储热型太阳能供暖系统热输送全过程特性研究

研究了基于低温辐射散热的储热型太阳能供暖系统。分析了平板热管型太阳能集热器的集热特性和相变储热材料的吸/放热特性,揭示了相变储热单元温度场不均匀度的变化规律,测定了相变储热单元的热传输速率及系统的太阳能综合利用能力,优化了毛细管网运行条件,讨论了系统经济性。结果表明：平板热管型太阳能集热器热损系数为5.5447 W/（m²·K）,截距效率为86%;相变储热材料熔点及相变焓分别为55.69℃、163.09 J/g;相变储热单元温度场不均匀度在储热/放热阶段的变化趋势基本一致,平均储热速率和放热速率分别为1.829、1.803 MJ/h;系统的太阳能综合利用能力为0.2132;毛细管网的最佳进口温度和散热温差分别为36、8℃;系统初投资和运维成本分别为225.8、4.28元/m²,静态投资回收期为8.7年。     

相变温控应用于电子设备的抗热冲击性能研究

相变温控是利用相变材料的相变过程以实现对物体温度控制的方法。以高热导率和储热密度的膨胀石墨/石蜡复合材料制作储热材料器件,构建了基于相变温控的电子器件散热模拟实验系统。研究在3种波动热负荷条件下,模拟芯片的表面温度随时间的变化情况,并与同型号传统散热器比较,分析相变温控对电子器件瞬态热管理的影响规律。实验结果表明,在同等条件下,相变温控散热实验系统的抗热冲击性能约为传统散热系统的1.4倍。将复合相变材料应用于电子器件的瞬态热管理中,可以降低电子设备的表面温度、减小温度波动幅度,保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性。     

新型LED路灯的散热-蓄热装置的设计

为了达到对大功率LED路灯产品既降低制造成本(散热器质量)又加快散热的目的,设计了一个新型LED路灯散热装置。在原有散热装置的基础上加入了一个蓄热装置,选取合适的蓄热材料,对LED路灯热分析,分析两种不同结构下热传导和热对流两种方式的散热效果。数据结果表明,在保证散热效果相同的情况下,改进后的LED路灯散热器较之前模型尺寸大大减小,相同时间下的模型温度大大降低。     

基于热电效应与相变耦合的锂离子电池热管理数值研究

温度对锂离子电池工作性能影响巨大,需要增设热管理系统对电池在高温工况下散热。文中建立了一种基于热电效应和相变材料耦合的电池热管理系统,采用半导体制冷片冷端直接为电池制冷,热端采用相变材料散热。为进一步强化系统散热性能,通过数值模拟的方法探究半导体制冷片及相变材料对电池散热的影响。结果表明：半导体制冷片在高工作电流下,其制冷效果突出,但存在电池内部温差过大、相变材料短时间失效等问题难以在电池放电全程维持其合适工作温度,可应用于紧急情况下为电池迅速散热。当制冷片在低工作电流下工作时,制冷片输入工作电流为0.4—0.6 A,相比电池无热管理系统下的平均温度,电池最高平均温度降低约45℃,电池在放电全程散热效果显著,且电池内部最大温差小于5℃,均匀性良好。相变材料的熔点及潜热值大小对热管理系统散热性能也起到了重要作用。     

复合相变材料/空冷复合式锂离子电池模块散热性能

锂离子电池放电过程中产生的热量无法及时消散会导致电池性能下降,设计合理的电池组散热结构是提升电池性能的关键一环。提出一种复合相变材料（CPCM）与空冷结合的电池组散热结构。利用伪二维电化学模型与三维散热模型相结合,将电池产热过程、电池与外界传热过程进行解析,探究了相变材料（PCM）厚度、CPCM中膨胀石墨（EG）的含量、空冷孔道数量及空冷气体流通方向对电池组散热性能的影响。结果表明,CPCM/空冷复合式散热结构的散热性能明显优于只用CPCM的电池组,且当PCM厚度等于电池半径、EG质量分数为20%时,电池组散热性能最佳。此外,双向通风管道设计可以更有效地降低电池温度。所得结论可为锂离子电池组的散热设计提供理论指导。     

LED照明散热研究进展

LED由于具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、结构牢固、重量轻、体积小、成本低等众多优点,必将成为未来一般照明市场的主要光源。但散热问题一直是阻扰LED发展的瓶颈。本文从内部封装散热和外部散热方式两个方面介绍了LED的散热状况。低热阻、散热良好的封装结构是LED散热的关键,性能优良的封装材料则可以很好改善LED的散热性能。在增强封装散热的同时,努力提高外部散热方式可以提高散热效率。     

