相变材料在建筑节能中的研究进展

对相变材料进行了分类,总结了建筑用相变材料的特性,并概括了相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的应用以及相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的散热、储热、蓄冷性能。综述了相变材料在建筑节能中的研究进展,说明了相变材料的研究以及在建筑节能领域中的应用具有重要意义,最后对相变材料在未来建筑节能中的应用及研究方向进行了展望,为相变材料在建筑节能方面的研究及应用提供参考。     

储热技术现状及相变储热材料的研究进展

储热材料研究是当今世界研究的热点。本文介绍了近几年显热储热材料、相变储热材料以及化学储热材料的材料体系及性能特点。对各种储热材料的组成、特点、制备工艺和存在的问题进行了讨论。分析表明相变储热具有循环温度恒定、相对较高的储能密度、易控且安全等优点，此外，还针对相变材料的分类及应用研究进行了综述。     

多孔纳米基复合相变材料在建筑节能中的应用进展

近年来相变材料的开发和应用受到广泛的关注,研究表明,纳米和多孔基复合相变材料可以显著提高材料热导率和热稳定性,同时可以有效防止相变材料在熔融和凝固过程中发生的泄漏问题。本文主要介绍了建筑领域的纳米和多孔基复合相变材料的选择和制备、材料的表征及热物性测量研究,简述了掺入复合相变材料的砂浆、石膏板、混凝土和砖块的热性能情况,通过实验和数值模拟分析了建筑系统中的复合相变材料的应用情况,对采用了储热相变材料的建筑系统进行成本分析和节能研究。最后说明应根据地区气候和使用需求选择不同相变点和热导率的相变材料,添加相变墙体可提高热舒适性,并有效减少能耗。同时指出如何将相变墙体更好地与主动式技术结合,以及探究降低相变墙体的可回收年限和长时间使用相变墙体后的热性能是今后的主要研究方向。     

相变储热材料研究进展

对储热特别是相变储热材料的研究进展进行了综述.根据不同相变温度对相变储热材料进行分类,重点介绍了目前广泛应用的相变储热材料的重要性能、制备方法、应用及存在的问题,并对相变储热材料的下一步研究进行了展望,提出将相变材料的研究与相变储热换热器和热管理理念相结合是发展高效储能系统的主流发展方向.     

石蜡基相变材料在储热材料中应用的研究进展

储热技术作为热能二次使用成为节约能源的一种新方式,储能技术种类繁多,相变储热技术是其中一种简单、高效的储热方式。相变储热技术是利用相变材料发生相变时吸收或释放的潜热进行热量储存,并且在换热过程中,系统温度近似恒定。作为相变储热技术的核心部分,相变储能材料在热能储存技术领域的应用越来越受到重视。介绍了储热技术的分类及各种储热技术的优缺点,综述了石蜡基复合相变材料的分类及在储热领域的应用研究现状,并对其应用中存在的问题进行总结,最后对石蜡基相变材料的研究方向进行了展望。     

赤藓糖醇相变储热材料研究进展

赤藓糖醇具有较高的相变焓、无毒以及优异的热稳定性，作为综合性能较好的中温相变储能材料被广泛研究。但是，赤藓糖醇在相变过程中存在易泄漏、过冷度大以及导热性能较差的缺点，导致其热能的利用效率不高，极大地限制了其作为储热材料的应用。本文综述了近年来在解决赤藓糖醇相变储热材料易泄漏、过冷度高和热导率低等问题的研究进展。赤藓糖醇定型复合相变储热材料的制备方法主要有共混压制法、静电纺丝法、微胶囊法及多孔材料吸附法等，可根据不同制备方法采取相应复合策略以达到对其封装定型、降低过冷度和提高热导率的目的。最后认为未来对赤藓糖醇复合相变储热材料的研究除了解决其本身存在的热性能问题，还需对其进行功能化，以拓展其应用前景。     

