黄原胶对不同相变温度芒硝基相变储能材料性能影响

采用FT-IR、XRD筛选速溶高粘XG作3种温度梯度芒硝基相变储能材料粘稠剂,从微观形貌以及相变体系酸碱度对粘稠剂稳定性影响方面进行了研究分析,研究表明,选择防相分层效果最佳的速溶高粘XG作为22℃、14℃、7℃芒硝基相变储能材料粘稠剂.同时研究了速溶高粘XG在3种温度梯度芒硝基相变储能材料中的最佳添加量,以及对3种温度梯度芒硝基相变储能材料热焓值、过冷度的影响.结果表明:22℃、14℃和7℃芒硝基相变储能材料中速溶高粘XG添加量分别为1.4％、2.4％、1.0％时能够防止相分层,相变温度分别为23℃、12.5℃以及9.8℃,热焓值分别为197.5 J/g、111.1 J/g、56.83 J/g,23℃、12.5℃相变温度芒硝基相变储能材料未出现过冷度现象,9.8℃相变温度储能材料产生0.1℃的过冷度.     

多孔硅藻土支撑芒硝基相变储能材料制备及其性能表征

采用真空浸渍法制备出一种改性硅藻土/芒硝基复合相变储能材料.在该复合材料中,以蔗糖为碳源,按比例与多孔硅藻土混合后,在氮气气氛下煅烧,使之在多孔硅藻土表面发生原位碳化以增强其导热性.采用真空浸渍法与芒硝、十水碳酸钠复合制备硅藻土支撑的芒硝基相变储能材料,利用SEM、DSC、FTIR、Hot Disk等测试了材料微观形貌、热性能、过冷度、稳定性及导热系数.结果表明,蔗糖在多孔硅藻土表面碳化可以显著提高多孔硅藻土的导热性能,当蔗糖添加量为5wt％时,硅藻土颗粒结构未受到破坏,此时导热系数为0.7985 W/(m·K),相较于未添加蔗糖碳化的硅藻土提高46％;复合相变储能材料中水合盐负载量为60％;制得的复合相变储能材料的融化温度和结晶温度分别为18.3℃和16℃,相变过程放热量为74.43 J/g,相较于纯相变储能材料有所降低;复合相变储能材料中硅藻土可有效延长相变储能材料使用寿命,经100次循环试验后,相变焓为71.22 J/g,降低4.5％,循环稳定性较好.     

石蜡基相变储能墙结构设计与控温实验研究

基于相变储能(LTES)理论筛选牌号为25℃的石蜡掺入质量分数为5％的碳纤维制备复合相变材料,利用金属波纹管封装后蛇形敷设于墙体中,在墙体与室内相邻一侧的混凝土材料中掺入质量分数为2％的钢纤维,设计制备相变储能墙.将LTES墙与普通混凝土墙分别用于2组温室模型制备LTES温室与普通温室,进行控温对比实验.提出相变维持时间、温度延迟时间、温度衰减倍数、升温速率和降温速率5个指标定量评价LTES墙综合控温性能.结果表明:牌号为25℃的石蜡,实际相变温度区间为22.2～30.0℃,与植物生长所需环境温度区段相匹配,适于温室使用;LTES墙施工便捷、成本低、封装量高、热交换速率快,结构设计方法切实可行;LTES温室环境温度波动小,相变材料的储热与放热过程对于温室环境温度起到"削峰填谷"效果,减少了辅热或制冷设备产生的附加能耗,可起到节能减排作用;LTES墙较普通墙具有很长一段相变维持时间,且外温传递的延迟时间长、衰减幅度大、升温和降温的速度慢,将其用于温室结构可以起到明显控温效果.     

纸浆纤维对不同相变温度芒硝基相变材料相分层及热性能影响

在速溶高粘羧甲基纤维素钠为粘稠剂的基础上,选取4种类型纸浆作为不同相变温度芒硝基相变储能材料辅助粘稠剂,利用FT-IR、亲水性、耐腐蚀性以及冻-融循环实验,筛选自制纸浆作为3种温度梯度相变材料辅助粘稠剂.同时探究了自制纸浆对相变材料相分层效果、潜热值性能的影响.结果 表明:7℃、14℃、22℃相变材料中自制纸浆添加量分别为1.4％、1.6％、1.2％,材料实际相变温度分别8.1℃、16.7℃、22.1℃,对应的潜热值分别为201.8 J/g、114.1 J/g及179.5 J/g,极大提高芒硝基相变材料储热性能,有效延长相变材料使用寿命.     

