癸酸-棕榈酸/膨胀珍珠岩相变石膏热学性能研究

相变储能技术对于提升建筑节能性有显著作用。本文以癸酸-棕榈酸作为相变复合材料,以膨胀珍珠岩作为吸附材料,并以建筑石膏作为胶凝材料,制备了癸酸-棕榈酸/膨胀珍珠岩相变石膏。分别对癸酸-棕榈酸相变复合材料的相变温度和相变焓值、癸酸-棕榈酸/膨胀珍珠岩相变颗粒的热稳定性、癸酸-棕榈酸/膨胀珍珠岩相变石膏的热学性能等进行了测试,分析癸酸-棕榈酸/膨胀珍珠岩相变石膏在建筑墙体中应用的可行性。     

建筑石膏基相变储能材料的制备与分析

以石膏为载体,癸酸和月桂酸二元混合酸为相变材料,通过实验确定石膏基相变储能材料的制备工艺,并详细分析其容留量、渗出程度及热物性能,得出了一些有价值的结论,以供参考借鉴。     

癸酸十六醇/膨胀石墨复合相变储能材料的制备与研究

利用癸酸（CA）和十六醇（H）在超声波作用下混溶制得二元有机低共熔物(CA H),然后以其为相变材料,以膨胀石墨（EG）为载体,采用真空吸附法制备了相变材料质量分数不同（50%,60%,80%,90%）的二元有机低共熔物/膨胀石墨复合相变储能材料,并采用XRD,FTIR,SEM,DSC以及融化凝固过程分析对其结构与热性能进行了研究.结果表明：膨胀石墨对CA H的物理吸附作用达到80%时,复合相变储能材料具有热稳定性,其相变温度为22.4℃,相变焓为93.87J/g;与CA H相比,复合相变储能材料的传热速率有所增加.     

新型相变材料的基本热性能分析

近年来,建筑能源消耗日益严重,为降低能源消耗、提高能源利用率,相变储能作为一种新型有效的绿色环保的节能技术,应运而生。本文以癸酸、月桂酸为相变材料,膨胀珍珠岩作为基体材料,采用真空吸附法制备出定型复合相变材料。采用步冷曲线法初步确定相变温度,温度智能仪表测试定型复合相变材料的调温性能。对于了解和掌握二元相变材料的配制、复合相变材料的制备、复合相变材料的特性、及其在建筑方面的应用前景具有较为重要的参考价值。     

有机相变材料对甘油性能的影响研究

采用棕榈酸和癸酸两种有机相变材料改性甘油,探索其闪点温度、流变性能、热重性能及键合结构的变化特征,从相变、氢键方面分析变化产生的机理。棕榈酸的质量分数分别为2%、4%、8%,癸酸的质量分数分别为4%、8%、16%。掺入4%的棕榈酸后,棕榈酸/甘油的闪点温度提高至187℃;而掺入8%的癸酸后,癸酸/甘油的闪点温度降至142℃。二者均可提高甘油的表面张力和黏度。热重/差式扫描量热(TG/DSC)结果表明,掺入棕榈酸可提高甘油的失重开始温度、终止温度和吸热峰的峰谷温度;红外光谱(FT-IR)结果证实棕榈酸和癸酸均未与甘油发生酯化反应形成酯类物质,表明棕榈酸能有效提高甘油的安全性能。     

用于墙体材料中的月桂酸-癸酸二元复合相变材料的研究

利用"步冷曲线法"及差示扫描量热仪对不同比例的月桂酸-癸酸二元复合体系的相变性能进行了试验研究,研究显示:该体系为具有最低共熔点的二元复合体系,当月桂酸:癸酸3:7时,形成整个二元体系结晶温度最低点,为19℃。在小于此组分比例之前,体系的结晶温度随癸酸百分比增大而降低,大于此组分比例之后,体系的结晶温度随癸酸所占百分比增大而升高。同时分析了步冷曲线中相变点与DSC中相变温度不尽吻合的原因,探讨了步冷曲线试验方法在测试相变材料相变点方面的局限性及优势。     

基于空气源热泵的双向相变储能材料与系统储能单元研究

相变储能材料与空气源热泵的耦合应用可有效提高空气源热泵的效能,促进能源的优化配置.本文提出了一种与空气源热泵耦合的双向相变储能系统,并进行了储能材料的测试和系统储能单元的模拟分析.首先,提出了储能系统的制作方案及其与空调水系统的连接方式.而后,采用步冷曲线法研究了不同组分的十二醇与癸酸的二元混合物相变温度,得到了相变蓄冷材料中十二醇与癸酸的比例；利用DSC对石蜡进行测试,选定46#石蜡作为系统的相变蓄热材料；利用Fluent软件对相变储能单元进行模拟,得到了最佳板厚.     

