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。     

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。     

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。     

无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料的研究

无机盐/陶瓷基新型复合相变蓄热材料既具备了显热蓄热材料和潜热蓄热材料的长处,又克服了两者的不足,具有能快速放热和快速吸热、蓄热量大、直接换热、定形等特性.综述了国内外无机盐/陶瓷基复合储能材料的研究现状,介绍了无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的蓄热原理、组分选择和制备工艺等,总结了其存在的问题,并提出了一些解决问题的看法,展望了今后的研究趋势.     

硅基载体复合相变蓄热材料的研究现状及进展

复合相变蓄热材料的开发是解决固-液相变材料(PCMs)使用缺陷的最主要手段.硅基多孔及纳米材料是相变材料有效、稳定的载体,可以实现对相变材料的封装和固定.介绍了硅基载体的种类和特点,综述了该类复合相变蓄热材料在制备工艺和使用性能方面的研究现状,并对其发展前景进行展望.     

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。     

聚乙二醇/乙基纤维素复合相变蓄热材料的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为功能材料、乙基纤维素(EC)为支撑材料,根据有机相分离法制备了聚乙二醇/乙基纤维素(PEG/EC)复合相变材料,其中PEG的含量最大可达84.6%(质量分数)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)等技术考察了PEG/EC复合相变蓄热材料的微观形貌、相容性及化学结构、蓄热性能及稳定性。结果表明,PEG/EC复合相变材料为不规则颗粒状粉末,PEG与EC的相容性较好,分子间形成氢键而没有形成新的化学键。由于EC与PEG间形成的氢键及分子链缠绕等作用,使PEG/EC复合材料呈网络结构,使得PEG发生固-液相变时失去了流动性。PEG/EC复合材料作为固-固相变材料,最大相变焓可达151.8J/g,在温度低于80℃范围发生相变,稳定性可靠。     

新型复合相变材料研究新进展

相变储能技术的发展对能源的有效利用和高科技产品的研发具有重要的意义,概述了传统相变材料的不足,引出新型相变材料的概念。结合近年来国内外新型相变材料的研究状况,系统概括和阐述了几种复合相变材料的制备方法,并对它们的特点进行了分析。最后,展望了新型相变材料的研究方向。     

石蜡-泡沫铜复合相变蓄热材料热特性的研究

采用石蜡和泡沫金属铜,制备了泡沫金属铜填充量为15％的复合相变蓄热材料,并搭建了一套可视化实验系统,研究了复合相变蓄热材料在熔化过程中固液界面的变化过程.基于焓-多孔介质模型,对复合相变蓄热材料的熔化过程进行了数值模拟.研究结果表明:泡沫金属铜强化了复合相变蓄热材料的导热性能,复合相变蓄热材料的熔化时间较纯石蜡缩短了3...     

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。     

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。     

正十二醇相变储热微胶囊的制备与表征

以相变物质正十二醇为芯材,三聚氰胺-甲醛树脂为壁材,采用原位聚合法合成了具有高储热密度的相变储热微胶囊,使用DSC、SEM和激光散射粒度分析仪等手段对其进行了表征。结果表明,乳化剂种类、乳化搅拌速度、正十二醇投料质量分数对微胶囊相变潜热及相变材料包封效率有重要影响。当采用SMA和OP-10复配(质量比4∶1)为乳化剂,乳化搅拌速度为4500r/min,正十二醇投料质量分数为69%时,可制备出相变温度为24℃,相变潜热为167J/g,平均粒径为30μm左右的表面光滑的球状微胶囊,正十二醇包封效率高达97.5%。     

