相变窗传热特性实验研究

本文采用熔融共混法制备十四酸(MA)-十六醇(HD)二元有机复合相变材料,利用差示扫描量热仪(DSC)确定了复合相变材料的相变温度和相变潜热。相变温度为35.5℃,相变潜热为218.23 kJ/kg,经过300次热循环实验,结晶温度变化在0.2℃以内,热稳定性良好。利用高低温交变试验箱模拟夏季室外温度变化(变化范围18~58℃),测试了双层窗与相变窗内外表面温度随环境温度的变化特性。结果表明:相变窗外表面温度峰值较双层窗降低5.9℃,相变窗内表面温度峰值较普通双层窗降低0.6℃,温度持续稳定100 min,整个测试过程中相变窗控温效果明显。相变窗较双层窗具有良好的负荷转移能力。     

单、双层玻璃窗对空调负荷的影响及其经济性分析

以某住宅楼为例,对采用单、双层铝合金玻璃窗的两种情况,进行了空调负荷的比较及经济性分析,揭示了双层铝合金玻璃窗在空调建筑节能中的优越性,可供双层窗在空调建筑中的推广应用作参考。     

脂肪酸相变材料导热系数测试及相变传热过程的数值模拟

相变材料在相变过程中由于材料本身状态的变化,其相变传热过程属于具有移动边界的非线性过程,针对相变材料相变传热过程中非线性传热特征,对月桂酸-癸酸混合脂肪酸相变材料的热性能进行了研究,利用差示扫描量热法(Differential Scanning Cal-orimetry)对相变材料的相变潜热和相变温度进行了测试,利用DRE-2C导热系数测定仪测试了不同摩尔比例脂肪酸相变材料以及相变材料在不同测试温度下的导热系数,通过将无机多孔材料硅藻土和脂肪酸相变材料混合制备了一种无机复合相变材料,并对其导热系数和蓄放热性能进行了测试,利用有限元法对相变材料的相变过程进行了数值模拟。研究表明,脂肪酸相变材料的导热系数和其相变温度呈反比关系,相变材料的相变温度越高,其导热系数越低。对于同一相变材料来说,相变材料的导热系数随着材料温度的升高而升高,硅藻土的掺入明显增加了相变材料的导热系数,复合相变材料蓄放热速率加快,改善了相变材料的传热性能。有限元模拟分析法可以较好地描述相变材料的传热过程,相变材料的导热性能需要强化以提高其蓄放热的速率和频率。     

双层相变玻璃窗动态热调节过程研究

以中空玻璃为封装容器,在其中注入相变材料CaCl2·6H2O,制作了相变玻璃窗,并通过与普通中空玻璃窗的对比实验测试,证实其调温能力要高出3~4℃,这对于提高夏季室内热环境质量,延迟空调的使用,实现建筑节能具有重要的意义.同时,建立了相变玻璃窗调温理论模型,结合计算机模拟分析,从理论上分析了CaCl2·6H的动态调温过程,并通过实测值与模拟值的对比分析,证实了该理论模型的合理性.     

双层相变材料的制备及其对锂离子电池控温性能的影响

电池热管理系统是保证电动汽车电池性能的关键部分，目前多使用单相变材料冷却技术。以相变温度不同的石蜡作为储热材料，以膨胀石墨作为吸附材料，设计了双层相变材料控温结构，双层相变材料结构具有“接力赛”式的双重缓冲控温过程。对制备的2种相变材料进行表征和测试，得出最佳材料配比。在不同的环境温度中将双层相变材料控温结构应用于锂离子电池进行放电实验。结果表明：质量分数为10%的双层相变材料在导热系数和泄漏率方面有较好的表现和较高的潜热值，双层相变材料结构在25℃和37℃环境温度中能够使锂离子电池最高放电温度分别保持在42℃和51℃,具备良好的控温效果，能在一定程度上保证锂离子电池的安全使用并延长其寿命。     

泡沫金属复合相变材料传热特性的有限元仿真分析

以泡沫金属材料作为骨架,将相变储能材料注入其孔隙中构成复合相变材料作为研究对象。根据泡沫金属和相变材料的结构特点,利用ANSYS软件建立模型,将相变材料的潜热定义到材料的焓中,其中焓的数值随温度变化,再分别对泡沫金属复合相变材料和未含泡沫金属的相变材料进行相变传热过程的有限元仿真分析。结果表明,采用泡沫金属的复合相变材料的传热特性得到很大的改善,泡沫金属的使用增加了原有相变材料的传热速度,显著缩短了相变材料熔化和凝固的时间。ANSYS的便捷性和灵活的操作性,对研究较复杂的相变问题具有一定的参考意义。     

内热源热流计法测玻璃窗日射得热的探讨

窗负荷在整个空调负荷中占很大的份量。我国的建筑物多以自然采光为主,这个问题尤显突出。因此,应对窗负荷作认真的研究,这对空调节能来说,具有重要意义。理论分析的结果表明,玻璃外窗的得热量由两个分量组成:1.直接透过窗玻璃进入室内的短波日射热流q_t;2.玻璃窗自身吸收日射热后,以对流及长波辐射的形式传入室内侧的热流q_i。后面这部分热流,与窗玻璃表面温度、表面放热系数、室内外空气温度等因素有关,一般称之为窗面热流。实测这两个热流量是研究窗负荷的一项重要的内容。     