采用相变材料冷却的动力电池组的散热性能

使用石蜡/石墨相变复合材料设计了单体电池和电池组,开展了动力型镍氢电池组散热的实验。通过测定电池在不同电流下放电过程中的温度变化,研究和比较了分别采用相变冷却技术与空气换热冷却技术的电池散热效果;并初步优化了石蜡/石墨复合相变材料的质量配比。实验结果表明,在1C放电倍率下,采用相变材料冷却相对于空气自然和强制对流冷却,电池温升分别降低14～18 ℃以及9～14 ℃。石蜡与石墨质量配比在4∶1时,电池组冷却效果达到最佳。相变材料填充的电池经过充放电循环后,电池性能没有显著劣化。     

全新LED灯采用普立万导热塑料

LED灯是一种可持续的替代照明方案,比荧光灯和白炽灯节能30％到80％。虽然LED灯节能且散热量较小．但其导热部件散热性能的优劣对LED灯的使用寿命和节能效果极为关键。     

基于复合相变材料的电子芯片热管理性能研究

为了提高小功率电子器件的热管理能力,今以PEG1000为相变材料,膨胀石墨(EG)为载体基质,采用物理吸附法制备出导热系数高、热响应速度快的PEG1000/EG复合相变材料,并选择PEG1000质量含量90%的复合相变材料应用于电子温控散热系统。通过分析不同输出功率条件下模拟芯片表面及相变材料内部的温度随时间的变化规律,考查复合后的相变材料的温控能力。研究表明,散热器填充复合相变材料后的散热性能明显优于填充前的,模拟芯片表面的升温速率明显降低。此种复合相变材料的使用能有效提高电子器件的热管理能力。     

相变控温技术在电子元器件热控中的研究进展

介绍了相变材料(PCM)的分类和电子散热用PCM的选择原则,以及相变控温技术的原理,综述了PCM在电子散热领域的应用、PCM热性能改进、相变散热装置设计以及相变散热数值分析的研究进展,展望指出了相变控温技术在电子元器件热控中应用研究的技术瓶颈和重点方向。     

相变温控在电子器件热控制中的应用进展

相变温控是利用相变材料的相变过程以实现对物体温度控制的方法。综述了相变温控在电子器件热控制领域的原理及其应用,利用相变材料大的相变潜热和较为恒定的相变温度的特点,可实现电子器件散热的有效管理,并指出开发具有高导热性能的定形相变材料是相变温控技术一个重要的发展方向。     

膨胀珍珠岩-石蜡相变储能砂浆的力学性能研究

利用膨胀珍珠岩对石蜡具有良好的吸附性能,以石蜡为蓄热芯材,膨胀珍珠岩为载体,经碱矿渣封装后,制备了膨胀珍珠岩-石蜡复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在相变过程中,很难从膨胀珍珠岩的微孔中渗透出来。将相变储能珍珠岩作为细集料制备出相变储能砂浆,对其热物理性能力学性能进行了试验研究,结果表明:采用碱矿渣对吸附了相变材料的珍珠岩表面进行封装,相变材料的质量损失率、潜热变化率及温度变化率均较小,封密性和稳定性较好;相变循环对砂浆强度影响较小;在配合比相同的情况下,相变材料对砂浆的强度影响较大,相变储能砂浆的抗压强度低于普通砂浆。     

含石蜡@二氧化硅纳米胶囊和碳纤维的相变热界面材料及其散热性能

含有相变材料的热界面材料（即相变热界面材料）可借助相变材料的吸热来直接缓解高热通量对芯片造成的冲击。将相变胶囊与导热填料复配引入聚合物基料有望获得可靠性好的相变热界面材料。将石蜡@二氧化硅纳米胶囊与碳纤维复配，制备了一系列含不同质量分数碳纤维和纳米相变胶囊的聚二甲基硅氧烷基相变热界面材料样品，测定了它们的相变特性、热导率和硬度，并将它们分别用于模拟芯片散热来评价其应用性能。结果表明，碳纤维含量的增大致使相变热界面材料样品的热导率和硬度上升，而纳米相变胶囊含量的上升带来相变热界面材料的熔化焓上升及硬度下降，从而都对相变热界面材料的散热性能产生影响。石蜡@二氧化硅纳米胶囊和碳纤维的协同作用致使在所有制备的样品中纳米胶囊含量34%（质量）和碳纤维含量9%（质量）的相变热界面材料取得了最佳散热性能。此外，该相变热界面材料还具有优异的热可靠性，因而具备应用前景。     

