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.     

膨胀石墨基相变储能材料的制备及性能研究

以膨胀石墨作为主导热材料,石蜡作为相变储热材料,通过真空浸渍法制备了膨胀石墨-石蜡复合相变储能材料,研究了石蜡质量分数对复合相变储能材料微观形貌、物相结构及热性能的影响。结果表明,膨胀石墨和石蜡反应后生成的复合相变储能材料主要依靠物理吸附结合,石蜡均匀覆盖在膨胀石墨的表面以及孔隙中,当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密封性和结构致密性最佳,几乎不发生泄露。随着石蜡质量分数的增加,复合相变储能材料的熔点逐渐增大,热分解温度逐渐提高,石蜡质量分数91%的复合相变储能材料相比石蜡质量分数85%的相变材料热分解温度提高了约15℃。随着石蜡质量分数的增大,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数持续降低,密度先降低后增加,比热持续增大。当石蜡质量分数为94%时,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数均为最低值,分别为2.492 W/(m·K)和0.605 mm²/s;当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密度为最小值0.794 g/cm³,对应比热为5.462 J/(g·K)。分析可得,石蜡质量分数为91%的复合相变储能材料的综合性能最佳...     

石膏基相变储能材料的制备及性能研究

以改性膨润土为载体,以月桂酸和癸酸的二元混合酸为相变材料制备稳定的复合相变材料,再与石膏复合制备了石膏基相变储能材料,并研究其蓄放热性能、强度和相变稳定性。结果表明,与改性膨润土复合前后,相变材料的相变温度保持不变,都处于22.0~30.1℃范围内;掺入40%(质量分数)复合相变材料的石膏基相变储能材料试体在蓄热和放热过程中的调温幅度分别可达7.4℃和12.4℃;其抗压强度为3.0MPa,且经过20次冷热循环后相变稳定性良好,基本能满足建筑材料的使用要求。     

相变储能材料的制备与研究

选择了几种脂肪酸,依据二元低共熔原理,制备出适合建筑材料使用的二元有机相变储能材料。通过DSC分析了复合储能材料的相变温度、相变焓等热性能,结果表明:当CA∶LA;CA∶MA;CA∶PA的质量比分别为53.45∶46.55∶60.2∶39.8∶61.6∶38.4时,其相变焓和相变温度分别为CA-LA:120.7J/g;20.82℃,CA-MA:120.3J/g;19.15℃,CA-PA:142.9J/g;22.05℃,适合于民用建筑对相变材料的要求。通过SEM分析检测了珍珠岩吸附相变材料后的表面微观变化,结果表明:有机羧酸均匀吸附在多孔基体中,此种材料可以应用于夹心节能建筑围护结构中。     

膨胀石墨/石蜡复合相变材料的碳纳米管掺杂改性研究

为了制备兼具高相变潜热和高导热系数的膨胀石墨/石蜡(EG/PA)复合相变材料,使用真空浸渍法并通过碳纳米管(CNTs)掺杂对复合相变材料进行了改性。导热性能测试分析发现,当复合相变材料中石蜡质量分数较高时,CNTs掺杂可以有效地增强复合相变材料的导热系数,并且随着CNTs掺杂含量的提高复合相变材料的导热系数也逐渐增大,但是当CNTs掺杂量高于0.8%(质量分数)时导热系数增大速度变慢,因此优化的CNTs掺杂含量为0.8%(质量分数)。在此优化参数下,复合相变材料的熔化潜热从145.27 J/g变到144.39 J/g几乎没有变化,而导热系数从2.141 W/(m·K)提升至4.106 W/(m·K),提升了约1倍,并且在100次热循环之后仍然保持很好的储热能力,具有较好的热循环稳定性。     

新型脱硫石膏基保温砂浆的配制及性能研究

以脱硫石膏及膨胀玻化微珠为研究对象,通过对比选取和交叉试验的方法,首先考察了脱硫石膏与膨胀玻化微珠的配比对保温砂浆的表观密度和抗压强度的影响,再利用柠檬酸、乳胶粉、纤维素醚和聚丙烯纤维等掺合物对保温砂浆进行改性试验,重点研究了各添加剂对保温砂浆的保水率、压折比、极限变形量、断裂能和线性收缩率的影响.结果表明,要配制性能优异的脱硫石膏基保温砂浆,应将玻化微珠和胶凝材料的体积质量比控制在4.5L∶1kg,必须掺入石膏质量0.1％左右的柠檬酸调节凝结时间,乳胶粉、纤维素醚和聚丙烯纤维的掺量分别控制为胶凝材料质量的2％、0.6％和0.6％.     