相变储热技术研究进展

相变储热技术是储能技术的主要方向之一,在太阳能、风能发电、工业余热回收利用、分布式能源系统等领域具有广泛应用。本文通过梳理总结近年来国内外关于相变储热技术的研究成果,对相变材料进行分类并对其性质、优缺点、适用范围等进行了详细介绍。本文针对相变材料在实际使用中存在的泄漏、腐蚀、过冷、传热性能差等缺陷,重点介绍了复合相变储热技术及传热性能强化技术。指出当前相变储热技术存在的不足并对相变储热技术的未来发展方向进行了展望,可靠的复合相变技术、高效的传热强化技术、提高储热材料高温及循环稳定性等方面应是未来的主要研究方向。该综述研究对相变储热技术的进一步研究和开发具有重要参考价值。     

改善有机储热材料传热性能的研究进展及应用

相变储热是提高能源利用效率和保护环境的重要技术,而常用的有机相变储热材料导热系数低,从而影响了整个系统的能效.对近年来围内外在提高相变材料传热性能方面的研究进行了归纳,分析了4种主要的强化方法:相变材料吸附到多孔基质中、胶囊化技术、添加微米/毫米级粒子以及添加纳米粒子.介绍了作者在提高石蜡传热性能方面的初步研究成果,并对储热材料在开发新能源、提高能源利用率以及保温3个方面的应用进行了评述.     

相变储热技术的研究现状及应用

相变储热具有储能密度高和储热期间温度变化小等优点成为目前研究的热点。简述了相变材料的类型、性能特点以及选取要求。针对相变材料低导热系数导致的储热系统蓄/放热速率较慢的问题,从提高导热系数、拓展传热面积、提高传热均匀性、系统热力学分析和添加热管五个方面对相变材料强化传热方法进行综述,可为设计者在PCM选择以及匹配强化传热方法时提供参考。最后,回顾了相变储热技术在不同领域的应用。     

二维蒙脱石纳米片对石蜡的包覆封装及其储热调温性能EI北大核心CSCD

相变储能材料应用于建筑保温领域,以实现温度峰值荷载转移、降低建筑能耗的目的。制备了高度分散的二维蒙脱石纳米片,利用其孔(空)腔表面吸附作用包覆封装储能材料-石蜡形成了薄壳结构。研究了石蜡浓度和十六烷基三甲基溴化铵浓度等对蒙脱石纳米片及其包覆封装效果的影响规律。分析了相变储能复合材料的热存储性能。将相变储能复合材料应用到建筑保温板中,通过对相变储能保温板的力学性能和储热调温性能的测试,表明二维蒙脱石纳米片/石蜡复合相变材料能够在保持保温板力学性能的同时,有效提升其热阻,并能延迟峰值温度的出现,提升了室内居住环境的舒适性。这对新型建筑节能材料的研发和应用具有重要的理论和实践意义。     

(准)共晶系相变储能材料的研究进展

节能技术的发展是当今非常现实的问题,这些技术的发展方向之一是各行业的热能储存。相变储能材料由于其较大的潜热和恒温性,被广泛应用于潜热储能系统和热管理系统中。然而,单一相变材料的相变温度和潜热比较固定,难以同时满足多种储能应用对各种潜热、相变温度等性质的要求。因此,人们开展了关于二元或多元共晶相变体系的研究。本文介绍了近年来国内外（准）共晶相变储能材料及其复合材料的研究进展,探讨了（准）共晶相变储能材料的理论设计机理,指出了（准）共晶相变储能材料存在的不同问题并提出建议,最后指出了（准）共晶系相变储能材料在实际应用领域的局限,提出未来在寻找新型相变储能材料,建立传热理论模型,对（准）共晶系复合相变储能材料的力学性能、耐老化性能、储能密度低和高温条件下的耐久性差等方面需要进一步探索。     