日光温室用无机复合相变材料的制备及应用研究

为改善日光温室热环境,采用步冷曲线法和差示扫描量热法等实验方法研究制备了一种Na₂SO₄·10H₂O-Na₂HPO₄·12H₂O基复合相变材料,并将其改性后应用在温室模型中进行效果实验。实验结果表明：改性后此材料的最佳配比（质量分数）为21.37%Na₂SO₄·10H₂O+64.10%Na₂HPO₄·12H₂O+4.27%KCl+4.27%H₂O+4.27%Na₂SiO₃·9H₂O+0.86%石墨粉+0.86%羧甲基纤维素钠（CMC）,其过冷度降至0.6 ℃、相变温度为25.1 ℃、相变潜热为143.7 J/g,经过200次冷热循环实验,相变材料仍能保持较好的相变性能;将其应用在温室模型中对比发现,该相变材料可减小温室内温度波动,晴天条件下相变材料可使室内最高温度降低1.6~3.1 ℃,使室内最低温度提高1.7~2.7 ℃,使土壤温度提高0.3~1.4 ℃,且连续晴天条件下相变材料的控温效果更加明显。     

有机硅和环氧树脂改性聚脲的热性能及DMA分析

采用端异氰酸基改性硅油和环氧树脂改性二乙基甲苯二胺改性聚脲,通过热失重及动态热力学分析研究了材料的热性能,力学性能及阻尼性能。结果表明:引入有机硅及环氧树脂的聚脲涂层的耐热性能显著提高,其初始分解温度T_(10)由288.1℃提升至330.1℃,失重50%的温度T_(50)由368℃提升至410.5℃,玻璃化温度T_g由10℃提升至58℃,其温域为25~82℃,tanδ峰值0.68。40℃下改性涂层在10~(-5)~10~2频率具有良好的阻尼性能。     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠（SAT）为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素（CMC）和十二水磷酸氢二钠（DHPD）作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明：添加0.5% CMC和2% DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 kJ·kg^-1,相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 kW,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。     

改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶的制备及其性能研究

固体废弃物高附加值利用是资源可持续发展的重要途径之一.以石蜡与改性钢渣制备相变储能改性钢渣,然后将相变储能改性钢渣取代部分炭黑与丁苯橡胶进行复合,制备改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶.研究改性钢渣的性质,石蜡用量与相变储能改性钢渣用量对所制样品性能影响.结果表明,磷酸可以有效去除钢渣孔结构中的f-CaO,从而大幅提高了改性钢渣的比表面积和孔体积.当石蜡用量为10 g、改性钢渣用量为30 g和炭黑用量为20 g时,改性钢渣基相变储能型丁苯橡胶不仅具有良好的力学性能,即拉伸强度22.1 MPa、邵氏A硬度65.9和撕裂强度40.2 kN/m,而且具有稳定的相变储能性能,即相变温度55.5℃和相变焓13.27 J/g.上述研究有利于改性钢渣基相变储能型橡胶在防水卷材、墙面保温材料与屋面隔热材料应用,从而实现钢渣高附加值利用.     

三水醋酸钠相变储能复合材料改性制备及储/放热特性

水合盐相变储热材料普遍存在的过冷和相分离现象是影响其热稳定性和热性能的关键问题。以中低温水合盐相变储热材料三水醋酸钠(SAT)为研究对象,采用熔融共混法将羧甲基纤维素(CMC)和十二水磷酸氢二钠(DHPD)作为添加剂对三水醋酸钠进行了改性研究,通过各成分的配比优化制备了高性能相变储热复合材料,利用DSC及熔融-凝固装置对改性材料进行了热物性和稳定性的测试,分析了不同质量分数的添加剂对相变储热复合材料的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响;在此基础上采用改性的SAT相变储热复合材料构建了高密度储热器并搭建了相变储能热水实验系统,研究了不同运行工况下相变储热器的储/放热性能。结果表明:添加0.5%CMC和2%DHPD的相变储热复合材料有效改善了纯SAT的相分离严重和过冷度大的问题,具有良好的热稳定性,多次循环后复合样品的相变焓为258 k J?kg~(-1),相变温度为57℃,过冷度在2℃以内;相变储能热水系统在不同放热工况下出口水温度均超过50℃,放热过程中相变材料温度变化平稳,储热器的储放热效率高于90%,放热功率大于10 k W,且随着入口水温下降,放热功率、放热量及储放热效率都提高,相变储热器的储能密度是传统水箱的2.6倍。     

月桂酸/活性炭复合相变储能材料的试验研究

通过熔融物理吸附法将月桂酸、活性炭复合制备得到复合相变储能材料。测试分析表明,复合相变材料的相变温度范围在44.61℃~46.51℃之间,并且有一个较大的吸热峰,可实现相变吸放热,热稳定性好,相变物质热性能基本不受影响。微相结构显示活性炭能有效吸入大量的月桂酸,具有较好的物理吸附结合能力。综合分析表明,该复合相变储能材料在储热、保温方面具有较好的应用参考价值。