癸酸／膨胀珍珠岩复合相变储能材料的制备及性能研究

以癸酸为相变材料、膨胀珍珠岩为载体,采用真空吸附法将相变材料吸附到膨胀珍珠岩孔隙内,制备出癸酸／膨胀珍珠岩复合相变储能材料。采用SEM、FT-IR及DSC分别对复合相变储能材料的形貌、结构、相变温度和相变潜热进行表征。结果表明：癸酸能很好地吸附到膨胀珍珠岩的孔隙内,当癸酸的质量分数达到70％时,吸附量达到最大,起始相变...     

膨胀石墨/硬脂酸丁酯复合相变储热脱硫石膏板的研究

以多孔膨胀石墨(EG)为载体、硬脂酸丁酯(BS)为相变材料制备了相变储热复合材料,将所得材料与脱硫石膏和高分子乳液BASF400混合制备了相变储能石膏板.利用差示扫描量热法(DSC)研究了温度(45～50℃)和高分子乳液BASF400对石膏板相变潜热的影响,分析结果表明,复合相变储热石膏板经长时间烘烤后相变潜热未出现明显变化,所得相变石膏板在建筑节能领域具有广阔的应用前景.     

癸酸/膨胀珍珠岩复合相变储能材料的制备及性能研究

以癸酸为相变材料、膨胀珍珠岩为载体,采用真空吸附法将相变材料吸附到膨胀珍珠岩孔隙内,制备出癸酸/膨胀珍珠岩复合相变储能材料。采用SEM、FT-IR及DSC分别对复合相变储能材料的形貌、结构、相变温度和相变潜热进行表征。结果表明:癸酸能很好地吸附到膨胀珍珠岩的孔隙内,当癸酸的质量分数达到70%时,吸附量达到最大,起始相变温度为30.91℃,相变潜热达109.74J/g;癸酸与膨胀珍珠岩的复合为物理复合,没有改变癸酸的相变储能特性。     

脱硫石膏基轻质保温材料的制备和性能研究

以建筑脱硫石膏为原料,分别通过物理发泡和化学发泡两种方式制备发泡石膏制品。通过测定石膏制品的抗压强度、导热系数、干密度等性能指标,评定发泡石膏工艺。结果表明,采用物理发泡法时,影响制品因素主次顺序为泡沫掺量水胶比HPMC掺量;采用化学发泡法制备发泡石膏制品时,发泡剂掺量直接影响发泡脱硫石膏的干密度、强度等性能,水灰比应控制在0.7左右,双氧水发泡剂掺量以6%为宜。     

凹凸棒土吸附相变储能复合材料制备及其热物理性能表征

基于凹凸棒土对有机物的良好吸附性能,以凹凸棒土为吸附介质、石蜡为吸附对象,制备有机/无机复合相变材料。由于有机相变材料被吸附到微孔中,使其相变在固定的空间内进行,从而避免了材料在液相状态下的流动和渗漏问题。试验结果显示,坡缕石占80%的凹凸棒土吸附石蜡的最优质量比为2∶1。DSC的测试显示,复合相变材料的焓变值与凹凸棒土和石蜡的吸附比例相关,凹凸棒土中坡缕石的含量越高,凹凸棒土的吸附能力就越强,复合相变材料的焓变值也就越大。温度循环试验的结果显示,复合相变材料具有良好的储(放)热性能,在环境温度上升和下降的过程中,能够储存和释放热量,这不仅增加了环境温度的惰性,也使能量能够在不同的时间和空间进行迁移,从而达到一定的节能效果。     

The effect of impurities on the melting temperature and the heat of fusion of latent heat storage materials

Thermophysical properties of four normal paraffins (tetradecane, hexadecane, octadecane, eicosane) and three fatty acids (lauric acid, palmitic acid, stearic acid) were determined experimentally using a modified differential-thermoanalysis technique. For calibration of the measuring device, literature data in the temperature range from 5 to 70°C of six of these substances of at least 99% purity were used. Melting temperature, heat of fusion, and specific heat of a number of these pure and technically pure organic compounds were measured and compared to determine the effect of impurities and to give values of the application range of the properties required for the construction of thermal storage equipment.     

潜热型功能热流体的制备及其传热和流动特性研究进展

介绍了我们近年来对潜热型功能热流体制备、流动和强化换热特性的研究.潜热型功能热流体换热能力比普通流体强,其强化换热的物理机制为:相变颗粒为分布内热源或热汇,相变颗粒的存在改变了流体的温度分布;自研潜热型功能热流体可看成牛顿流体,摩擦阻力系数符合64/Re关系,粘度约是水的5.57倍,优于国内外文献中报道的同类材料的粘度.由于存在相变,相同换热量下泵耗比水小,实际应用的经济性和可行性较好.     

