相变温度可调的无机混盐体系相变储能材料

现阶段,利用无机水合盐制备相变储能材料已成为一大研究热点,但是单组份无机水合盐相变储能材料的相变温度高,较难适用于温室大棚、室内节能材料等低温应用领域。为了解决这一问题,将CaCl2·6H2O、MgCl2·6H2O以及H2O混合配制出了CaCl2-MgCl2-H2O混盐体系,并采用Thistory方法和差示扫描量热法研究了混盐的体系组成、成核剂添加量等因素对材料相变性能的影响。制备的CaCl2-MgCl2-H2O混盐相变材料可以在25℃以下完全熔解,并且通过改变混盐体系的组成可使材料凝固温度在10℃~20℃范围内可调。此外,本研究在一定程度上解决了无机水合盐相变储能材料在相变过程中的过冷和相分离现象。     

六水氯化钙相变材料过冷性质的研究

CaCl2·6H2O作为一种常低温相变材料(PCM)在蓄热节能领域具有广阔应用前景,但其严重的过冷使应用受到限制.为解决这一问题,本工作基于无机盐成核原理,用溶液法制备了各种掺杂的CaCl2·6H2O晶体,并对其进行了热分析.在开放体系和室温冷却环境下,研究了不同成核剂的添加方法及工艺参数对CaCl2·6H2O的过冷特性的影响及其变化规律.实验结果表明,硼砂和SrCl2·6H2O是CaCl2·6H2O优良的成核剂,分别能将CaCl2·6H2O过冷度降低至2℃和接近0℃,有效地解决了过冷.     

环氧树脂-磷酸氢二钠复合相变储能材料的制备与性能研究

相变储能具有工艺简单、使用方便、成本低廉等优点,近年成为能量利用、系统控温等领域中的研究热点.研究以固化环氧树脂为载体材料、Na2HPO4·12H2O为相变功能材料,获得了一种定形复合相变储能材料.实验制备材料的热分析、IR光谱等研究表明,获得的复合材料在低于100℃的温度段具有多个相变峰;总相变潜热较高;固化环氧树脂能较好地将Na2HPO4·12H2O包裹,它们之间为简单的物理作用.     

定形相变材料(壁纸)在高于相变温度下的调温性能分析

以室内墙面壁纸为支撑材料,CaCl2·6H2O为相变材料,通过渗透处理制备了定形相变材料,并在高于相变温度条件下对定形相变材料和普通材料进行测试,结果显示,在这种情况下定形相变材料仍然具有一定的调温性能.同时通过数学模型和模拟分析,从理论上证实了这种现象的存在.     

CH3COONa·3H2O相变蓄热性能研究

以三水醋酸钠(CH3COONa·3H2O)为蓄热基质,通过大量实验,遴选合适的抗沉淀剂和成核剂.配成相变温度约55"(2、过冷度小于2℃的蓄热材料.对该材料的蓄热性能进行研究表明,该材料相变热可达238J/g,导热系数为1.072W/m·K(30℃时),可用于空调冷凝热回收系统.     

CH3COONa·3H2O相变储能性能研究

三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)由于潜热较高而常作为相变储能材料被众多学者研究;而其适宜的熔点,使其能适用于家用热水储能系统等。然而,三水合醋酸钠在相变过程中存在着严重的过冷和相分离的问题。本文以三水合醋酸钠作为相变基体材料,经研究、比较分别以羧甲基纤维素、明胶作为增稠剂,添加各种成核剂后的各体系的相变储能性能,从而得出羧甲基纤维素比明胶作为该体系的增稠剂的效果好得多,Na2SiO3.9H2O、Na2B4O7.10H2O的成核效果较好。     

太阳能中温利用相变材料MgCl_2·6H_2O的热循环耐久性研究

分别在密封和未密封条件下对六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)进行600次加速热循环实验,研究其作为太阳能中温蓄热材料的可行性。采用差示扫描量热仪、X射线衍射仪和多路温度测试仪测试不同次数热循环后样品的相变温度、相变潜热、晶体结构和过冷度。结果表明,未密封状态下,200次热循环后,MgCl2·6H2O的相变潜热降低54.2%,并有新相MgCl2·4H2O产生;密封状态下,600次热循环后,MgCl2·6H2O的相变温度和峰值温度的变化分别在±1%和±4%内,相变潜热的变化在-15.2%~+1.5%内(300次热循环后变化异常);同时,MgCl2·6H2O凝固时几乎没有过冷现象,过冷度在0~2.2℃之间。密封状态下,MgCl2·6H2O在太阳能中温蓄热应用中是一种很有发展前景的材料。     

混合水合盐作为储热相变材料的热物性能研究

目的研究不同质量比的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O的混合水合盐作为储热相变材料的热物性能。方法制备不同混合质量比的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O,用温度记录仪测其步冷曲线,得到相变温度和过冷度,再用高低温交变箱测试长期循环性能,最后用DSC对相变材料循环前后的相变潜热进行测试比较。结果质量比为5∶5的Mg Cl2·6H2O和Mg(NO3)2·6H2O的混合水合盐相变材料表现出良好的热物性,具有相变温度适合、过冷度小、相变潜热大和长期循环性能稳定等特点,可以作为潜在的储热相变材料。     

