含碳二元系相变储热材料储热性能分析选择北大核心CSCD

相变储热技术与聚光太阳能发电技术相结合可以提高太阳能的利用率,减缓化石燃料燃烧带来的环境压力。本文通过分析相变储热材料的选择标准,对筛选出具有研究价值的含碳二元系相变储热材料的性能特别是热物理性能进行分析。研究发现,硅、硼、铝、铬、铁单质材料与碳元素形成的二元化合物或固溶体具有较高的熔点,形成的含碳二元系相变储热材料在高温相变储热领域应用前景广阔。在含碳二元系相变储热材料中,Fe-C二元合金可满足高温相变储热系统1100~1500℃的相变储热要求,当合金为含碳4.3%的Fe-C共晶成分时,Fe-C二元合金的相变潜热理论值为611 kJ/kg,热导率约为(40±16)W/(m·K),相变温度为1148℃,具有相对其他合金成分更为优异的综合储热性能可用于聚光太阳能热发电系统储热。     

中温太阳能空气集热器应用研究

选用真空管空气集热器、采用相变储热、组成直接式中温热风系统,探索利用太阳能为工业用户提供中低温热空气,作为干燥、烘干、养护等热过程的热源。利用改性乙酰胺作为相变材料进行储热,相变温度为77.9~82.5℃、潜热为240 k J/kg。系统热风温度可达到220℃;实现了稳定的太阳能热风供热系统,可以为末端提供较为稳定的热源。     

相变储热微胶囊储热调温效果的研究

采用原位聚合法用蜜胺树脂包覆了一种相变点为24℃，相变热为225．5J／g的有机复合相变材料，并对所制备的相变储热微胶囊的储热调温效果进行了评价。采用扫描电镜对微胶囊表面形态进行了观察；采用示差扫描量热仪对微胶囊的相变点和相变热进行了测定；绘制了微胶囊的步冷曲线。实验结果表明：微胶囊呈球形，粒径分布均匀，平均粒径为5—6μm；表面光洁且致密；相变储热微胶囊基本上不影响相变材料的相变点和相变热；相变微胶囊节能效果实验表明，相变材料的贮能过程具有可逆性和连续性，节能效果达到15．6％。初步证明相变储热微胶囊具有很好的储热调温效果。     

应用于太阳能热发电站的高岭土基相变储热材料的制备

由于高岭土具有优异的吸附性和包覆性,文章以高岭土为载体,硬脂酸钠为相变材料,制备出一种新型的高岭土/硬脂酸钠相变储热材料,并利用XRD,SEM,FTIR和DSC现代测试技术对该相变储热材料的结构和各项性能进行研究。分析结果表明:高岭土和硬脂酸钠之间存在吸附关系,二者未发生化学反应;高岭土基相变储热材料的熔融、冷凝温度分别为252.86,256.91℃,熔融、冷凝相变潜热值分别为109.25,109.01 J/g;经500次热循环后,高岭土基相变储热材料的储热性能没有明显降低,高岭土与硬脂酸钠之间的结合方式也没有发生变化。     

Recent progress about expanded graphite matrix composite phase change material for energy storage

膨胀石墨基复合相变材料具有导热系数高,储能密度大以及相变过程无液体泄漏等优点,是近年来储能科学领域的研究热点.本文探讨了应用于储热系统的相变材料的性能及分类,并对膨胀石墨及其复合相变材料的制备方法进行了简要分析,最后综述了石蜡类,脂肪酸类,共晶混合物类,聚乙二醇以及乙酰胺等膨胀石墨基复合相变材料的国内外研究进展.     

铝硅合金用作相变储热材料的研究

本文针对铝合金相变储热材料（ＰＣＭ）的高温氧性能、热循环特性以及与容器材料的相容性进行了实验研究。结果表明，铝硅合金由于相变潜热大，熔点适中，而且性能稳定，是一种较为理想的中高温相变储热材料。     

石蜡高岭土相变储热材料的制备及表征

为克服太阳能不连续与不稳定引起的建筑物室内温度波动的现象,文章以石蜡与高岭土为试验原料,制备一种用于建筑墙体隔热保温的新型高岭土基相变储热材料。采用XRD,SEM,FTIR和DSC测试方法研究了相变储热材料的结构与性能。结果表明：高岭土具有良好的吸附性能,能物理吸附大量的石蜡至其孔隙结构;石蜡高岭土相变储热材料的熔融和冷凝温度分别为27.5,25.3℃,熔融和冷凝相变潜热值分别为33.5,32.9J/g;服役期间,石蜡未从储热材料中泄露,也未与高岭土化学键合;经1 000次循环试验后,储热材料的相变温度与相变潜热值变化不显著。高岭土优异的吸附能力赋予了该储热材料优异的吸储热能力。高岭土与石蜡较好的物理化学相容性使储热材料具有优良的化学稳定性。     