导热塑料在LED散热器的应用与优化设计

发光二极管(LED)散热性能与LED寿命直接相关。导热塑料由于密度小、流动性好、绿色环保等优点,已成为新型热门散热材料。主要研究导热塑料在LED散热器的应用及优化设计。具体为:利用Solid Works进行三维建模和插件flow simulation进行仿真,分析采用导热塑料的LED散热器利用翅片散热技术的影响因素,并通过仿生智能优化算法进行优化设计。     

红外辐射涂料在LED散热领域的应用

LED作为一种新型高效固体节能电子器件,对我国可持续发展战略具有十分重要的意义,然而其散热问题却一直制约着LED的发展。通常LED散热是通过热传导和热对流进行的,但其实辐射散热也是一种有效的散热方式。本文首先介绍了辐射散热的原理,分析了红外辐射涂料在LED散热应用中的可行性,介绍了红外辐射涂料在LED散热领域的应用现状,指出红外辐射涂料目前在这方面的实际应用并不广泛,最后讨论了红外辐射涂料在LED散热方面的发展趋势。     

相变蓄热电采暖结构模拟研究

相变蓄热层是相变蓄热电采暖结构的核心层,蓄热层中的储能材料以显热或相变的方式吸收,当一定的时间温度降到相变点,通过交换介质以导热、对流和辐射的方式将储存的热量释放给热用户。本实验将探究相变热过程中的理论蓄热、散热,先在GAMBIT软件中进行几何建模,网格划分,边界设定,完成模拟前处理。运用Fluent软件模拟蓄热层为纯石蜡微胶囊、蓄热层为泡沫金属铜/石蜡微胶囊复合相变材料的蓄热过程。结果表明,蓄热层中添加泡沫金属铜与石蜡微胶囊,强化了传热效果,解决了石蜡微胶囊导热率低的问题。与纯石蜡微胶囊对比,加快了相变响应时间,同时,导热效果更加明显。     

CaCl_2·6H_2O/多孔Al_2O_3复合相变材料的制备与热性能

将CaCl2·6H2O作为相变材料,3%的硼砂作为成核剂,以多孔Al2O3作为基体,通过真空浸渍法和多孔Al2O3的毛细吸附作用,制得不同比例的CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料,并进一步对其微观结构和热性能进行了分析。N2吸附脱附等温线分析证明,多孔Al2O3具有较大的比表面积。SEM照片和FTIR光谱说明CaCl2·6H2O被成功吸附入Al2O3的多孔结构中。DSC曲线显示,复合相变材料的熔融潜热可达99.81 J/g,说明其具有良好的相变储热性能。     

CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料的制备与热性能

将CaCl2·6H2O作为相变材料,3%的硼砂作为成核剂,以多孔Al2O3作为基体,通过真空浸渍法和多孔Al2O3的毛细吸附作用,制得不同比例的CaCl2·6H2O/多孔Al2O3复合相变材料,并进一步对其微观结构和热性能进行了分析。N2吸附脱附等温线分析证明,多孔Al2O3具有较大的比表面积。SEM照片和FTIR光谱说明CaCl2·6H2O被成功吸附入Al2O3的多孔结构中。DSC曲线显示,复合相变材料的熔融潜热可达99.81 J/g,说明其具有良好的相变储热性能。     

相变材料在建筑节能中的研究进展

对相变材料进行了分类,总结了建筑用相变材料的特性,并概括了相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的应用以及相变材料在建筑室外围护结构和建筑室内的散热、储热、蓄冷性能。综述了相变材料在建筑节能中的研究进展,说明了相变材料的研究以及在建筑节能领域中的应用具有重要意义,最后对相变材料在未来建筑节能中的应用及研究方向进行了展望,为相变材料在建筑节能方面的研究及应用提供参考。     

亲水改性超薄平板热管传热性能

高性能电子器件的发展需要厚度更薄、传热性能更高的传热装置。热管依靠内部工质相变潜热来传递热量，具有热导率高、均温效果好等特点，广泛应用于电子器件的散热。本文制作了厚度为0.6mm的超薄平板热管，热管壳体内部和铜丝网均作亲水改性处理，丝网加工出蒸汽通道来实现气液共面以降低流动阻力。搭建热管性能测试平台，在自然对流冷却条件下研究去离子水、乙醇两种工质和不同充液率对超薄平板热管传热性能的影响。结果表明：经过化学改性改善了管壳和铜丝网对去离子水的浸润性，同时提高了铜丝网的毛细力，亲水改性后去离子水热管热导率相比改性前提升了19.53%；两种工质填充的热管的最佳充液率都是1.0，在控制蒸发段最高温度小于80℃的情况下允许输入的最大功率为6W；去离子水填充的热管表现出更好的热性能。