泡沫复合相变材料储放热过程的实验数值模拟研究

以框架状泡沫铜为载体,Ba(OH)2·8H2O为相变储热材料,利用多孔泡沫金属骨架材料良好的吸附性能,制备出泡沫金属复合相变储能材料。采用差示扫描量热法测量Ba(OH)2·8H2O的相变温度和相变潜热,搭建了含泡沫铜和未含泡沫铜相变储能装置的实验台,根据焓-多孔介质模型数值模拟固液相变传热过程。结果表明,泡沫铜的填充不仅增加了相变材料的导热系数,而且缩短了相变材料熔化和凝固时间。数值计算与实验结果吻合良好,验证了该数学模型的可靠性,研究结果对相变储能装置在实际应用中具有一定的指导意义。     

双层相变玻璃窗动态热调节过程研究

以中空玻璃为封装容器,在其中注入相变材料CaCl2·6H2O,制作了相变玻璃窗,并通过与普通中空玻璃窗的对比实验测试,证实其调温能力要高出3~4℃,这对于提高夏季室内热环境质量,延迟空调的使用,实现建筑节能具有重要的意义.同时,建立了相变玻璃窗调温理论模型,结合计算机模拟分析,从理论上分析了CaCl2·6H的动态调温过程,并通过实测值与模拟值的对比分析,证实了该理论模型的合理性.     

Na_2SO_4·10H_2O/EG复合相变材料的制备与性能分析

以十水硫酸钠为相变材料,采用真空吸附法制备十水合硫酸钠/膨胀石墨复合相变储能材料(Na_2SO_4·10H_2O/EG),对其融化-凝固、相分离、过冷、潜热等热物性进行测试分析。结果表明:在Na_2SO_4·10H_2O中添加2%(质量分数,下同)硼砂和8%EG后,可得到理想的Na_2SO_4·10H_2O/EG固-固复合相变材料。此时,Na_2SO_4·10H_2O相分离得到消除,过冷度由13.6℃降低到0.6℃以下,相变潜热和体储能密度分别为225.77kJ·kg~(-1)和218.09MJ·m~(-3)。此外,导热率也得到提高,相比于只添加成核剂硼砂的Na_2SO_4·10H_2O PCM,储热时间缩短52.6%,放热时间缩短55.1%,经过500次急剧升温-降温循环后也未出现性能衰减,储/放热性能较好。     

相变储热材料CH3COONa·3H2O的研究及发展趋势

简单介绍了无机水合盐CH3COONa·3H2O用作相变储热材料时的优缺点,针对其存在过冷和相分层问题,目前研究所得的解决方法是添加增稠剂和成核剂.综述了分别添加增稠剂、成核剂及同时添加时对CH3COONa·3H2O相分层和过冷抑制的研究进展,分析了不同的添加剂和添加量对抑制作用的不同以及温度影响添加剂抑制作用的原因,最后指出了CH3COONa·3H2O今后主要的研究方向.     

无机水合盐相变材料Na2SO4·10H2O的研究进展

介绍TNa2SO4·10H2O用作相变材料的储能特性,综述了针对Na2SO4·10H2O过冷和相分离现象的解决方法以及Na2SO4·10H2O某些共晶盐的研究,同时简要概括了各因素对Na2SO4·10H2O结晶速度的影响,展望了NazSO4·10H2O未来的发展方向.Na2SO4·10H2O作为相变材料的研究主要集中在成核剂和增稠剂的选择,Na2SO4·10H2O的无机共晶盐表现出较好的储热性能,可以尝试研究在微、纳米级多孔限域作用下的无机水合盐及其共晶盐的储热性能.     

有机-无机混合相变材料的热物性研究

目的获得有效改善过冷,同时保持较高潜热、性能稳定的混合相变储能材料。方法分别制备不同质量比的硬脂酸/Mg(NO_3)_2·6H_2O、硬脂酸/Na_2HPO_4·12H_2O的混合材料,使用高低温交变箱测试长期循环性能,用温度记录仪测其步冷曲线,得到相变温度和过冷度,再使用参比温度曲线法对相变材料循环前后的相变潜热进行测试比较。结果硬脂酸/Na_2HPO_4·12H_2O混合材料的过冷度降低至3℃左右,经300次融化/凝固循环后过冷度维持恒定,潜热衰减率在20%以内。结论采用结构相似的2种混合相变材料均可改善无机水合盐的过冷度。硬脂酸与Mg(NO_3)_2·6H_2O相容性不佳,相变潜热的衰减加剧,循环稳定性变差,而硬脂酸与Na_2HPO_4·12H_2O的相容性良好,性能表现稳定,是一种良好的储能材料。     

VOC2O4·H2O热分解制备纳米VO2粉体及相变特性

提出了一种采用草酸氧钒(VOC2O4·H2O)热分解制备纳米VO2的方法.通过热分析(TG-DSC)、XRD和TEM手段,分析了草酸氧钒前驱体的热分解过程,纳米VO2的结构和形貌,测定了纳米VO2粉体的电阻-温度曲线.实验结果表明VOC2O4·H2O热分解开始温度为343℃,在380℃,真空度为20～50Pa的条件下,热分解获得VO2的平均尺寸为22nm,相变温度为69℃.     