碱催化制备乙酰胺/SiO2复合相变储能材料

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。采用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)进行表征。结果表明:含相变材料35.8%的复合材料的相变温度为32.0℃,相变潜热高达176.4kJ/kg,经过1500次循环后其相变温度和潜热变化不大。氨水和相变材料对复合材料性能的影响显著:随着氨浓度的增加,复合材料粒径增大;相变材料增多,复合材料储热能力提高,材料致密度增加。     

列管式相变储热单元的优化模拟CSCD

列管式换热器具有结构牢固、传热面积大、材料使用适应性强等优点,是相变储热领域应用较为广泛的一种换热器。但由于大部分相变材料热导率偏低,导致换热器的换热性能较差,因此提高相变储热器的储热效率,是目前国内外研究的热点。本工作对列管式相变储热单元进行了二维非稳态模拟优化,研究了换热器结构、翅片数目及中心距3种参数对储热性能的影响,并探讨了熔化过程中相变材料的温度和液相率变化趋势。研究结果表明,与圆形换热器结构相比,正方形换热器储热性能更优;相比于无翅片的储热换热器,添加翅片后储热性能得到显著提升,相变材料熔化时间缩短66％;对中心距而言,在一定范围内,随中心距减小进出口降压增大,但储热性能相应提高。     

Optimization simulation of tube-type phase change heat storage unit

列管式换热器具有结构牢固、传热面积大、材料使用适应性强等优点,是相变储热领域应用较为广泛的一种换热器。但由于大部分相变材料热导率偏低,导致换热器的换热性能较差,因此提高相变储热器的储热效率,是目前国内外研究的热点。本工作对列管式相变储热单元进行了二维非稳态模拟优化,研究了换热器结构、翅片数目及中心距3种参数对储热性能的影响,并探讨了熔化过程中相变材料的温度和液相率变化趋势。研究结果表明,与圆形换热器结构相比,正方形换热器储热性能更优;相比于无翅片的储热换热器,添加翅片后储热性能得到显著提升,相变材料熔化时间缩短66%;对中心距而言,在一定范围内,随中心距减小进出口降压增大,但储热性能相应提高。     

储热材料研究进展

本文结合储热材料的分类、特点、应用及存在的问题对储热材料的最新研究进展进行了综述,主要包括有机相变储热材料、熔融盐类相变储热材料、合金相变储热材料及复合类储热材料。探讨了储热材料成分组成、制备工艺及性能特点,进一步介绍了其最新研究进展,并对储热材料的下一步研究进行了展望,提出开发高性能纳微复合结构储热材料是未来研究的重点。     

高温复合相变材料储热电暖器的储热性能CSCD

本文研究了基于高温复合相变材料的相变储热电暖器,对其储热性能、内部流场和温度分布及温度调控机制进行了实验和模拟研究,并与镁砖显热电暖器的储热性能进行对比。结果表明这类相变储热电暖器的储热平均温度高、平均温差小、出风口温度高,整体性能要优于镁砖显热电暖器。相同体积下两种电暖器储热量相当,但相变储热电暖器的重量可减轻1.6倍;在相同储热时间和储热温度下,同等重量的相变储热电暖器较镁砖电暖器可多储热68%。结果也展示了这类储热电暖器温度控制测点选择的重要性,当选取距离加热单元10 mm处的测点作为温度调控点时,电暖器内的平均温度和储热砖体的最高温度均能满足安全要求,而且加热单元电源在谷电8 h储热过程中只需启停两次。     

Recent progress in thermal energy storage materials

本文结合储热材料的分类、特点、应用及存在的问题对储热材料的最新研究进展进行了综述,主要包括有机相变储热材料、熔融盐类相变储热材料、合金相变储热材料及复合类储热材料。探讨了储热材料成分组成、制备工艺及性能特点,进一步介绍了其最新研究进展,并对储热材料的下一步研究进行了展望,提出开发高性能纳微复合结构储热材料是未来研究的重点。     

硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变材料实验

采用真空吸附法制备了硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变材料,利用差示扫描量热仪研究了定形相变材料的热性能,真空吸附的定形相变材料的熔解温度为16.8℃,凝固温度为20.6℃,潜热值分别为72.3J/g和72.9J/g;1000次循环的DSC测试表明定形相变材料具有良好的稳定性;红外光谱扫描结果说明两种材料的融合没有结构的变化。结果表明,真空吸附的硬脂酸正丁酯/聚苯乙烯定形相变储热材料的相变温度合适、相变潜热大、热稳定性好,适合用作温室低温相变储热材料。     