水合无机盐相变潜热影响因素的研究

以水合无机盐的相变温度、潜热等数据为研究对象,利用归纳法对表中数据进行分析,证明阴、阳离子的性质、水合离子构型及键合方式、结晶水个数是影响相变潜热的主要因素;水合无机盐的中心离子只与水分子相连时,相变潜热与中心离子相关,结晶水平均相变潜热为7kJ·mol-1;中心离子同时与水分子、阴离子配位的混合水配合物,结晶水平均相变潜热为12kJ·mol-1;两类水合物摩尔潜热均与结晶水个数成正比.水合无机盐相变潜热的影响因素的研究对相变潜热值的预测、相变材料的筛选有重要意义.     

纳米材料改善硝酸熔盐传蓄热性能的研究进展EI北大核心CSCD

聚光式太阳能热发电是解决能源和环境矛盾的理想途径,传热蓄热技术是光热发电的重要环节,在此需要解决的关键问题是传热蓄热介质。熔盐作为储蓄热介质具有明显优势。国内外运行的光热电站中大多使用二元硝酸熔盐(Solar salt)与三元硝酸熔盐(Hitec),但二者传蓄热性能均欠佳,影响了太阳能的利用效率。纳米材料的独特空间结构,使其具有优异的导热性能、良好的稳定性等,将其作为添加剂引入到硝酸熔盐体系中,有望改善材料的传热蓄热等热物性能,进而提高太阳能光热利用的效率,降低发电成本。本文综述了纳米金属粒子、纳米金属氧化物、纳米碳材料和其他无机纳米材料作为添加剂掺杂到硝酸熔盐体系中的相关研究,论述了改性后熔盐热物性的变化并探讨了作用机理,以期为制备优异热性能的储能熔盐提供参考。未来的研究可重点关注热物性测试、传热机理、构效关系和工业化中试,将具有优异的传蓄热性能的硝酸熔盐应用在太阳能光热发电领域,在清洁能源开发利用方面发挥更重要的作用。     

一种适合潜热输送的高温相变石蜡乳状液的热性能

针对太阳能利用、余热利用、集中供暖等应用背景,采用差示扫描量热法(DSC)遴选了一种相变温度合适(相变峰值87℃)、相变潜热值较大(203.9J/g)的工业石蜡,并以此为相变材料,采用非离子型乳化剂及助乳剂复配的方法研制了3种浓度的石蜡乳状液高温潜热输送材料。测定了石蜡乳状液高温潜热输送材料的相变点、相变潜热等热物性,并研究了其蓄热特性。结果表明,该材料是一种在80～90℃之间存在相变的储、传热工质,在相变区间内的储、载热密度远大于水,是一种良好的潜热输送材料。     

石蜡乳状液潜热输送材料的研究进展

石蜡乳状液潜热输送材料是由相变石蜡与水乳化而成的悬浮液,具有较大的热客,能量储存密度及输送密度远高于相同温差下的水,因此可以使循环流量大幅降低,从而降低循环能耗,实现节能.根据相变石蜡材料及应用背景不同,分别综述了低温石蜡乳状液潜热输送材料、高温石蜡乳状液潜热输送材料的研究现状.指出了石蜡乳状液潜热输送材料在导热性能和稳定性等方面存在的共性问题,并探讨了解决措施:纳米颗粒强化传热是提高其导热性能的有效方法,研制纳米级相变石蜡微乳液是提高稳定性的有效途径.     

能量桩群储热温度场模拟研究

能量桩储热技术是以太阳能和混凝土桩作为复合热源的热泵系统,在混凝土桩内部埋设换热管,利用太阳能集热板将热量通过混凝土桩中的换热管储存在土壤中。本文采用柱热源模型对桩群进行180天的连续储热过程模拟计算,对地下土壤温度场进行分析,得出4 m的桩间距下,能量桩间的储热相互影响较小,效果较佳。     

空气浴条件下三水醋酸钠相变材料的储热性能实验

三水醋酸钠（CH₃COONa3H₂O）作为一种无机相变储能材料,具有潜热值高、导热性能好等优点,但是其在凝固过程中过冷度大制约了CH₃COONa3H₂O的应用。为了调节CH₃COONa3H₂O在空气浴条件下的过冷度,本文选用Na₂HPO₄12H₂O、Na₂CO₃10H₂O、Na₄P₂O₇10H₂O、Na₃PO₄12H₂O、Na₂SiO₃9H₂O、Na₂S₂O₃9H₂O和Na₂B₄O₇10H₂O这7种无机水合盐材料作为成核剂,采用步冷曲线法在高低温试验箱中进行过冷度调节实验和热循环实验。结果表明：在空气浴条件下,质量分数为96% CH₃COONa3H₂O+2% Na₂HPO₄12H₂O+2%羧甲基纤维素的复合相变材料过冷度最小,为5.6℃;将复合相变材料进行25、50和75次热循环后,其相变点温度几乎维持不变,过冷度随循环次数增加而逐渐增大,相变潜热值随循环次数的增加逐渐减小。本研究丰富了CH₃COONa3H₂O相变材料的过冷度调节方案,为其工程化应用提供了参考。