沫铝骨架孔隙率分别为54.81%、60.52%、64.37%、69.74%时,复合相变材料从24℃升高到66℃所需的时间分别为190s、305s、380s、395s;66℃的复合相变材料放入24℃的水中,放热时间分别为270s、355s、540s、600s,水温升高值分别为8.2℃、8.7℃、9.4℃、10.1℃;(2)对比泡沫铝骨架孔隙率60.52%的复合相变材料、泡沫铝和石蜡的蓄、放热过程,其蓄、放热时间分别为305s、60s、870s和355s、30s、1470s;(3)泡沫铝骨架孔隙率为69.74%-54.81%的复合相变材料,其理论等效导热系数在61.16 W·m-1·k-1-91.40W·m-1·k-1之间。     

环形相变单元的蓄热装置设计及运行特性

通过对圆柱和圆环相变单元进行蓄放热性能实验,发现环形结构可有效降低蓄放热时间,提高相变材料蓄放热速率。采用环形相变蓄热单元,设计了一种新型相变蓄热装置,搭建了相变蓄热实验系统,对蓄热装置运行特性进行了分析。结果表明:蓄热工况下,增加换热流体流量,提高换热流体温度,可明显提高蓄热速率;放热工况下,增加换热流体流量可加快蓄热装置的热释放速率,但流量过大相变潜热无法及时释放,在冷水补水流量为4 L/min时,可多提供约44 L温度高于40℃的热水。根据实际生活用水,对间隔用水分别为5 min和10 min两种工况进行了放热实验,同样可以满足用水需求。     

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。     

复合相变蓄热材料研究进展

相变材料是目前热门的功能材料,在储存和释放能量的过程中,温度保持不变或稳定在一定的温度区间内,使得相变材料不仅能实现热量储存且具有温度调控功能。复合相变材料由于具有多种单一材料的性质而成为研究热点,并广泛应用在建筑节能、电子器件热管理等方面。本文分类归纳了相变材料的特征,并根据化学成分不同将复合相变蓄热材料分为有机-有机、无机-无机和有机-无机三大类,结合研究现状分类梳理了不同类型复合相变蓄热材料的优缺点,并对其蓄热特性进行归纳对比。总结了复合相变蓄热材料的应用现状,结合能源应用现状和环境情况进一步分析了今后的研究和发展方向,认为未来的复合相变材料应该是高效蓄热、灵敏准确、价格低廉、环保可降解的新型复合相变材料。     

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。     

具有多孔基体复合相变储能材料研究

本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料，通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成，通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中，用示差扫描量热仪(DSC)来测定储能材料的融点、融解热，用热重分析仪(TGA)测定其热稳定性，并用扫描电镜(SEM)观测了该储能材料的微相结构。测试结果表明该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性，可被应用于储能和热能回收系统中。     

定形相变储能建筑材料的制备与热性能研究

采用真空浸渗的方法,将棕榈酸和十六醇的低共熔物(PA-HD)与膨胀珍珠岩(EP)结合,制备一种新型定形相变材料(PA-HD/EP).环境扫描电子显微镜测试显示相变材料PA-HD进入到珍珠岩的孔道结构中.棕榈酸和十六醇的低共熔物在膨胀珍珠岩的最佳浸渗量为58.0%(质量分数,下同),在此浸渗量下,即使是没有进行包覆,PA-HD也不会在发生相变时从EP中渗漏.差示扫描量热仪测试获得PA-HD/EP的熔点为41.49℃,相变焓值为122.9J/g.通过在PA-HD/EP中添加10%石墨,改善材料的导热性能.该复合相变材料可以很好地与普通建筑材料进行结合,进一步制备成具有温度调节功能的建筑材料.     

基于板式冰蓄冷的冷藏库恒温特性的实验研究

冷库中增加蓄冷系统可以起到稳定库内温度、延长保鲜时间的效果,与峰谷电价结合,还可以实现良好的经济性。利用保温箱模拟冷库,在保温箱安放相变蓄冷板,板内充注水作为蓄冷液,所用蓄冷液体积与保温箱的容积比为1:30。通过测试分析蓄冷保温箱内的保温效果、空间温度分布及传热温差,验证了内部采用蓄冷板系统的冷库,在电价高峰期的8小时之内,温度波动小于0.6℃,库内各点最大温差为1.1℃,能够达到货物保存的要求及节能的效果,为冰蓄冷技术在冷库系统中的应用奠定理论和实验基础。     

石墨/石蜡复合相变储热材料的热性能研究

膨胀石墨(EG)在超声作用下解离成微米级石墨片层(MSGF),并加入到石蜡基体中制备得到石墨/石蜡复合相变储热材料,并对复合相变材料的结构和热性能进行表征。实验结果表明,该石墨/石蜡复合相变储热材料储热速率加快,化学性质稳定。随MSGF质量分数的增加,固态及液态复合材料的导热系数均呈非线性显著增长,相变温度及相变潜热略有降低。     

蓄冷材料相变温度与相变潜热的实验研究

本文阐述了自行研制的蓄冷材料相变温度与相变潜热实验装置的特点 ,并在该实验装置上测试了蓄冷材料的相变温度和相变潜热 ,获得了较准确的结果。该方法简单易行 ,可用于工程上测量相变蓄冷材料的热物性     

一种新型复合相变材料导热性能的实验研究

针对相变材料在实际应用过程中交替存在升温液化和降温固化的复杂传热过程,采用JW-Ⅲ建筑材料热流计式导热仪,分别对升温和降温过程中处于固态、混合态、液态的新型复合相变材料导热性能进行了测试和分析。研究结果表明,复合相变材料在加热和冷却过程中的导热系数随温度的变化存在明显的规律性差异,导热系数在混合态时差值达到20%;升温过程中,复合相变材料在混合态和液态时的导热系数值相差不大,但与固态时相比有明显减小;降温过程中,在液-固相变的过程中导热系数随温度减小而增大,有利于加速相变材料的固化。     

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:PCM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。