石蜡相变储能模块的控温性能研究

目的 为了控制电子设备工作温度,研发一种相变储能模块,并研究其控温性能。方法 本文通过仿真对以32号石蜡、62号石蜡和质量分数为6%的膨胀石墨(EG)-62号石蜡为相变工质的储能模块进行研究,分析相变材料、翅片材料以及加热功率对相变储能模块控温性能的影响。结果 32号石蜡在900 s时接近完全融化,62号石蜡在2 000 s时才融化过半,膨胀石墨-石蜡复合材料在1 250 s就已经接近完全融化,填充62号石蜡的Al翅片模块的温升速率为0.035 ℃/s,Cu翅片模块的温升速率为0.03 ℃/s,相比未填充相变材料的模块温升速率分别降低了73.1%和70%。结论 具有不同物性参数的相变材料,在不同工况下其呈现的控温性能也各不相同,但是在较高功率工况下,熔点较低或导热系数较高的相变材料具有更好的控温性能。储能模块内部导热翅片对内部强化换热效果明显,翅片导热系数越高,越有利于模块的控温。     

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.     

新型复合相变储能材料Na/Paraffin的制备与性能分析

为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能材料导热系数较纯石蜡提高了17.6倍,储/放热速率均较纯石蜡提升了1倍;经过200次循环实验后,3%Na/97%paraffin复合相变储能材料相变温度由60.58℃下降到59.65℃,相变潜热由166.7520J·g~(-1)下降到160.5632J·g~(-1),热导率由2.33W·m~(-1)·K~(-1)减少到1.98W·m~(-1)·K~(-1)。     

空调蓄冷用相变材料的研究进展

本文综述了空调用相变蓄冷材料的国内外研究进展,简要介绍了相变蓄冷材料的性能要求和基本分类,总结了已有相变蓄冷材料存在的不足,并指出了优化性能的方法,特别是改善无机类材料的过冷、相分离,有机类材料的导热性能差等问题。对比了无机和有机两类材料在相变蓄冷中的优劣,并对今后空调蓄冷用相变材料的发展方向提出了建议。本文侧重强调满足空调蓄冷温区的材料,并针对典型材料展开深入调研和评述,为更好的改善空调蓄冷用相变材料的性能和推动其实际应用提供依据。     

癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨蓄能复合相变材料的制备与热性能研究

癸酸、棕榈酸、硬脂酸形成的三元低共熔物与膨胀石墨通过真空浸渍法制备出新型癸酸-棕榈酸-硬脂酸/膨胀石墨储能复合相变材料,适宜的质量比为m(癸酸)∶m(棕榈酸)∶m(硬脂酸)=77.0∶11.5∶11.5,m(癸酸-棕榈酸-硬脂酸)∶m(膨胀石墨)=13∶1。采用DSC、FT-IR、TG、SEM、冷热循环实验和蓄/放热实验研究了材料的结构和热性能。SEM和FT-IR分析结果表明低共熔物与膨胀石墨是通过物理吸附方式结合。DSC结果表明复合材料融化和凝固时的相变温度为28.93℃和16.32℃,相变潜热为137.38J/g和141.51J/g。TG结果表明复合相变材料在100℃以下具有良好的热稳定性。500次热循环和蓄/放热实验表明循环前后复合相变材料的热可靠性好,且使用寿命长。膨胀石墨的添加改善了复合材料的热性能和热导率。研究表明制备的新型复合相变材料具有合适的相变温度、较高的相变潜热和热导率,热性能稳定可靠,可用于低温蓄能领域。     

室温相变蓄热复合材料的制备及研究

选用十酸和十二酸2种脂肪酸作为相变材料,采用溶胶一凝胶法制备脂肪酸/SiO_2相变蓄热复合材料.分别采用差示扫描量热仪(DSC)、红外光谱仪(IR)和扫描电镜(SEM)对所制备的复合材料的相变温度、相变焓和微观结构进行了测试和表征.DSC测试结果表明,该复合材料的相变温度在室内舒适温度范围具有较高的相变潜热、相变焓和相变温度;IR分析表明,脂肪酸与SiO_2之间是简单的嵌合关系;SEM表明,复合材料表面具有多孔结构,改善了相变可逆性.