MgCl2·6H2O/MgSO4·7H2O复合相变体系的储热性能研究

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储存性能的关键问题.以中低温水合盐相变储热材料MgCl2·6H2O(MCH)为主体材料,MgSO4·7H2O(MSH)为调节剂,采用熔融共混法制备MCH和MSH复合相变储热体系,研究了MSH对复合相变体系的相变焓、相变温度、过冷度及相分离现象的影响.结果表...     

石蜡/膨胀石墨复合相变材料的结构与热性能

以有机物石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构，利用膨胀石墨的多孔吸附特性，制备出了石蜡含量分别为50％（质量分数，下同），60％，70％和80％的石蜡／膨胀石墨复合相变储热材料．采用扫描电镜（SEM）和差示扫描量热分析（DSC）对复合相变储热材料的结构和热性能进行了表征．结果表明：膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态，石蜡被膨胀石墨微孔所吸附；复合相变储热材料的相变温度与石蜡相似，其相变潜热与基于复合材料中石蜡含量的潜热计算值相当．储（放）热性能测试结果表明，含80％石蜡的复合相变储热材料其储热时间比石蜡减少69．7％，放热时间减少80．2％．     

泡沫石墨作为相变储能材料填充物的研究

以石蜡为相变材料、泡沫石墨为支撑结构,文章利用泡沫石墨的多孔吸附特性,采用多次真空灌注方法制备了泡沫石墨/石蜡复合相变储热材料。采用Hot Disk热常数分析仪和差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的热性能进行了表征。结果表明,石蜡充分吸附到泡沫石墨的蜂窝状微孔中,泡沫石墨的填充极大地强化了相变材料的导热能力;复合相变储热材料的相变温度与石蜡相似,其相变潜热与基于复合材料中石蜡含量的潜热计算值相当。设计了储能过程实验,并与纯石蜡试件进行了对比;储热性能测试结果表明,复合相变储热材料的储热速率比纯石蜡有了极大的提高。     

三水合醋酸钠/膨胀石墨复合相变材料的制备及其储热性能

水合盐储能材料普遍存在热导率低、过冷度大及相分离问题.本文通过熔融共混制备了以三水合醋酸钠(SAT)为主体的复合相变材料(CPCM).采用膨胀石墨(EG)作为高导热添加物强化导热系数,同时作为成核剂改善其过冷度问题.采用黄原胶(XG)为增稠剂改善复合相变材料的相分离问题.研究了复合相变材料的导热性能、相变性能及热稳定性,并基于该复合相变材料(SAT/EG/XG)搭建了高储热密度的相变储热器,研究了该装置在85℃热源、20℃冷源下的储放热性能.结果表明:膨胀石墨的加入可明显增强热导率及消除过冷度.添加2%～4%(质量分数)膨胀石墨,复合相变材料热导率可达1.12～1.81 W/(m·K),为纯SAT热导率的2～3倍,且添加0.5%～1.2%(质量分数)黄原胶可明显抑制相分离.复合相变材料具有很好的热稳定性,50次循环后其熔化温度保持在58.0℃左右,凝固温度稳定在57.6℃左右,无明显过冷度,相变焓为250～255 kJ/kg.基于该复合相变材料的储热器的储热密度可达442.7 kJ/L,是传统水箱的1.7倍,储放热效率达96.4%,具有明显的储热优势.     

环境温度对无机水合盐相变材料过冷行为的影响机理

建立过冷度测试装置,通过绘制相变过冷曲线、差示扫描量热曲线(DSC)等,研究环境温度对无机水合盐过冷行为的影响,分析环境温度与相变过冷度、相变驱动力的关系,并提出其影响机理。研究结果表明:相变升温持续时间随环境温度升高而延长,相变开始时间随环境温度升高而延迟,相变过冷度随环境温度升高而降低;相变材料与环境发生热交换损失的热量(ΔG_E)、成核结晶部位的迁移热(Q_q)作为相变阻力,对无机水合盐过冷行为产生较大影响,导致CaCl_2·6H_2O相变过冷度随所处环境温度的升高而降低,变化幅度为0.1~19.9℃。     