一种SnO2:Sb薄膜玻璃样品的低辐射特性测试装置设计与实现

低辐射玻璃是在玻璃表面镀上一层透明导电氧化物薄膜的玻璃,其在可见光波段有比较好的透过率,保证了采光的需求,同时对中远红外波段具有较强的反射率。文中设计和实现了一种结构简单、成本低廉、测试周期短的低辐射玻璃样品辐射特性测试装置,可简单快速对样品进行优劣判断,加快研发进程。通过对制备的SnO₂:Sb薄膜玻璃样品进行辐射特性分析,基本满足低辐射玻璃的性能要求。实验结果表明,在光源辐照3 h后,普通玻璃窗口的杜瓦瓶内温度由21.5℃升高到45.7℃,而SnO₂:Sb薄膜玻璃窗口的杜瓦瓶内温度由21.5℃升高到43.3℃,比普通玻璃窗口的杜瓦瓶内温度低了2.4℃。在自然冷却阶段,拥有更高温度的普通玻璃窗口的杜瓦瓶更快地下降到室温。相关测试表明该装置具有一定可用性、实用性和推广性。     

有机相变蓄冷材料的研究进展

本文概述了有机相变蓄冷材料和有机-无机复合相变蓄冷材料的研究进展,探讨了采用公式指导低共融物相变蓄冷材料配比和提高有机相变材料导热能力的方法,介绍了相变材料在太阳能利用、电力的峰谷平衡、空调节能与冷藏运输等方面的应用研究。指出相变材料的性能特性、相变机理、传热理论模型及复合技术是有机相变蓄冷材料研究的重点内容,有机复合相变蓄冷材料是今后有机相变材料的重点发展方向。     

内蒙古河套地区建筑外窗的节能分析北大核心CSCD

针对内蒙古河套地区居住建筑使用的窗框材料,分析了材料的节能保温效果和应用现状,利用De ST能耗模拟软件,通过逆向建模的方法建立内蒙古河套地区典型居住建筑的基准住宅模型,经过反复的调整模型参数,确保模拟结果的可靠性与准确性。针对木框、铝合金窗框、断热型铝合金框、PVC塑钢这四种窗框材料,利用层次分析的方法筛选出节能效果最优的窗框材料。以单层玻璃、双层玻璃、双层中空玻璃、三层中空玻璃、单层Low-e玻璃、双层Low-e玻璃6种不同的的玻璃材料为研究对象,当窗户的朝向与窗墙比的大小不同时进行能耗模拟,得出南向窗户对房间温度的影响较大,而且随着窗墙比的增大保温效果越好;北向窗户对房间温度的影响较小,几乎可以忽略,且随着窗墙比的增大保温效果越差,为以后住宅建筑窗户的设计奠定了理论基础。     

成都地区相变墙体夏季工况的参数优化及效果分析

为了解相变墙体传热特点和评价相变材料在成都地区的使用效果,建立相变墙体传热数理模型并通过实验验证模型正确性。在此基础上分析了成都地区夏季工况下相变材料的相变温度、相变区间、相变潜热和导热系数对使用效果的影响,并对参数进行优化。结果表明:适合成都地区夏季墙体内表面的相变材料的相变温度为25～26℃,相变区间为2℃以内,相变潜热与使用效果呈线性关系,导热系数对使用效果影响不大。     

内蒙古河套地区建筑外窗的节能分析

针对内蒙古河套地区居住建筑使用的窗框材料,分析了材料的节能保温效果和应用现状,利用De ST能耗模拟软件,通过逆向建模的方法建立内蒙古河套地区典型居住建筑的基准住宅模型,经过反复的调整模型参数,确保模拟结果的可靠性与准确性。针对木框、铝合金窗框、断热型铝合金框、PVC塑钢这四种窗框材料,利用层次分析的方法筛选出节能效果最优的窗框材料。以单层玻璃、双层玻璃、双层中空玻璃、三层中空玻璃、单层Low-e玻璃、双层Low-e玻璃6种不同的的玻璃材料为研究对象,当窗户的朝向与窗墙比的大小不同时进行能耗模拟,得出南向窗户对房间温度的影响较大,而且随着窗墙比的增大保温效果越好;北向窗户对房间温度的影响较小,几乎可以忽略,且随着窗墙比的增大保温效果越差,为以后住宅建筑窗户的设计奠定了理论基础。     

月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料的制备与性能

以月桂酸为相变材料,二氧化硅为基体,采用溶胶-凝胶法将相变材料嵌入到SiO2网络空间内,制备出月桂酸/二氧化硅复合相变储能材料。采用IR,SEM及DSC对复合相变储能材料进行了结构、形貌以及热性能表征。结果表明:含相变材料69.1%质量分数的复合材料相变温度为43.1℃,相变潜热高达104.64J/g,相变材料均匀地嵌入到SiO2网络空间内,发生相变时不泄露。同时二氧化硅作为基体材料形成空间传热网格,较大提高了相变材料的导热性能。     