CA-MA/白炭黑相变储能砂浆的性能研究

以癸酸(CA)-肉豆蔻酸(MA)为储能基元材料,以白炭黑为中间体,采用真空吸附法制备CA-MA/白炭黑相变定形材料。实验按照水泥∶砂=1∶2的比例混合,同时为了增加热导率添加CA-MA/白炭黑定形相变储能材料的4%,并添加膨胀石墨防止相变材料的泄漏。测试砂浆的表观密度、抗压强度、热学性能,评价砂浆的相变储能效果,结果表示所制备的砂浆满足相变储能砂浆的要求。     

相变储能抹灰石膏的研制

以脱硫石膏、相变材料为主要原料,添加适量的保水剂、缓凝剂和粘结剂,研究相变材料不同掺量对抹灰石膏主要力学性能和热工参数的影响,确定相变材料的最佳掺量。在原料最佳配比确定的基础上,制备相变储能抹灰石膏,并对其性能进行测试。结果表明:相变储能抹灰石膏的各项性能指标均符合GB/T 28627-2012《抹灰石膏》的要求,同时还具有一定的储能功能。     

相变控温砂浆用于改善建筑围护结构保温性能的研究

相变控温砂浆可以借助相变材料的相变潜热和热工性能来改善建筑围护结构的保温性能,以癸酸-月桂酸二元低共熔物/改性硅藻土定形相变材料为相变蓄热介质,采用共混搅拌法掺入水泥砂浆中,制成相变控温砂浆。利用FT-IR、DSC等测试了相变砂浆化学结构及热物性,并测试了相变控温砂浆的热工参数,通过实验模拟和DesignBuilder软件模拟研究了相变砂浆用作保温材料的建筑调温效果。     

相变储能材料的制备及其在石膏基体中的应用研究

制备有机-无机复合壁材微胶囊相变储能材料,并与石膏掺混制备相变储能石膏复合材料。研究了不同壁材结构微胶囊和相变储能石膏复合材料的理化性质。结果表明,复合壁材微胶囊相变储能材料中,微胶囊壁材以无机硅为主,兼有少量有机硅组分,可有效防止壁材开裂且提高微胶囊包覆率;复合壁材微胶囊相变储能材料的相变温度和潜热分别为24.57℃和122.8 J/g,粒径为0.5~1.0μm;掺加微胶囊后,由于石膏结晶状态改变,石膏基体凝结时间延长且强度降低,当掺量达到10%时,相变储能石膏复合材料的潜热为16.1 J/g,具备一定的蓄热调温能力。     

用于墙体和地板的相变材料性能

利用差示扫描量热仪研究了分别由48#石蜡和液态石蜡、癸酸和硬脂酸组成的2种二元混合物的相变温度和相变潜热,并选取其中6种试样进行5 000次热循环试验,旨在寻找适合于建筑围护结构中使用的相变储能材料.结果表明:2种二元混合物的相变温度和相变潜热随配制比例的不同发生了较为明显的变化;它们的热稳定性均较好,且脂肪酸混合物的热稳定性优于石蜡混合物.同时给出了适用于被动式相变墙体和主动式相变供暖地板或墙板中使用的相变材料混合物配比.     

相变材料在建筑节能中的应用研究

相变材料在特定温度下发生相态变化,随着相态变化而吸收或放出热量,从而储存和释放能量。介绍了相变材料近年来在建筑砂浆、石膏板、混凝土、地板以及在建筑物制冷供暖系统中的应用。     

相变储能混凝土制备的前期研究

本文首先配制出癸酸-月桂酸二元复合相变材料,然后用超轻陶粒作为载体吸入相变材料并用环氧树脂进行表面封装,从而制得制备相变储能混凝土的相变骨料。研究表明：当癸酸含量为40％时,复合相变材料的相变温度为25．13℃,相变潜热为101．9J／g;真空条件下超轻陶粒对相变材料的吸入量为48％;复合相变材料与超轻陶粒的相容性良好;环氧树脂作为封装材料能防止相变材料在相变循环时的渗漏。     

