相变材料三水醋酸钠储热性能实验研究

以三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2O)为相变储热基材,添加各种不同成核剂和增稠剂,比较它们的效果,寻求储热性能优越的组合配方.实验表明:对于同一成核剂,随添加量的增加,CH3COONa·3H2O的过冷度有增大的倾向.在10 g CH3COONa·3H2O中添加0.05 g的Na2HPO4·12H2O,抑制过冷的效...     

三水醋酸钠/甲酰胺复合相变材料的制备及性能

以甲酰胺(FA)为改性剂,采用熔融共混法对三水醋酸钠(SAT)进行改性得到新型SAT/FA复合相变材料(CPCM)。探讨FA质量分数(下同)对SAT/FA共混物(基体)相变焓及相变温度的影响。利用熔融-固化循环及步冷曲线, 系统探讨成核剂、增稠剂对复合材料相分离、过冷度及放热性能的影响。对新型SAT/FA CPCM的结构及性能进行XRD 、FTIR及DSC表征。结果显示:添加25%的FA于SAT中可形成SAT/FA低共融体;添加2% 十二水磷酸氢二钠成核剂和2%聚乙烯醇增稠剂形成的CPCM,过冷度低(2.67℃),放热时间长(10170 s),循环稳定性好, 相变焓高达233.9 kJ·kg^-1,相变温度40.88 ℃。可应用于相变蓄热地板辐射采暖。     

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。     

六水硝酸镁相变储热复合材料改性制备及储/放热性能研究

水合盐相变材料因具有较高的相变焓和较低的成本在中低温储热领域有着广泛的应用前景,但其在储放热过程中通常存在过冷度大和热循环稳定性差的问题。以六水硝酸镁为主要研究对象开展相变储热复合材料的改性制备及相变储热装置的研制,采用熔融共混法制备了以二水硫酸钙为成核剂的六水硝酸镁相变储热复合材料,利用差示扫描量热仪及步冷曲线法测试了相变储热复合材料的热物性和循环热稳定性。在此基础上设计并构建了储热量为152 kWh的相变储热装置和相变储热系统,并对其储/放热性能进行了测试。结果表明：添加了2%（质量）二水硫酸钙的相变储热复合材料具有较好的循环热稳定性,且在经过50次熔化-凝固循环后其过冷度一直保持在0.5℃内,相变温度保持在87℃左右,相变焓保持在150 kJ/kg以上;相变储热装置可实现高达27 kW的平均储热功率,在保证放热过程中出水温度不低于56℃的情况下,可实现8 kW的平均放热功率和92.3%的储-放热效率,可满足建筑采暖及日常生活热水需求。     

一种三元相变材料的制备及改性研究

将3种无机水合盐相变材料按不同配比混合,制备出三元相变材料低共熔混合物。选择纳米TiO_2作为改性剂,通过步冷曲线、DSC、SEM、IR、XRD对样品进行分析,研究了纳米TiO_2对三元相变材料过冷度及热性能的影响。结果表明,Na_2HPO_4·12H_2O/Na_2S_2O_3·5H_2O/CH_3COONa·3H_2O三元相变材料的最佳配比为60∶30∶10;当纳米TiO_2质量分数为7%时,Na_2HPO_4·12H_2O/Na_2S_2O_3·5H_2O/CH_3COONa·3H_2O三元相变材料的过冷度从2.0℃降低到0.3℃,无相分离,相变焓从116.75 J/g提高到120.01 J/g。     

相变储热材料三水醋酸钠循环热稳定性实验与数值模拟研究

三水醋酸钠(CH3 COONa·3H2 O)是一种常见的相变材料.选择Na2 HPO4·12H2 O作为成核剂,羧甲基纤维素钠(CMC)作为增稠剂,利用步冷曲线法和差示扫描量热法研究CH3COONa·3H2O相变材料的循环融冻热稳定性;利用FLUENT软件,对CH3 COONa·3H2 O在试管中熔化凝固过程进行数值模拟.结果表明,CH3 COONa·3H2 O相变过程的数值模拟结果与不同实验条件下相变材料熔化凝固过程所需时间能够较好地匹配,说明基于FLUENT软件的相变材料数值模拟方法可以为实际实验提供参考;含有添加剂的CH3 COONa·3H2 O相变材料在循环融冻100次过程中,相变温度稳定在55℃左右,过冷度在1～4℃之间变化,且增稠剂与成核剂有较好的循环融冻热稳定性,利用T-history法估算相变材料的相变潜热值减少15.1％左右.     

