复合蓄热材料的研制与应用

以KAl(SO4)2·12H2O为相变材料,以多孔陶瓷为基体,采用熔融浸渍法制备了复合相变蓄热材料。此复合相变材料结合了潜热蓄热材料与显热蓄热材料的优点,并克服了无机盐相变材料相变过程无定型的缺点及陶瓷蓄热显热小的缺点。将自制的复合蓄热材料实际应用于咖啡壶加热设备中,实验结果表明加入复合蓄热材料后的咖啡壶每小时节能率达38.8%。

工业炉用Na_2SO_4/SiO_2复合蓄热材料的研究

为改善工业炉高温烟气佘热回收设备中蓄热材料的性能,本研究成功地研制了Na_2SO_4/SiO_2显热/潜热复合蓄热材料,并讨论了烧结温度和时间、成形压力、添加剂等因素对复合蓄热材料热物性、致密度和抗压强度的影响。这种复合蓄热材料继承了传统蓄热材料的优点,同时又结合了相变材料的长处,克服了二者的不足,从而具有稳定性好、蓄放热快和蓄热密度高的性能。

钾明矾／纤维多孔陶瓷基复合蓄热材料的制备工艺优化

本文以纤维多孔陶瓷为基体,无机水合盐为相变材料,熔融浸渍法制备了复合蓄热材料。通过对制备工艺的优化,得出浸渍方式为完全浸渍,浸渍温度为98℃,浸渍时间为12min的条件下制备出蓄热性能良好的复合蓄热材料,浸渍率高达83.17%。

金属基与熔融盐复合蓄热材料的制备与性能研究

采用一定的制备工艺将金属基(泡沫镍)与K2CO3,Li2CO3,Na2CO3,LiOH和NaOH等熔融盐在一定温度下进行复合,得到一种新型复合蓄热材料。用扫描电镜,X-射线以及差热-差重分析等手段对复合蓄热材料的结构与性能进行研究,测试结果表明该复合蓄热材料达到了预期的结果;进一步讨论了复合时间和复合材料中熔融盐含有率关系以及复合温度和蓄热密度之间的关系。

600MW+120MW复合蓄热循环调峰机组参数分析

根据日益突出的电网调峰需求 ,提出在现有火电厂中引入热水蓄热和发电循环 ,组成火电厂复合蓄热发电的调峰新技术。当夜间低负荷运行时 ,在供电负荷以上增加燃料和补给水投入量 ,从高压加热器出口处抽出并以高温高压热水的形式储蓄在热水罐中 ,从而提高夜间汽轮机负荷 ;当白天高峰负荷时 ,将热水罐中高温高压热水导入蓄热机组发电 ,达到调峰的目的 ,减少汽轮机组的启停次数和负荷变动幅度 ,减少转子、汽包等的热疲劳损耗。文中对该系统的组成、主要参数的定义和选取进行了重点分析。结合国内某发电厂 6 0 0MW汽轮发电机组 ,进行分析计算 ,为进一步的理论研究奠定了基础。

复合蓄热热泵热水空调技术

根据能量梯级利用原理,提出一种将水蓄热与相变材料蓄热结合在一起的复合蓄热热回收空调系统,即在空调机组冷凝器上串联一个相变蓄热器和一个水蓄热器,从压缩机出来的高温高压制冷剂过热蒸汽首先经过相变蓄热器,使品位较高的过热以潜热的形式储存于相变材料中。再经过水蓄热器,将部分温度较低的相变热储存于水中。实验表明,该系统能有效地回收19.6%的冷凝热,其中在空调关闭后通入较小流量的冷水即可制取温度在40℃以上的生活热水;在空调运行的条件下,通入较大流量的冷水可连续制取温度在40℃以上的生活热水。该系统达到了节约能源、满足生活热水需求一举两得的目的。

纤维多孔陶瓷作为复合蓄热材料基体的可行性研究

混合烧结法与熔融浸渍法是目前复合蓄热材料的两种基本制备方法,自发浸渍法是无机盐,多孔基体复合蓄热材料较佳的制备工艺。结合自发浸渍工艺原理的分析,对蜂窝陶瓷、添加造孔剂制备的多孔陶瓷与纤维多孔陶瓷在孔隙率、孔结构及力学性能等方面进行了比较。纤维多孔陶瓷因其高孔隙率(可达95%以上)、优良的连通孔结构及特殊的断裂力学性能,可用作复合蓄热材料基体。纤维多孔陶瓷用于复合蓄热材料基体可有效地解决普通多孔基体中相变材料含量低、熔融物易溢出及抗热震稳定性差等问题。