Preparation and characterization of fatty acid ester/building material composites for thermal energy storage in buildings

In this study, fatty acid ester/building material composites as novel form-stable phase change materials (PCMs) were prepared by absorbing liquid fatty acid esters into porous network of conventional building materials. In the composite erythritol tetrapalmitate (ETP) and erythritol tetrastearate (ETS) esters were used as PCM for thermal energy storage, and cement and gypsum used as supporting material. The composite PCMs were characterized using scanning electron microscope (SEM) and Fourier transformation infrared (FT-IR) analysis technique. The SEM results showed that the esters were confined in the porous network of the cement and gypsum. Thermal properties and thermal stabilities of the composite PCMs were determined by using differential scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric (TG) analysis techniques. DSC results showed that the melting temperatures and the latent heats of the prepared composite PCMs were in range of 21.6-32.3 °C and 35.9-43.3 J/g, respectively. TG analysis indicated that the composite PCMs had good thermal stability. The thermal cycling test including 1000 heating and cooling process was conducted to determine the thermal reliability of the composite PCMs and the test results revealed that the composite PCMs have good thermal reliability and chemical stability.     

白砂岩相似材料配比试验及特性分析

岩爆已成为隧道工程中的常见灾害,物理模型试验是模拟和解决岩爆问题的一种有效科学手段。制作物理模型,材料选取和配比是关键。选取成昆铁路峨米段月直山隧道白砂岩为模拟对象配制白砂岩相似材料,引入弹性能指数、脆性指数和剩余弹性能指数,采用正交设计法配比相似材料,结合影响因素敏感性分析法对试验结果进行分析研究。以石英砂、铁粉、石膏、水泥、缓凝剂和减水剂为主要材料,选取石英砂含量、铁粉含量、石膏水泥比和砂子粒径4个影响因素,每个因素设定4个设计水平,一共16组配比方案。测定每组试验方案材料的单轴抗压强度、抗拉强度、弹性模量、弹性能指数、脆性指数和剩余弹性能指数,对比分析这些指数随着4个影响因素的变化规律。最终挑选出合理的材料配比方案,得到满足要求的白砂岩相似材料。试验结果表明:基于弹性能指数、脆性指数和剩余弹性能指数,配制出的材料能够满足白砂岩相似材料模型试验的要求;以水泥作为胶结材料可以使相似材料峰后曲线变缓,有效增加材料储能能力;预配制出中等强度岩爆倾向性白砂岩相似材料的关键是要合理地控制好石英砂的含量和石膏水泥比两个因素,再根据实际情况调节铁粉含量和石英砂粒径大小。     

相变微囊复合建材制备及储放热研究

通过采用微乳化技术,将水分散于常温相变储能石蜡中;应用膜孔法,以海藻酸钠包封常温相变石蜡,制得储能微囊;将微囊与石膏基体复合后,制备得到储能建筑材料.研究发现:储能微囊为球形,其粒度分布范围窄;相变含水石蜡微囊储能建筑材料的储能密度得到显著提高,在低于常温相变石蜡固-液相变温度下,其导热系数减小,储/放热时间明显延长,对环境温度的变化响应滞后时间加大,维持恒定温度的时间得到较大延长.     

Correlation between the local climate and the free-cooling potential of latent heat storage

The natural cooling of energy-efficient buildings using latent heat thermal energy storage (LHTES) that is integrated into the building services makes possible energy savings and improved thermal comfort. In this article, studies of the free-cooling potential for different climatic locations are presented. Six cities from around Europe with a wide range of climatic conditions were selected. The size of the LHTES was optimized on the basis of the calculated cooling degree-hours. First, we analysed the influence of the width of the phase change temperature range and determined the optimal melting temperature of the phase change material (PCM). Then, the optimal LHTES was selected, based on the ratio of the mass of the PCM and the volume flow rate of air ventilating the building. We found that the optimum PCM has a melting temperature that is approximately equal to the average ambient air temperature in the hottest month, and that the free-cooling potential is proportional to the average daily amplitude of the ambient air's temperature swings. For all the analysed climatic conditions the PCM with a wider phase change temperature range (12 K) was found to be the most efficient. The optimal size of the LHTES for the free cooling of buildings is between 1 and 1.5 kg of PCM per m³/h of fresh ventilation air.