中温相变蓄热系统强化传热方法研究进展

中温相变蓄热系统在太阳能热利用、余热回收等领域有广泛的研究与应用前景,但相变材料较低的热导率严重削弱了相变蓄热系统的热响应速率和蓄放热效率。针对这一问题,本文从提高传热系数、拓展传热面积、增大平均温差3个方面对近年来中温相变蓄热系统强化传热方法进行了综述。通过分析可以看出,通过导热增强填料对相变材料进行改性时,应注意填料对导热和对流的共同作用,综合考虑填料对热导率、蓄放热时间等性能的影响;直接式相变蓄热系统重量轻,传热效率高,适合应用在移动式相变蓄热车中;梯级相变蓄热系统符合能量梯级利用理念,蓄放热效率高。在未来研究中,对导热增强填料的进一步改性、直接式相变蓄热系统、梯级相变蓄热系统及多种技术协同强化传热的作用机理和强化传热效果还有重要研究潜力与价值。     

石膏基相变储能构件的数值模拟分析

以石蜡为相变储能材料,石膏为基础材料,制备不同配比的石膏基-石蜡相变储能构件并利用现有热工测试方法进行了热工性能测试。将测试数据代入经验证过的相变模型模拟了北京地区被动式建筑中相变构件的应用效果,并对结果进行了优化处理。结果表明：随着石蜡含量的增大,相变构件的热导率随之减小;制备的四种配比中PCM质量分数为33%的相变构件在北京地区被动式建筑中应用效果最好,在过渡季中较传统建筑可节能10%;增大构件的热导率与提高墙体表面对流传热系数均可提高室内舒适度与节能效果,且对流传热系数的影响程度更大。     

相变控温调湿建筑复合材料的研究进展

相变控温调湿复合材料是近来开发的新型建筑材料,由于这种材料具有发生相变时,自动吸收或者释放热量和湿气,调节室内环境空气的温度和相对湿度的特殊性能,因此,控温调湿材料的开发和在建筑中的应用研究,已经成为国内外建筑和材料领域的研究热点。相变控温调湿复合材料应用在建筑中,可以保持室内舒适的温度和湿度,不仅有利于提高人们的工作效率和身体健康,而且节约能源、减少二氧化碳排放,保护环境。综述了各种控温调湿材料的制备技术以及主要的热湿性能,总结了控温调湿材料的热湿理论模型,概述了控温调湿材料在建筑中的应用成效,提出了未来发展中需要解决的主要问题。对国内外控温调湿相变材料的全面综述和分析将为我国的建筑和材料领域的设计和研究人员提出新的思考。     

Experimental Investigation of Performances of Microcapsule Phase Change Material for Thermal Energy Storage

Performances of microcapsule phase change material (MPCM) for thermal energy storage are investigated. The MPCM for thermal energy storage is prepared by a complex coacervation method with gelatin and acacia as wall materials and paraffin as core material in an emulsion system. A scanning electron microscope (SEM) was used to study the microstructure of the MPCM. In thermal analysis, a differential scanning calorimeter (DSC) was employed to determine the melting temperature, melting latent heat, solidification temperature, and solidification latent heat of the MPCM for thermal energy storage. The SEM micrograph indicates that the MPCM has been successfully synthesized and that the particle size of the MPCM is about 81 μm. The DSC output results show that the melting temperature of the MPCM is 52.05 °C, the melting latent heat is 141.03 kJ/kg, the solidification temperature is 59.68 °C, and the solidification latent heat is 121.59 kJ/kg. The results prove that the MPCM for thermal energy storage has a larger phase change latent heat and suitable phase change temperature, so it can be considered as an efficient thermal energy storage material for heat utilizing systems.     

相变储热的传热强化技术研究进展

相变储热技术具有储热密度大、相变温度稳定以及过程容易控制等优点,具有广泛应用前景。相变储热技术在应用中需完成热能的储存与释放过程,其传热特性直接决定应用效果。储热技术的传热强化主要包括三个方面：一是相变材料本身的导热强化;二是潜热型功能热流体的对流传热强化;三是储热器的传热强化。本文综述了国内外在相变储热技术的传热强化研究方面的进展,主要介绍了膨胀石墨、泡沫金属等复合相变材料的导热强化,相变微胶囊及相变微、纳米乳液潜热型功能热流体传热强化以及管壳式储热器、板式储热器、螺旋盘管储热器等储热器的传热强化。文章指出,膨胀石墨基复合相变材料具有高热导率、大储热密度以及良好的定型特性,且价格低廉,极具应用前景。纳米乳液功能热流体具有表观比热容大、流阻较小等优势,但存在稳定性较差、过冷度大等问题。板式储热器具有较大的传热面积、较高的传热功率,适宜应用于相变材料传热系统。但应用背景不同,针对不同场景提供不同储热器的选型及指导值得作进一步的研究。     