无机水合盐中水的状态与相变潜热的关系

选择3种典型的样品CuSO₄·5H₂O (胆矾)、Na₂HPO₄·12H₂O和Na₂SO₄·10H₂O (芒硝)进行测试, 利用热重?差式扫描量热(TG-DSC)同步测试仪检测样品的热效应, 并通过拉曼光谱进行结构分析。结果表明, 对于在相变点以脱结晶水为主的相变材料, 水在晶体中的状态不同, 会使相变材料在脱水过程中产生不同的热效应, 直接影响相变潜热的大小, 但并非所有无机水合盐的相变潜热都随着结晶水数目增多而增大。大部分无机水合盐所带结晶水数目越少, 每摩尔水的平均潜热越高。通过对在相变点脱去部分结晶水的Na₂HPO₄·12H₂O与在相变点脱去全部结晶水的Na₂SO₄·10H₂O的对比研究认为, 对于前人关于无机水合盐的潜热大小与结晶水数目之间普遍存在定量关系这一结论是否具有普适性还有待进一步研究。     

石膏基陶粒吸附石蜡复合储能材料制备及性能

采用常温相变储能石蜡作为复合相变材料的储能介质,以多孔陶粒作为吸附载体,再通过海藻酸钠反应包封陶粒,复合制成热稳定性能良好、便于在建筑结构上应用、成本低廉的颗粒型相变储能材料.将该种复合的相变储热材料加入到石膏中,能明显提高石膏板的储能密度,延长储能材料的储热时间,同时明显降低石膏的水化热峰值温度并延缓其出现时间,对石膏水化过程温度峰值的控制有良好效果.     

原位反应烧结制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料的研究

以电熔镁砂和白刚玉为镁铝尖晶石陶瓷基体原料,以氯化钾、氟化钾复合盐为相变材料,用原位反应烧结法制备熔盐/尖晶石复合高温相变储能材料,研究烧结温度、熔盐含量对熔盐/尖晶石相变储能材料性能的影响.采用XRD和SEM对材料进行表征,通过DSC分析测定材料相变潜热,结果表明,烧结温度为1 000 ℃和熔盐含量为40%时,所制备的储能材料的相变潜热为70.98 kJ/kg,蓄热密度为240 kJ/kg(ΔT=100 ℃),储热性能较好.     

太阳能光热发电系统中储热材料研究进展

太阳能光热发电相对光伏发电具有低污染、高效率的优点。由于太阳光照的波动性和夜间无光的特点,限制了光热发电系统的稳定性,提出利用储热技术克服阳光不足和夜间无光照的制约。储热系统可分为显热储热、相变储热和化学储热。具有太阳能光热发电应用前景的储热材料主要有熔融盐(钠盐和钾盐)、高温储热混凝土和相变合金。     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明:不同位置的LiCl都会出现恒温"平台",其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。     

储能墙板用癸酸-硬脂酸/膨胀珍珠岩定型复合相变材料的制备与表征

采用真空吸附法将液态的癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共晶相变材料封装入多孔膨胀珍珠岩(EP)中,制备颗粒定型复合相变材料CA-SA/EP,并以石膏为无机基体研制储能墙板。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、多路温度测试仪和热扩散系数测试仪表征材料的性能。结果表明:以质量比4∶1的CA-SA二元共晶相变材料在EP复合相变材料中的最佳吸附质量分数为75%,且在EP的多孔网络结构中均匀分布,复合过程中CA-SA二元共晶相变材料与EP间不发生化学反应,没有新产物形成;CA-SA/EP颗粒定型复合相变材料的相变温度和相变潜热分别为20.7℃和120.4 J/g,500次热循环后,颗粒定型复合相变材料的热性能基本不变。     

相变混凝土的制备与性能研究综述

综述了相变材料的分类及特点、相变材料的定形与封装技术、相变混凝土的配合比设计与性能等3个方面的研究成果,对固-液相变材料的热物理参数、应用现状及多元复合相变体系进行了研究,归纳整理了相变材料的定形与封装技术,重点讨论了多孔基体吸附法,对比分析了相变混凝土的设计原理、力学性能与热物特性变化规律,并对相变混凝土研究方向进行了展望.结果表明:石蜡、脂酸和醇类等3种相变材料更适合于工程建筑环境的应用;相变材料不宜与混凝土集料直接混合;通常采用多孔基体材料吸附液体相变材料来制备相变骨料;相变混凝土的导热系数受相变骨料掺量影响明显,比热容会随掺量增加而提高,强度往往大幅降低.     