新型陶瓷与熔融盐复合蓄热材料优化组合的数值模拟

将高温熔融盐相变蓄热材料和陶瓷固相蓄热材料进行复合 ,成功地研制成了能快速吸热和放热且蓄热密度高、蓄热量大的新型复合蓄热材料。分别以Al2 O3 ,MgO ,SiC为代表的陶瓷材料与 6 0LiF 40NaF ,5 0LiF 5 0KF ,6 0 .1NaCl 39.9MgCl2 ,LiH等为代表的 10余种高温熔融盐材料为复合研究对象 ,对复合蓄热材料的蓄热密度等与温度、复合材料中熔融盐的含量、材料种类间的关系进行了数值模拟研究 。

火电厂复合蓄热发电技术的特性分析

随着电网峰谷差的增大 ,电网调峰需求日益突出 ,为此进行了火力发电厂复合蓄热发电调峰新技术具体方案的可行性研究。以国内发电厂 60 0MW汽轮发电机组为例 ,构成 60 0MW +12 0MW火电厂复合蓄热循环调峰机组 ,对其组成和主要参数的选定进行分析计算 。

复合蓄热材料研究进展

本文在简要综述常用热和潜热蓄热材料的特点的基础上，介绍了目前复合蓄热材料的研究开发进展与应用背景。

纳米石墨烯片/石蜡复合相变蓄热材料的热性质研究

采用两步法,通过磁力搅拌和超声振荡,制备了以纳米石墨烯片GnPs为导热增强相的纳米GnPs/石蜡复合相变蓄热材料。红外光谱分析结果表明GnPs与石蜡之间未发生化学反应,仅是简单的物理复合作用。差示扫描量热分析(DSC)表明,复合材料的相变温度几乎保持不变,但其相变潜热随纳米GnPs含量的增加呈降低趋势,在质量分数为1%时,熔化和凝固过程的相变潜热较纯石蜡分别下降约9.6%和10.1%。此外,复合材料的导热系数随GnPs质量分数增加而增加,在质量分数为2%时,导热系数相对提高率为34.2%,表现出良好的强化导热效果。

太阳能供暖用蓄热-散热复合型睡床热特性研究

为了研究太阳能在蓄热和建筑供暖方面的应用,设计了一种新型的集蓄热与散热于一体的复合型睡床,其特征是在床下设置蓄热水箱并在水箱上表面与床板之间设置可启闭的水平空气层。对复合型睡床进行动态热特性和影响因素研究。结果显示:(1)基本条件下(水箱尺寸长为2 m、宽为1.2 m、高为0.3 m,水箱表面温度35℃,床板与水箱之间的水平空气层厚度为20 mm),睡床总散热量为289.8 W,其中水箱上表面散热占比47.6%,侧面散热占比52.4%。床板上表面温度为21.1℃;(2)睡床总散热量随着水平空气层厚度的增加而增加,床板上表面温度随着水平空气层厚度的增加而降低,水平空气层厚度由20 mm升至50 mm时,总散热量增加了36.0%,床板上表面温度降低了2.1℃;(3)睡床总散热量与床板上表面温度均随着水箱表面发射率的增加而增加,水箱表面发射率由0.3升至0.9时,总散热量增加了30.5%,床板上表面温度提高了0.8℃。

复合相变蓄热材料研制及性能分析

制备了一种复合相变蓄热材料,该蓄热材料是由两种相变材料(硬脂酸和石蜡油)组成,通过物理吸附的方法将其复合在固态支撑材料中,通过实验分析了所研制的蓄热材料的相变点、相变热、热稳定性及微相结构等性能。测试结果表明该蓄热材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性。

无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料的研究

无机盐/陶瓷基新型复合相变蓄热材料既具备了显热蓄热材料和潜热蓄热材料的长处,又克服了两者的不足,具有能快速放热和快速吸热、蓄热量大、直接换热、定形等特性。综述了国内外无机盐/陶瓷基复合储能材料的研究现状,介绍了无机盐/陶瓷基复合蓄热材料的蓄热原理、组分选择和制备工艺等,总结了其存在的问题,并提出了一些解决问题的看法,展望了今后的研究趋势。

