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。     

金属相变储热技术在太阳能热发电系统中的应用分析

对聚光类太阳能热发电中的储热技术作了介绍;针对太阳能热发电系统中通常需要配备热储存设备以最大程度发挥太阳能热发电系统发电能力的特点,提出了利用熔点温度适宜的金属相变材料作为储热介质的观点,并根据已有的研究成果对集吸热、储能与产生蒸汽于一体的金属相变储热蒸汽锅炉在聚光类尤其是塔式太阳能热发电系统中应用的可行性进行了理论分析和探讨,为下一步的实验工作打下基础。     

混合水合盐作为储热相变材料的热物性能研究

目的研究不同质量比的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O的混合水合盐作为储热相变材料的热物性能。方法制备不同混合质量比的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O,用温度记录仪测其步冷曲线,得到相变温度和过冷度,再用高低温交变箱测试长期循环性能,最后用DSC对相变材料循环前后的相变潜热进行测试比较。结果质量比为5∶5的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O的混合水合盐相变材料表现出良好的热物性,具有相变温度适合、过冷度小、相变潜热大和长期循环性能稳定等特点,可以作为潜在的储热相变材料。     

四元碳酸盐相变储热材料的制备及热物性研究

在常见的K2CO3-Na2CO3-Li2CO3三元熔盐基础上进行储热性能改性研究。选取成本较低的无机盐BaCO3和SrCO3作为添加剂,采用静态熔融法制备四元碳酸盐,运用差式扫描量热法(DSC法)、连续法等方法测试其熔点、相变潜热、分解点等热物性能。结果表明,四元碳酸盐具有相变潜热大、工作温度范围广等优点。该结果为熔盐相变材料在中高温储热领域的应用提供了依据。     

铝硅合金相变储热材料及储热换热器现状与展望

铝硅基相变材料由于具有储能密度高、热稳定性好、热导率高等优点,在潜热热能储存系统中具有良好的发展前景,回顾了铝硅基相变材料和相变储热换热器的研究现状,总结了常用铝硅基相变材料的主要热物性参数,认为深入研究相变储热换热器结构与强化传热机理、铝硅合金相变储热换热系统的储放热特性,探索铝硅合金相变储热换热器系统的几何参数、物理特征之间的相互关系是未来研究的重点。     

PMMA基复合定形相变储热材料的制备与性能研究

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为支撑材料,石蜡(PA)、聚乙二醇(PEG 6000)和硬脂酸(SA)为相变材料(PCM),采用本体聚合法制备3种不同体系的复合定形相变储热材料,综合评价各复合体系的结构、热性能以及储/放热循环稳定性。结果表明:PMMA的交联网络结构使PCM在高于其熔化融温度时不发生泄漏;支撑材料与3种PCM均没有发生显著的化学反应;相同质量百分比的三类复合体系中,PMMA与PEG的界面相容性最好,SA/PMMA体系的储热能力最强,而PEG/PMMA体系的热稳定性最佳。     

非均匀翅片对级联相变储热系统热性能强化的研究

级联相变储热是一种具有重要商业前景的相变储热技术。利用数值模拟方法研究了一种采用非均匀翅片布置进行强化传热的级联相变储热系统,分析了各级相变储热模块采用均匀翅片数量和均匀翅片高度布置对系统的强化作用,进而研究了各级模块采用非均匀翅片数量和非均匀翅片高度布置下系统的充/放热性能。研究结果表明:相比于各级采用均匀翅片数量布置,采用非均匀翅片数量布置的级联相变储热系统可缩短完全熔化及凝固总时间约5.2%,同时提高系统充热平均功率约12.6%;采用非均匀翅片高度布置可略微缩短系统完全熔化及凝固总时间,但对系统充/放热平均功率影响较小。研究结果对级联相变储热系统的强化传热具有一定理论指导价值。     

聚乙二醇/不饱和聚酯树脂复合相变储热材料的性能

以聚乙二醇(PEG)为相变材料,不饱和聚酯树脂(UPR)为定形载体,采用熔融共混法制备PEG/UPR定形相变材料(PEG/UPR SS-PCMs)。运用差示扫描量热分析、热重分析、X射线衍射、红外光谱手段分别对SS-PCMs的热性能、热稳定性、化学结构、SS-PCMs中各个组分之间的物理化学作用、结晶性能等进行表征。结果表明,SS-PCMs中PEG的端羟基与UPR或其固化物中的C=C双键、端羟基或端羧基分别发生加成反应及分子间脱水反应,生成醚或酯,两者之间的化学作用力较强,束缚着PEG的自由运动,呈现出不同于自由态下的固-固相变行为,故不同PEG掺量的SS-PCMs的相变温度(60℃左右)均较纯PEG的高,相变焓(80.1~133.7 J/g)较理论相变焓低9.1%~17.4%;PEG中间链节为能够自由运动的醚基,且端羟基比例小,故SS-PCMs中PEG链段大部分能够结晶且发挥相变行为,结晶性能稳定;SS-PCMs在温度低于382.6℃时,无热降解现象,热稳定性好。     