低温烧结高性能2Y-TZP材料

通过在2Y-TZP中加入一定量的硅酸盐玻璃相添加剂,在较低的烧结温度下,制备出细晶、具有良好综合性能的2Y-TZP材料.研究了添加剂加入后,2Y-TZP材料烧结特性、显微结构及力学性能.发现加入少量的添加剂后,不但可以明显降低材料的烧结温度,而且由于细晶及相变增韧的共同作用,材料仍具有较高的抗折强度和断裂韧性.讨论了稳定剂含量对低温烧结Y-TZP力学性能的影响,发现较低稳定剂含量的2Y-TZP材料,由于临界相变尺寸小,在断裂过程中,有更多的四方相氧化锆转变成单斜相,相变增韧的效果更好,因而具有更高的断裂韧性.     

Na2SO4.10H2O溶液的特性及其在蓄冷空调技术中的应用

优态盐蓄冷系统具有冰蓄冷和水蓄冷系统的优点,极易与常规空调系统冷水机组连接,是一个非常有应用前途的蓄冷系统。本文讨论了空调蓄冷对相变材料的要求,分析了Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ的水溶液特性,以及通过添加ＮａＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ改变其转熔温度,以满足空调的需要;讨论了此类相变材料蓄冷空调系统的运行方式     

泡沫铜对相变蓄热系统放热性能的影响

采用复合相变材料泡沫铜/纯石蜡,探究其在相变蓄热系统中的放热特性,以及放热过程中石蜡温度变化规律。实验结果表明:复合相变材料泡沫铜/纯石蜡的加入,有效提高了相变蓄热箱内相变材料的当量导热系数,且由于泡沫铜和石蜡之间不同的传热特性,改善了石蜡的温度分布,使得横截面上换热较均匀,加快了石蜡的凝固速率。     

智能玻璃窗研究的现状和展望

智能玻璃窗由玻璃基片和电致变色系统组成,该光学装置具有对通过光热的动态可调性。系统地介绍了智能窗用材料、装置技术及电致变色理论的研究现状,探讨了目前存在问题的解决途径,提出了未来多功能智能窗构造的新模型。     

尿素浆体的制备及其流动特性研究

相变蓄冷浆体材料具有良好的流动性与高蓄冷密度,既可以充当蓄冷材料又可以作为载冷剂输送冷量。冰浆是一种安全高效的蓄冷介质,已广泛应用于蓄冷空调。然而冰浆制备温度低,限制其在空调系统中的能源利用效率。研究发现,对高质量浓度尿素溶液降温冷却可以制备尿素浆体,相变温度范围覆盖空调工况,且相变潜热较高,具有应用潜力。本文针对尿素溶液的热物性和尿素浆体的流动性能进行了实验研究,结果表明：质量浓度为43%~48%的尿素溶液的相变温度为5~12 ℃,潜热为213.7~223.2 J/g;尿素溶液（C＞32.5%）在液相线处密度随溶液质量浓度的增大而增大,运动黏度变化则相反;尿素浆体流动特性受固相率、Re的影响,不同工况下呈涨塑性流体特征。     

膨胀石墨定形复合相变材料热性能可视化研究

膨胀石墨(EG)作为吸附材料不仅可以防止石蜡(PA)泄漏，还可以提高复合相变材料的导热系数。采用熔融混合法制备了EG含量不同的3种石蜡/膨胀石墨(PA/EG)定形复合相变材料，并对复合相变材料的潜热、热导率、热稳定性和热分解特性进行研究；搭建了可视化控温系统，在恒热流密度下采用红外热成像仪对复合相变材料传热特性进行可视化研究。研究结果表明：EG含量为30%(wt,质量分数，下同)时，复合相变材料导热系数为5.21W/(m·K),与PA相比提高约20倍；随着EG含量的增加，复合相变材料的相变焓逐渐降低，当EG含量为30%时，循环100次后复合相变材料的相变焓为183.6J/g;从熔融过程的温度可视化结果可得，复合相变材料中的EG虽然削弱了自然对流的影响，但是由于其导热系数远高于PA,所以复合相变材料温度变化较为明显。     

二氧化钒薄膜智能窗的研究进展

二氧化钒具有良好的半导体-金属相变特性,在常温下,二氧化钒的晶体结构为单斜晶系结构(M相),随着温度的升高达到相变温度,二氧化钒的晶型变成四方晶红石结构(R相),当温度降低到相变温度时,二氧化钒的晶型又变回单斜晶系结构(M相)。这种典型可逆热色特征,使二氧化钒成为当前建筑用智能窗材料的最佳选择。综述了近些年来制备VO_2薄膜的几种常用方法,并针对VO_2薄膜在热色智能窗应用方面存在的主要问题,从掺杂和复合薄膜结构两方面总结了提高VO_2薄膜性能的改进工艺,为推进VO_2薄膜智能窗的进一步研究提供了依据。