复合相变蓄热墙体材料应用于日光温室的效果研究

日光温室墙体作为集蓄热保温隔热于一体的墙体围护结构,对温室热环境的影响至关重要。现将课题组曾研制的复合相变蓄热墙体材料涂抹于日光温室后墙内表面,利用相变材料能够在较小的温度区间下蓄存和释放大量相变潜热的特点,研究日光温室相变蓄热墙体的蓄热能力。结果表明:涂抹相变蓄热材料后,在不用加大砖墙厚度的情况下可获得较大的蓄热能力。

复合相变蓄热墙体材料对日光温室热环境及番茄生长发育的影响

为改善日光温室作物的生长环境,将北京工业大学建筑工程学院相变畜热技术研究团队研制的复合相变蓄热墙体材料应用于种植番茄的日光温室北墙内表面。对比试验结果表明,在种植条件完全相同的情况下,采用了复合相变蓄热墙体材料温室内的番茄,在整个生长过程中的形态指标始终好于未采用复合相变蓄热墙体材料的温室,而且前者的果实大,产量大幅提升。从温室北墙内表面温度、耕作层土壤温度、有效积温以及复合相变墙体蓄放热能力等方面,定量地评价了复合相变蓄热墙体对改善日光温室作物生长热环境的影响。

聚乙二醇/乙基纤维素复合相变蓄热材料的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为功能材料、乙基纤维素(EC)为支撑材料,根据有机相分离法制备了聚乙二醇/乙基纤维素(PEG/EC)复合相变材料,其中PEG的含量最大可达84.6%(质量分数)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)等技术考察了PEG/EC复合相变蓄热材料的微观形貌、相容性及化学结构、蓄热性能及稳定性。结果表明,PEG/EC复合相变材料为不规则颗粒状粉末,PEG与EC的相容性较好,分子间形成氢键而没有形成新的化学键。由于EC与PEG间形成的氢键及分子链缠绕等作用,使PEG/EC复合材料呈网络结构,使得PEG发生固-液相变时失去了流动性。PEG/EC复合材料作为固-固相变材料,最大相变焓可达151.8J/g,在温度低于80℃范围发生相变,稳定性可靠。

一种新型复合相变蓄热材料的制备与表征

相变蓄热材料是太阳能高效利用的基础与关键。文章选用54%KNO_3-46%NaNO_3作为太阳能高温热电站的蓄热材料,并选用膨胀石墨作为添加剂,分别制备了膨胀石墨(EG)质量分数为1%和2%的新型太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG。然后利用同步热分析仪(SDT-Q600)测量上述蓄热材料的相变温度、潜热,利用扫描电子显微镜(SEM)观测上述蓄热材料的微观结构。分析结果表明:太阳能复合相变蓄热材料KNO_3-NaNO_3/EG的相变温度为224.28℃,相变潜热为105.8 J/g;添加膨胀石墨能够明显地增强蓄热材料的导热性能,石墨对蓄热材料的熔点影响较小。

复合型蓄热式燃烧技术的开发与应用

宝钢股份不锈钢分公司炼钢厂结合生产实际,对现有的直燃式烘烤器进行了节能改造。改造主要采用了蓄热式燃烧的节能技术,在此基础上与设备制造厂共同研究开发了新型的复合型蓄热式燃烧器,并成功应用于钢包、铁水包等烘烤器的改造,取得了很好的节能效果,经济效益显著。

Al@AlN-Al2O3高温复合相变蓄热材料的制备与性能研究

以Al作为相变材料,采用直接氮化法制备出一种核壳结构Al@Al N-Al_2O_3新型高温复合相变蓄热材料。利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、拉曼光谱仪和差示扫描量热分析仪对材料进行表征。进一步研究锂盐助剂种类及反应时间对材料合成的影响,同时对材料的热循环性能进行测定。结果表明:在750℃条件下制备的复合材料达到预期的核壳结构,其相变材料含量64.6%,相变温度为662.3℃,蓄热密度高达326.3 kJ/kg。同时发现Li_2CO_3助剂的加入、反应时间的延长均可促进AlN的合成,从而使核壳结构更加稳定。经过20次热循环后,该材料仍表现出稳定的蓄热性能。