硬脂酸/氧化石墨烯复合相变储热材料研究

以氧化石墨烯、硬脂酸为原料,无水乙醇为溶剂,采用液相插层法制备了硬脂酸/氧化石墨烯复合相变材料。利用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等分析测试了其微观结构及热性能。分析结果表明,复合材料的相变温度为66.9℃,相变潜热为287.2J/g;硬脂酸/氧化石墨烯复合材料具有层状结构,硬脂酸与氧化石墨烯之间是简单的嵌合关系,复合相变材料具有很好的性能稳定性,氧化石墨烯能明显地改善其导热性能和相变可逆性。     

大型空分系统火用效率分析

应用稳流系统的(火用)方程对大型空分系统的空气处理系统和冷箱系统进行了(火用)及(火用)效率计算,进而可得知系统各个环节能源利用情况,同时简单介绍了减少(火用)损失、提高(火用)效率的一般措施.     

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。     

太阳能-空气光伏/光热一体化热泵热水系统实验特性

本文研究了一种新型光伏/光热一体化(PV/T)复合热源热泵热水系统,将多孔扁盒式PV/T集热板与空气源热泵相结合,根据不同控制方式组合成双热源并联、单太阳能和单空气能三种不同运行模式。在室外环境温度28.5℃下,将200 L 30℃热水加热到55℃,研究了加热时间、热水温度、COP等性能的变化规律,结果表明双热源并联运行模式下分别比单太阳能模式和单空气能模式的加热时间缩短了42%和54%,COP分别提高了32.78%和47.64%;同时实验研究了在夏季工况下将200 L水从9∶00循环加热到17∶00过程中系统热性能,探讨了太阳辐射强度、PV/T集热板温度对光电/光热效率的影响,通过实验对比可以得出在热电模式下系统的光电效率η_(pv)比单一光电模式平均高25.8%.     

基于孔尺度的泡沫金属强化相变储热材料传热性能数值模拟

导热系数低是影响相变储热材料应用的主要难题之一,而泡沫金属具有高热导率、高孔隙率以及高比表面积等特性,在相变材料中添加泡沫金属可实现强化传热。该文基于泡沫金属基3D微观结构W-P模型,重点分析了泡沫金属基复合相变材料有效导热系数与泡沫金属孔隙率以及孔径的关系,采用数值模拟方法利用该模型预测并验证了泡沫铝6101添加空气与水的有效导热系数,研究结果表明该模型能够精确预测泡沫金属材料有效导热系数,在此基础上预测了石蜡中添加泡沫铜的有效导热系数,结果表明,泡沫金属可以显著提高相变材料的导热系数,当泡沫铜的孔隙率为97.57%时,复合相变材料的导热系数与纯石蜡相比提高了13倍。研究结果对于相变储热材料的热物性强化研究具有一定参考价值。     

有机相变储热材料的研究进展

概括和评述了有机相变储热材料和有机复合相变储热材料应用于热能储存的研究进展,讨论了各类材料的优缺点。指出,有机复合相变储热材料是今后有机相变材料重点发展的方向,提高传热能力、建立适当的储热模型、加强使用性能及相变材料和载体之间相互作用等的研究是有机复合储热材料今后应重点解决的问题。     

金属相变储能与技术的研究与发展

相变储能是有效的储热方式.其中,金属相变储热因吸放热过程中,储能密度大,过冷度小,导热率高,反复相变后长期性能稳定,过程易控制,因而在高温储热方面具有广泛的用途.从金属相变储热材料、传热分析、金属相变材料与容器材料的相容性和应用4个方面,回顾了金属固液相变储热的发展.     

一种新型高储能密度定形相变材料

采用山梨醇和对甲基苯甲醛合成了1,3∶2,4-二(4-甲基苯甲醛)山梨醇(MDBS),并将其作为石蜡类定形复合相变材料(PCM)的凝胶因子,然后以利用凝胶因子形成的三维网络结构作为石蜡的支撑材料,制备了一系列高储能密度的定形复合相变材料。对其进行凝胶解缔温度测试和泄漏量测试发现,添加一定量MDBS制备定形复合相变材料,可使定形复合相变材料中主储能材料——石蜡的含量大幅提高到90%以上,同时也为复合定形相变材料的开发提供了一条新的研究思路。     

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。     

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.