相变储能玻璃窗对空调房间能耗影响的数值模拟

基于一维稳态传热,运用CFD软件对添加相变储能材料夹层CaCl_2·6H_2O的玻璃窗(以下简称双层玻璃相变窗)与单层玻璃窗、双层玻璃中空窗进行了空调房间能耗对比的数值仿真,其中使用焓法模型来求解双层玻璃相变窗中相变材料的传热特性。通过对3种玻璃窗的传热特性比较分析,得出了双层玻璃相变窗具有5 h温度延迟时间,1.36%的温度衰减因子,63.63%的节能率,在调节室内空调负荷以及室温的稳定控制方面具有优良的作用。     

微纳米水合盐相变材料Na2CO3·7H2O的仿生合成及热学性质研究

以定量滤纸为生物模板制备了具有定量滤纸形貌的Na2CO3晶体,经过低温下的吸水和结晶过程合成了相变材料Na2CO3·7H2O。并借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对产物的形貌、晶型以及热学性质进行了表征。同时,考察了掺杂NaCl对合成的相变材料Na2CO3·7H2O的热学性能的影响。结果表明:产物纯度高,且很好地遗传了模板(滤纸)的形貌;Na2CO3.7H2O表现出了良好的储能效果,相变热可达216.8J/g;掺杂NaCl(20mol%)可使Na2CO3.7H2O的相变温度降低5.5℃,而相变热仍然高达177.9J/g。     

CH3COONa·3H2O相变蓄热性能研究

以三水醋酸钠（CH3COONa·3H2O）为蓄热基质,通过大量实验,遴选合适的抗沉淀剂和成核剂,配成相变温度约55℃、过冷度小于2℃的蓄热材料。对该材料的蓄热性能进行研究表明,该材料相变热可达238J／g,导热系数为1．072W／m·K（30℃时）,可用于空调冷凝热回收系统。     

新型复合相变储能材料Na/Paraffin的制备与性能分析

为提升广泛应用于相变储能领域的石蜡的导热系数,在手套箱内将导热系数高、熔点低、密度小的金属Na与石蜡复合为Na/paraffin新型相变储能材料,并对其导热系数、相变潜热及储/放热特性进行研究。结果表明:5%Na/95%paraffin复合相变储能材料导热系数较纯石蜡提高了17.6倍,储/放热速率均较纯石蜡提升了1倍;经过200次循环实验后,3%Na/97%paraffin复合相变储能材料相变温度由60.58℃下降到59.65℃,相变潜热由166.7520J·g~(-1)下降到160.5632J·g~(-1),热导率由2.33W·m~(-1)·K~(-1)减少到1.98W·m~(-1)·K~(-1)。     

赤藓糖醇基复合相变材料的研究进展

相变储热材料通过其相变潜热实现能量的吸收、储存与释放,可以合理有效地利用现有能源、优化使用可再生资源和提高能源利用率.赤藓糖醇的相变温度约118℃,潜热约314 J/g,储能密度大、无腐蚀性,在中温储能领域有广阔的应用前景,现已被广泛应用于太阳能蓄热、工业余废热回收、清洁供暖等领域.然而,赤藓糖醇过冷严重、导热性能相对较差,使得热能无法及时地释放,造成热能利用效率不高,极大地限制了其在储能领域的应用.复合材料制备技术的发展为改善赤藓糖醇的过冷与导热性能提供了一种新的方法,在保留赤藓糖醇优异性能的同时,弥补了它的高过冷和低导热等缺陷.目前,制备赤藓糖醇复合相变材料已成为改善赤藓糖醇性能的主要方法,并取得了显著的成果.引入成核剂可以降低体系的形核势垒,促进成核,从而抑制过冷.纳米金属及其氧化物、膨胀石墨、石墨泡沫等材料的合理引入明显降低了赤藓糖醇的过冷度,最高可降低93％.将赤藓糖醇长时间控制在过冷的亚稳态,是利用其高过冷特性进行跨季节储能应用的关键,但该技术仍处于研究阶段.通过添加高导热材料来增加赤藓糖醇的当量热导率和增大相变蓄热器换热面积是赤藓糖醇热强化的主要措施,当量热导率可高达30 W/(m·K),且热利用率显著提高.相平衡理论为调节赤藓糖醇的相变温度提供了思路,选择合适的有机相变材料可以制备出相变温度在70～120℃范围内可调、潜热大于200 J/g的共晶相变材料.本文简述了赤藓糖醇基复合相变材料的常用制备技术,分别对改善赤藓糖醇过冷性能和导热性能的手段以及如何利用赤藓糖醇的高过冷进行综述,归纳了调控赤藓糖醇相变温度的方法,分析了赤藓糖醇基复合相变材料在实际应用中的优势.