相变储热材料应用研究进展

相变储热材料研究与开发是一个新兴的领域,系统地介绍了各类相变储热材料的特点、制备方法及实际应用,概括了固-液、固-固相变材料特性及应用上的不足和解决方法,对相变储热材料的应用前景和研究进展进行了综述.     

纳米技术在相变储热领域的应用

将纳米技术,尤其是纳米材料制备技术应用于相变储热领域,可以得到纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料以及纳米高温相变材料。纳米级相变材料的开发将拓宽相变储热技术的应用领域。本文综述了纳米胶囊相变材料、纳米复合相变材料和纳米高温相变材料的研究进展,介绍了纳米相变材料的应用。     

结构参数对管壳式相变储热单元熔化过程性能提升的影响

针对常规管壳式相变储热单元中热源管道与相变材料之间传热性能差的问题,以竖直放置圆柱形单内管管壳式相变储热单元内部熔化过程中相界面形状为依据,对管壳式相变储热单元结构进行改进,采用数值模拟对基准管壳式相变储热单元和优化结构单元中相变材料带自然对流的熔化过程进行研究,讨论相界面、温度场和速度场的演化过程,比较不同结构单元中...     

从纺织到航天相变材料应用前景广阔

相变材料(PCM-Phase ChangeMaterial)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质,可分为有机(Organic)和无机(Inorganic),亦可分为水合(Hydrated)和蜡质(ParaffinW ax)。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程,这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。我们     

石蜡和石墨复合相变材料的导热性能研究

石蜡作为相变材料的不足之处在于石蜡的导热系数低.为了改善石蜡的导热系数,实验利用导热系数较大的石墨和具有较高储热能力的石蜡制备出复合相变储能材料,分析了储热、放热过程中,石墨对石蜡传热特性及相变的影响.结果表明:石墨的掺入增加了复合材料的导热速率,减小了传热的波动性;复合材料的相变时间明显提前,固液相界面的移动加快,相变时间范围明显缩短,而相变温度区间基本不变.     

相变储热在建筑节能中的应用

相变储热技术是利用低品位能源 ,实现建筑节能的重要途径。综述了可用于建筑节能的相变储热材料和相变储热技术 ,并提出了这一技术领域内近期需要研究和解决的问题     

三水合醋酸钠复合相变材料储能特性研究

为改善无机水合盐类相变材料存在的过冷及相分离两大缺陷,特以三水醋酸钠为原料,通过复配不同的成核剂和增稠剂获取最优配方,并研究该体系的相变参数。结果表明:成核剂焦磷酸钠能有效抑制三水醋酸钠体系的过冷度,且其有效添加量为0.45g;增稠剂聚丙烯酰胺可有效消除相分离现象,其有效添加量为0.15g;所得最佳三水醋酸钠复合相变材料储能体系的熔点为58.65℃,潜热值为250.8J/g。     

基于多孔网结构的斜温层储热罐性能改进数值模拟

[目的]为提升斜温层储热罐的储热性能,围绕斜温层储热罐内部结构优化问题开展研究.[方法]采用计算流体动力学方法,对常规结构、内置隔板结构和内置多孔网结构进行数值模拟和性能分析,获取流量对斜温层厚度和无量纲?损的影响规律,并研究不同黏性阻力系数下内置多孔网储热罐斜温层厚度的变化规律.[结果]多孔网结构储热罐中80℃的高温热水体积相比其他两种结构增加了15.38%;储热罐流量越大,斜温层厚度越大,无量纲?损越大;多孔网黏性阻力系数越大,斜温层厚度越小;流量为2.60 L/min时,内置多孔网储热罐的斜温层厚度相对于常规结构和内置隔板结构分别减小了31.58%和23.53%;内置多孔网储热罐的无量纲?损最低.[结论]多孔网储热罐储热性能优于常规结构和内置隔板结构储热罐,在储热罐中布置多孔网可以改善储热效果.