PCM储能建筑材料的实验研究

对不同建材渗入不同有机要变物质制成的储能建材的热物性进行了测量，主要试验包括差热分析，稳态和瞬态导热试验以及建筑模型对比试验，分析和比较试验结果，并在此基础上提出有关相变物质储能建材应用的若干建议。     

储能建材性质的改善及相变温度的优化

对两组二元相变物质混合物Ｃ２２Ｈ４４Ｏ２＋Ｃ１６Ｈ３４和Ｃ１８Ｈ３８＋Ｃ１６Ｈ３４渗入民用建筑材料基体所形成的储能建材，进行了差热分析（ＤＴＡ），得到了相变温度的变化规律，给储能建材相变温度的优化提供了必要手段．基于节能目标建立了相变温度的寻优数值模型，分析了气候的影响及寻优的效果．对相变物质建材表面的结霜趋势进行了讨论，建议以使用相变物质混合物作为控制结霜的一种主要方法     

储能建材性质的改善及相变温度的优化

对两组二元相变物质混合物Ｃ２２Ｈ４４Ｏ２＋Ｃ１６Ｈ３４和Ｃ１８Ｈ３８＋Ｃ１６Ｈ３４渗入民用建筑材料基体所形成的储能建材，进行了差热分析，得到了相变温度的变化规律，给储能建材相变温度的优化提供了必要手段，基于节能目标建立了相应在温度的寻优数值模型，分析了气候的影响及寻优的效果，对相变物质建材表面的结霜趋势进行了讨论，建议以使用相变物质混合物作为控制结霜的一种主要方法。     

活性炭储能骨料对相变混凝土压拉强度和导热性能影响的试验与分析

为了制备具有保温储热能力,同时具有一定强度的新型混凝土材料,对不同活性炭储能骨料掺量的相变混凝土进行了抗压强度、劈裂抗拉强度和导热系数试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明,掺入活性炭储能骨料降低了相变混凝土的抗压、劈裂抗拉强度,活性炭储能骨料掺量在15%以内,相变混凝土的强度损失率不超过10%。相变材料为液态时相变混凝土的导热系数略大于相变材料为固态时的导热系数,增加幅度低于5%。随着活性炭储能骨料掺量的增加,相变混凝土的导热系数增大明显,满足保温要求,活性炭储能骨料的掺量应在15%以内。     

不同厚度储能单元内相变传热强化及经济效益

以正十八烷为相变材料,在等热流加热条件下,对不同厚度大长宽比矩形储能单元内的相变材料融化传热过程进行试验.通过对融化相变过程中储能单元被加热面的温度检测,验证融化过程中存在相变材料固相部分的重力沉降效应,该效应强化了相变传热.试验结果表明,不同厚度的储能单元均在倾斜角为90°时融化相变传热的效果最佳;通过经济效益分析,得储能单元厚度为20mm,倾斜角为90°时,在提高相变传热的基础上经济效益最佳.     

重力沉降效应对相变材料融化传热过程的影响

以正十八烷为相变材料,在不同加热功率的等热流边界条件下,对大长宽比矩形储能单元在不同倾斜角度下的相变材料融化过程进行了试验.通过对相变过程中储能单元壁面的温度监测,确定相变材料融化过程中固相重力沉降效应对融化过程的传热强化效果.试验结果表明,当加热功率为60 W、储能单元倾斜角为90°时,作为相变材料的正十八烷的传热效果为最佳.     

相变储能混凝土的动态冲击压缩试验与分析

采用变截面霍普金森压杆试验装置,对相变储能混凝土进行动态冲击压缩试验。相变储能骨料以膨胀珍珠岩为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备而成的。对不同掺量的相变储能骨料与硅粉的混凝土进行动态冲击压缩试验。试验结果表明,相变储能骨料的掺加对混凝土的动态抗压强度会产生不利影响,随着掺量的增大相变储能混凝土的动态抗压强度逐渐降低;而硅粉能够提高混凝土的动态抗压强度,掺量在10%~15%之间效果最佳。     

相变储能骨料和硅粉掺量对混凝土抗压强度影响的试验与分析

以膨胀珍珠岩作为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备相变储能骨料。对掺加不同掺量的相变储能骨料和硅粉的混凝土进行了抗压性能试验研究。试验结果表明,相变储能骨料的掺加会导致混凝土的抗压强度降低,当掺量为10%时,抗压强度的降低幅度在10%的范围内。硅粉的掺加能够提高混凝土的抗压强度,掺量在5%~10%时,抗压强度至少提高22%。相变储能骨料和硅粉复合掺加时,相变储能骨料掺量为20%,硅粉掺量为5%时效果最好,抗压强度与素混凝土的基本相同。     