组合式相变材料组分配比与储热性能研究

采用焓法对组合式相变材料(PCM)储热系统的相变过程进行了数值计算,分析了组合式相变材料中各个PCM组分质量分数的变化对系统储热性能的影响。结果表明,对于组合式相变材料储热系统,存在着最优组分配比,使得系统的储热性能达到最佳。     

相变材料应用于热泵干燥的实验研究

加快干燥除湿速度，缩短干燥时间，节约干燥能耗，一直是干燥研究的重要课题。相变材料能将低品位热能储存起来，在需要的时间释放出来。本文探讨了相变材料储热与放热应用于热泵干燥的潜力，并进行了实验研究。结果表明：相变材料应用于热泵干燥具有明显的节能效果，当干燥温度为45℃，在干燥物料的平均质量百分比为24．5％时，放置相变材料，干燥节能21．9％；当干燥温度为50℃，在干燥物料的平均质量百分比为35．5％时，放置相变材料，干燥节能36．5％。     

基于圆柱形单元的储热装置放热实验研究

蓄热水箱作为太阳能供暖系统的重要核心设备,其性能直接影响着储能系统的整体运行效率。设计一种基于圆柱形相变单元的相变储热装置,并搭建相变蓄热水箱性能测试平台,通过单一控制变量法得到储热装置放热过程的温度变化曲线。研究表明：对于空间一定的储热装置,在等质量相变材料（PCM）时,相变单元的直径对装置放热速率的影响较大;相变单元之间的间距对装置放热速率的影响较小;当增大换热流体（HTF）的入口流量及降低HTF入口温度时,能大大减少储热装置的放热时间,提高储热装置的整体性能。     

中低温相变储热技术在供暖领域的研究应用

电能替代已成为国内城市供暖的主要方向,储热技术可以将谷电以热的形式储存起来并实现热能的稳定输出,从根本上解决电采暖成本过高的问题。中低温相变储热以其储热密度高、储释热过程温度恒定等优势成为研究热点。中低温相变储热材料的研究主要集中于有机石蜡类及无机水合盐类,目前已有应用案例中主要为水合盐类材料,但其仍存在循环稳定性差、导热性差、腐蚀性等问题。在对相变储热装置的实验室研究中,通过设计并联螺旋盘管、填充筛网、壳管式结构等方式可以有效改善相变材料的传热性能,但在实际工程应用中,相变储热装置内以圆管换热器及带翅片的换热器为主。目前已有案例的中低温相变储热供热系统有两种,一种是电锅炉+相变储热装置,另一种是将电加热、储热装置放置在一个结构中,两者各有优劣。相对其他几种储热技术,中低温相变储热技术具有初始投资中等、运行成本较低、限制条件较少等优点,但也存在诸多问题有待解决。研发综合性能优异的高储热密度、长循环寿命、高导热、低腐蚀、低成本的相变储热材料,优化换热器及储热装置的内部结构设计,实现强化换热仍是未来相变储热供暖领域的研究方向,实现智能调节控制、降低系统投资成本是储热供暖系统的发展方向。     

Thermal conductivity of metal-phase change materials--A review

基于相变储热材料存在导热系数低的问题,研究者利用金属导热系数高的特点,与相变储热材料复合,通过理论分析,数值模拟,实验研究三方面来研究复合相变材料导热性的变化,金属与相变储热材料复合后,显著提高了相变储热材料的热导率,但同时对储热装置的储热能力以及自然对流等性能又具有一定的抑制作用.文章综述了近年来国内外学者对金属复合相变储热材料导热性的研究进展,分析了多孔泡沫金属,金属颗粒,纳米颗粒,金属矩阵等几种主要强化方法,并探讨了今后相关方面的研究重点,提出泡沫金属和纳米颗粒对相变储热材料热导率强化的优点,同时应加强这两方面的理论研究,开拓其在市场上的应用.     

螺旋盘管式相变储热单元储热性能

以石蜡作为相变材料,制作了内通流体螺旋盘管结构的相变储热单元。在对储热单元储热过程进行传热分析的基础上,利用实验手段对储热单元在不同工况下的储热性能进行了研究。通过对其储热过程中相变材料相变过程的分析,提出储热器设计的优化方案。利用实验数据得到其准则关联式,为其在工程中的应用提供了依据。