高性能三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料的制备及其在电地暖中的应用性能

采用尿素调节三水醋酸钠的相变温度到合适范围再添加膨胀石墨来降低过冷度,研制了高性能的三水醋酸钠-尿素-膨胀石墨混合相变材料,并对其在电地暖中的应用性能进行了研究。结果表明,当尿素质量分数为36.5%、膨胀石墨添加量为4%(质量)时,所得混合相变材料的熔化焓高达209.1 J/g,熔点在31.98℃,过冷度仅为2.04℃,热导率为2.349 W/(m·K),热可靠性良好;将用该混合相变材料制成的相变板安装在实验房的电地暖中时,实验房的热舒适度随着相变材料层厚度的增加而增加,但也带来加热时间和用电量的增加;当相变材料层厚度为10 mm时,电加热温度适宜设置在45℃;在热舒适度相当的条件下,有相变板的实验房与无相变板的参比房相比具有用电量小及电费低的优势。     

复合相变建筑材料的制备以及性能研究

目前,通过将相变材料的潜热储能性能与建筑材料相结合,控制室内温度的变化,从而达到节能目的。水和无机盐因为潜热价值高、价格低廉以及无毒等优势,可以作为首选材料,但因其过冷度、相变温度高等劣势,未被运用到实际的工程中。本文采用Na₂HPO₄·12H₂O制备复合相变的水合盐材料,采用单一变量的方法研究了不同质量分数的成核剂对复合材料的性能的影响,并在此基础上制备了低共熔水复合材料,同时对其性能进行了研究。     

局部低温诱发过冷三水醋酸钠释能特性实验研究

利用半导体制冷局部低温诱发稳定过冷的三水醋酸钠溶液凝固,实验研究不同含水量、样品质量、输入功率等条件下过冷溶液结晶诱导期及释热特性。结果表明：随样品含水量增加,整体呈现结晶诱导期增加,释热温度下降的趋势,含水量44%作为较理想的体系配比,结晶诱导期为2 min,稳定放热温度达52.8℃;诱发过程中制冷装置输入功率越大,容器壁面降温越快,较容易触发,功率为280 W的结晶诱导期是功率为70 W的 1/3;样品质量越大,结晶诱导期越短,稳定放热温度相对较高,放热时间趋长。实验结果为稳定过冷水合盐局部低温诱发凝固释能系统设计提供依据。     

水合盐相变储热材料改性策略研究进展

水合盐相变储热材料因其成本低、潜热高、防火安全、市场需求量大等优点,而受到了广泛关注。本文介绍了水合盐相变材料的储热原理,指出了实际应用过程中存在的关键问题,如相分离、过冷、导热性差、易泄漏等。详细回顾了水合盐相变材料的改性策略及其研究进展,通过添加增稠剂消除相分离,添加成核剂降低过冷度,添加导热增强剂提高导热系数,采用封装技术改善综合性能,同时防止泄漏等。最后,指出了目前研究存在的不足,并对未来的重点研究方向提出了展望。     

膨胀石墨/三水乙酸钠复合相变材料储热的性能

以三水乙酸钠（SAT）为基材,添加具有多孔网状结构的膨胀石墨（EG）制备复合相变材料。使用扫描电子显微镜、温度数据采集仪、差示扫描量热仪、Hot Disk热常数分析仪等对材料进行结构观察及相关热物性测试,研究膨胀石墨对三水乙酸钠的热物性影响。结果表明,膨胀石墨不能减小三水乙酸钠的过冷度,但可大幅提高材料热导率,对材料潜热值、相变温度影响较小,能减轻三水乙酸钠的相分离现象且能提高其循环稳定性。对于基材为三水乙酸钠的相变材料,膨胀石墨添加量为7%时,复合材料吸附情况最好。当复合材料配比为7% EG+1%十二水磷酸氢二钠+SAT时,相比于纯SAT相变材料,过冷度减小约49℃,热导率提高将近1倍,相变潜热影响幅度3.14%,相变温度基本不变;50次循环后,相变潜热影响幅度保持在1.4%以内,循环稳定性较好,具有较好的应用前景。     

超声波对三水醋酸钠相分离及结晶的影响

The effects of ultrasonic radiation on phase separation as well as the crystallization of sodium acetate trihydrate,a typical salt hydrate phase change material (PCM),were studied experimentally.It is shown that ultrasonic radiation may inhibit phase separation to a certain degree.The influence of ultrasonic radiation on crystallization is also found.The addition of PCM grain can inhibit supercooling effectively.The crystallization is related to the supercooling degree.Furthermore,the effects of ultrasonic radiation on inhibiting phase separation of salt hydrates are discussed based on theoretical analysis.     