相变储能混凝土的动态冲击试验与分析

本文采用变截面霍普金森压杆试验装置对相变储能混凝土进行动态冲击压缩试验,相变储能骨料是以膨胀珍珠岩为基体材料吸附硬脂酸丁酯制备而成的,对不同掺量的相变储能骨料与硅粉的混凝土进行动态冲击压缩试验;试验结果表明,硅粉能够增强混凝土的动态力学性能,在硅粉掺量为0%～10%之间,随着硅粉掺量的增加动态抗压强度呈现增强趋势,强度大约提高了25%,此外,在硅粉掺量为10%～15%之间可能存在应力最大值;相变储能骨料的掺加并未对混凝土的动态力学性能产生较大影响。     

复合相变储能材料的研究

相变储能材料能够将能量以相变潜热的形式储藏在其体内,实现能量在不同时空位置之间的转换和有效利用,受到了学者的高度重视.近年来,相变储能材料的研究和应用发展十分迅猛,本文分析了对复合相变储能材料的制备和应用前景.     

PCM建筑材料的热特性及计算模型

在对渗入相变物质（ＰＣＭ）的建筑墙板材料进行稳态及多层壁非稳态导热试验和差热分析的基础上建立了ＰＣＭ建筑材料的三维瞬态导热模型．模型具有模块化结构并能生成程序库，着重考虑了温度场和ＰＣＭ的分布对导热的影响．经过对瞬态试验模拟的检验，确认了模型的有效性     

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％．     

相变材料在建筑节能中应用

相变储能技术是实现建筑节能的重要途径之一,本文论述了如何通过在建筑材料中加入相变材料制成具有储存潜热能力的围护结构的方法、相变建筑材料的热工性能和节能效果.并探讨了相变材料在建筑节能方面的发展和应用前景,以实现建筑节能和热舒适的双重目的.     

固态相变材料的运动对熔化传热的影响

在熔化过程中,由于相变材料的固、液密度不同,引起未熔化的固态相变材料下沉或上浮．固态相变材料的运动对熔化传热过程有着重要影响．利用润滑近似理论,推导出了未熔化的相变材料的运动速度的计算式,分析了相变材料的运动对熔化传热的影响,并与自然对流对熔化传热的影响作了比较．     

NaOH/KOH二元体系蓄热性能的研究

对NaOH/KON二元体系蓄热性能进行了实验研究，分析 相变材料（PCM）的熔解和凝固等现象，获得了二元体系组成对相变点的影响曲线图，计算了PCM的固－固相变潜热和分别处于液相，混相和固相状态时的导热系数。实验表明，二元体系的相变包括固－液相变和固－固相变，这两倍分的相变潜热值较大；相变过程中会有空穴的产生和不凝气体的存在；NaOH/KOH二元体系导热系数的实验值小于理论值，这在实际工作中应加以考虑。     

相变储能大体积混凝土的控温性能

提出相变控温储能材料机敏控制混凝土结构温度裂缝技术途径.在混凝土浇注过程中将相变材料掺入使之与混凝土结构一体化,利用相变材料在特定温度范围的热效应控制混凝土内部温度场,从而机敏控制温度应力防止温度裂缝.通过自行设计的温度测试系统,对相变控温混凝土控温性能进行实测研究,结果表明:相变材料不但可以降低大体积混凝土的最高绝热温升值,而且可以降低大体积混凝土升温速度和降温速度,从根本上防止了大体积混凝土温度裂缝的出现.     

带相变储能的太阳能热水系统分析

提出相变材料(PCM)+水的太阳能联合储能方案,将其应用于24 h供热水的传统太阳能加电辅热热水系统中,建立PCM+水联合储能的数学模型。将该系统应用于昆明地区的情况进行全年模拟分析,对比有无PCM时储热水箱中水温的变化、热损失及电辅热耗电量。结果表明PCM联合储能的热水系统,储热水箱中水温波动小;即加入PCM联合储能对水箱中水温有"削峰填谷"的作用,热损失和电辅热耗电量均减小,全年节电率达17.7%。分析了相变温度与PCM体积比(PCM体积与水体积之比)对水箱储能性能的影响,给出了水箱储热性能随相变温度和相PCM体积比变化的规律及其选取范围。     

骨料级配对相变沥青混合料性能的影响

相变沥青混合料是一种可以调节沥青混凝土路面温度的新型功能性路面材料,其中,沥青混合料骨料级配对相变沥青混合料的路用性能和调温性能有何影响值得深入研究。本文选择两种复合定型相变材料(CPCM)石蜡/膨胀石墨/高密度聚乙烯(简称为PHDP)和道路温度调节材料(简称为DTC)两种相变材料,首先利用傅里叶红外光谱(FT-IR)试验,对CPCMs与沥青之间的反应进行了定性分析。其次,分别制备级配类型为AC-16与AC-20的相变沥青混合料,通过路用性能试验和调温试验评价不同骨料级配对相变沥青混合料路用性能与调温效果影响影响。结果表明,两种CPCM与沥青之间均为物理反应;相比级配类型AC-16,AC-20可以显著提高含PHDP的相变沥青混合料的路用性能与调温效果,但是对于含DTC的相变沥青混合料的改善效果不显著。