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%左右,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基复合相变储能材料的研究进展,根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料,介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理,以及影响石膏基相变储能材料的因素。最后,展望了石膏基相变储能材料的研究方向。     

基于多孔支撑体的形状稳定复合相变储能材料的研究进展

固-液相变材料（PCMs）是热能储存（TES）技术发展的关键因素,然而一些固有的问题如泄漏和热导率低等严重制约了相变材料的性能。因此,选择合适的方法构建形状稳定的复合相变材料（FSCPCMs）,并有效地提高其热导率是实现相变材料实用化的重要前提。多孔载体封装相变材料为构建具有高储能密度和优异热传输性能的定形复合相变材料提供了一条有效的途径。本文对不同FSCPCMs的制备、结构热学性能、应用等方面进行了综述,详细总结和讨论了孔径和几何形状、表面改性、作用力、组成等因素对FSCPCMs相变行为的影响。重点介绍了具有高热导率、高负载率和高潜热的新型多孔复合相变材料的设计和应用。最后,基于理论、数值和实验方法,展望了FSCPCMs在约束结构中的相变和多尺度传热方面未来的研究方向及其在能源转换方面的商业化应用。     

新型建筑用二元复合定型相变材料的制备及性能评价

针对建筑节能领域,提出了一种由十二醇（LA,C₁₂H₂₆O）和硬脂酸（SA,C₁₈H₃₆O₂）组成的具有适宜相变温区且相变潜热较高的二元相变材料LA-SA,并以膨胀珍珠岩和陶粒为多孔吸附材料制备出复合定型相变材料,探究了不同吸附材料对于定型相变材料热物性的影响。二元相变材料LA-SA的最优配比为质量分数82%十二醇+18%硬脂酸,其熔融相变温度为21.3℃,相变潜热为205.9 kJ/kg,且热稳定性能良好。以膨胀珍珠岩和陶粒为吸附材料,通过真空吸附法制备出了两种建筑用定型相变材料,并对其进行了SEM、FTIR、TG及DSC性能表征,结果表明：LA-SA与两种吸附材料的复合过程仅为物理吸附且复合良好,吸附后的定型相变材料的相变潜热有一定的降低;相比于陶粒,膨胀珍珠岩对相变材料的吸附率较高,且对相变材料热性能影响较小;LA-SA/膨胀珍珠岩熔融相变温度为22.7℃,相变潜热为165.3 kJ/kg,可应用于建筑节能材料的制备。     

Cu含量对Al-Cu-Si合金相变储热性能的影响

Al-Cu-Si基相变材料具有成本低、相变潜热高、抗氧化性能高等优势,是最具潜力的太阳能储存材料之一。而Cu含量对其储热性能特别是体积潜热有重要影响,但相关研究未见报道。通过差示扫描量热仪和激光热导分析仪研究了Al-Cu-Si合金的相变温度、质量潜热和体积潜热随Cu含量变化的关系,以及比热容、热扩散率和热导率等随温度变化的关系。研究结果表明,在Cu含量35%～55%时,Al-Cu-Si合金相变温度为512.5～604.2℃,质量潜热为354.4～458.1 J·g^-1,体积潜热为1524.1～1763.8 J·cm^-3。质量潜热和体积潜热均随着Cu含量的增加呈现出"双峰型"的变化趋势,Cu含量42%时质量潜热最大,为458.1 J·g^-1;Cu含量48%时体积潜热最大,为1763.8 J·cm^-3。Al-Cu-Si合金的热导率随着Cu含量的增加而降低,且在500℃时Al-Cu-Si合金的热导率为91.4～137.5 W·m^-1·K^-1。综合研究表明,Al-...