三水合乙酸钠复合相变材料过冷特性实验统计分析

以三水合乙酸钠（SAT）为基材,添加具有微孔结构的硅藻土（DE）及十二水磷酸氢二钠（DHPD）等添加剂制备复合相变材料。取过冷度作为目标函数,进行双因素重复测量实验并分析成核剂对相变材料的过冷改性有无显著作用及成核剂之间的交互作用。将不同添加剂、不同浓度组合成数学意义上的超矩体分割成四个局部超矩体,通过正交实验分析局部超矩体域内不同添加剂浓度对相变材料过冷特性的影响。合并局部正交实验数据并进行方差分析研究不同添加剂对相变材料整体过冷特性的影响;对整体实验数据进行多元回归分析,建立过冷特性数学模型,求出符合实际应用情况的最优方案,其过冷度小于0.5℃;确定经济性条件下的优化方案,配制相应复合相变材料验证其过冷特性,进行潜热、导热的性能测试。     

硫酸铝铵相变蓄热材料实验研究

通过对硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2.12H2O]的实验研究,寻找减小其过冷度,改善其储热性能的方法。按照溶液配制法,在熔融的硫酸铝铵中依次加入适量的有效添加剂及去离子水,记录蓄热体系放热时的温度变化,反复调节添加剂的质量比,达到最佳配置。结果表明,硫酸铝铵中添加质量分数为1.8%的氟化钙、0.4%的碳、6%的去离子水能够较好地抑制过冷,保证放热速率。重复性实验验证,该材料是低温范围内具有较高相变温度、相变潜热大、放热性能稳定、重复性良好的蓄热材料,可以应用于电蓄热、回收城市废热等领域。     

泡沫金属复合相变材料的制备与性能分析

利用泡沫金属多孔结构的吸附性能,以八水氢氧化钡为相变材料,泡沫铜为基体,制备了结晶水合盐/泡沫金属复合相变材料。采用差示扫描量热法测定了八水氢氧化钡的热循环性能,随着热循环次数的增加,相变材料的相变温度基本不变,相变潜热略有减少,八水氢氧化钡具有较好的热稳定性。搭建了相变储能实验台,实验分析了3组不同实验方案,结果表明,填充泡沫铜不仅增强了相变材料的传热速率,而且有效地降低了八水氢氧化钡的过冷度。当泡沫金属使用较大孔密度后,结晶水合盐的过冷问题得到了比较明显的改善。     

复合相变蓄热材料研制及性能分析

制备了一种复合相变蓄热材料,该蓄热材料是由两种相变材料(硬脂酸和石蜡油)组成,通过物理吸附的方法将其复合在固态支撑材料中,通过实验分析了所研制的蓄热材料的相变点、相变热、热稳定性及微相结构等性能。测试结果表明该蓄热材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性。     

固-固相变储热材料的研究进展

与固-液相变材料相比,固-固相变材料（SS-PCMs）受到的关注较少;鉴于SS-PCMs具有储能密度高、无毒且腐蚀性小、相变时无液体产生且体积变化较小、不易发生相分离以及过冷度小等优点,因而是一类具有发展潜力的相变材料。本文基于SS-PCMs的研究现状,对近年来几类重要SS-PCMs如多元醇SS-PCMs、高分子类SS-PCMs及无机盐类SS-PCMs的研究进展进行了综述。简要阐述了SS-PCMs的分类以及各类SS-PCMs的性能、相变储热机制和优缺点。同时介绍了选择固-固相变材料应用时的基本原则,并针对相变材料热导率低,过冷度大、稳定性差等问题的改性研究进行了综述,还简要综述了SS-PCMs的应用研究。最后指出,未来的研究应着眼于解决已合成SS-PCMs的缺陷,开发多功能的SS-PCMs,并在SS-PCMs的实际应用方面实现突破。