相变材料在调温服装领域的应用研究进展

为了阐明相变材料在调温服装领域的研究成果及难点问题,总结了目前相变材料在调温服装领域的应用概况。首先介绍了相变材料的分类,简要分析了相变材料的调温机制,重点阐述了使用相变材料的医用降温服、热防护服、潜水服、红外伪装服等调温服装在高温条件、严寒环境及特殊场景下的应用现状,指出了目前相变材料在调温服装领域应用存在的问题,最后探讨了相变材料在调温服装领域的发展趋势,以期为相变材料在调温服装领域的研究提供借鉴和参考。

聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响研究

聚氨酯型固-固相变储能材料可以有效提高沥青的相变储能能力,从而在调节路面温度的同时,减小温度波动。基于上述背景,针对聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响展开研究。确定相变材料的分类标准,并分别研究其储能原理及具体应用情况,完成对聚氨酯型固-固相变储能材料特性的分析。在此基础上,定义周期性储热边界条件,根据沥青调温过程中内聚能密度的变化形式,推导相变储能材料的能量变化规律,从而确定聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响能力。

飞机调温活门卡滞故障分析及改进措施

调温活门是飞机加温系统中的重要部件,能控制加温气体流量,进而实现座舱温度调节。调温活门故障会直接导致飞机加温系统功能失效,影响乘客体验,还制约了飞机通勤频率。根据调温活门的结构形式以及工作原理,并从密封形式、零件材料、转轴尺寸等方面分析故障产生的原因,并提出了改进措施,有效地消除了故障,并确保系统功能正常,可为其他类似问题的分析和解决提供参考。

建筑相变保温砂浆储能调温特性研究

相变材料可有效提高建筑围护的储热能力,为最大限度提高相变砂浆的储能调温能力,选用硬脂酸、月桂酸进行配比设计,采用玻化微珠作为多孔载体,研究了相变复合体系的最佳制备条件。结果表明,随着吸附温度的升高,玻化微珠对硬脂酸-月桂酸复合相变材料的容留率先升高后降低,最佳吸附温度为55℃。随着吸附时间的增加,玻化微珠对硬脂酸-月桂酸复合相变材料的容留率快速升高后趋于平缓,最佳吸附时间为60min。相比玻化微珠,硬脂酸-月桂酸/玻化微珠复合体系加热延时约760s,蓄热时长300s,冷却延时约640s,放热时长680s。选用质量损失率最低的环氧树脂-水泥对复合相变材料进行封装。复合相变材料掺量越多,相变保温砂浆的保温性能越好,可有效控制室内温度的波动变化。

设施农业中太阳能集热技术温室调温系统的结构研究

近年来,随着绿色环保理念的普及,设施农业中温室大棚原来燃烧不可再生资源供热的方式逐渐转变为使用清洁新能源供热。通过分析国内外温室新能源供热方式的研究现状,根据设施农业温室调温的基本要求,设计了一种环保型太阳能集热技术温室调温系统。该系统利用太阳能平板集热器收集太阳能辐射,以加热后的水作为热能传递媒介,通过保温水箱完成热能存储和转换,实现对温室温度的调节,具有结构简单、节能环保、制造成本低、控制效果好、热能利用率高、自动调温能力强等优点,应用优势明显。

相变调温板材自调温效果研究

提出了一种新的相变调温板材用于室温调节的组合方案,即用相变区间为16～24℃的调温板作地板,用相变区间为24～32℃的调温板作天花板。基于有效热容法,建立了描述室内热环境的一维非稳态传热模型,用全隐式有限差分法模拟了调温地板/天花板这种组合方式的调温效果。结果表明:在北京地区典型气象年的不同季节,相变调温地板和天花板均能减小室温波幅,在夏季能降低最高室温,在冬季能提高最低室温,改善了室内热环境。当室内自然通风或定时通风换气时,调温地板/天花板的组合方式节能效果不明显。

相变多孔水泥混凝土调温缓凝效果试验分析

为了研究相变材料对多孔水泥混凝土的调温缓凝效果,选用十四烷作为相变材料,由白炭黑吸附制备复合相变材料;结合相变材料5个掺量、2个龄期下水泥混凝土抗压强度试验,筛选了复合相变材料的合理掺量范围;分别测试了20~-20℃降温过程中相变(掺量为1%,2%,3%)多孔水泥混凝土在干燥和饱水状态下的温度变化,分析了复合相变材料掺量、试件潮湿状态对相变多孔水泥混凝土调温效果的影响。结果表明,尽管随着复合相变材料的掺入,多孔水泥混凝土的抗压强度逐渐下降,但是当复合相变材料掺量低于3%时,水泥混凝土28 d龄期的强度下降幅度小于20%;在降温过程中,掺量为3%的相变混凝土温度高于干燥普通混凝土,其幅度平均达2.2℃,最大达6.8℃;在饱水状态下,与普通混凝土相比,掺量3%相变混凝土温度到达冰点的时间延长了17 min。

相变调温面料中相变区域分布对温度的影响

为探究相变区域分布对相变调温面料温度变化的影响,首先利用相变石蜡和纯棉织物制成相变调温面料,在控制相变区域与非相变区域面积相同情况下,分别制作1、3、5、7散点数量的相变调温面料样品。然后利用热红外成像仪观察、记录不同分布情况下相变调温面料的温度变化,探究在降温过程中不同分布相变调温面料温度变化的规律。最后利用有限元软件建立相变调温传热模型,对不同分布的相变调温模型进行验证。结果表明:在降温过程中,随着散点数量的增加,相变调温面料在相变温度区域内的平均温度升高,保温性能提高。建立的相变调温面料简化模型具有较好的模拟精度,可通过此模型对相变调温面料在不同条件下进行模拟与预测。

基于广义加性模型的调温负荷测算方法

调温负荷可分为夏季降温负荷和冬季取暖负荷,是影响统调负荷的主要因素之一。准确把握调温负荷特性,对于分析负荷增长驱动因素、做好迎峰度夏/冬工作具有重要意义,但现有测算方法仍存在问题。为此提出一种基于广义加性模型(generalized additive models,GAMs)的调温负荷测算方法。首先,建立基于GAMs的日前负荷预测模型;然后,根据上述模型解耦分析不同特征对负荷的影响,提出调温负荷测算方法;最后,以某市夏季调温负荷测算为例,验证所提方法的准确性、合理性。

分布式光伏并网下基于调温启停混合控制方式的空调负荷双层优化调度策略

为解决分布式光伏剩余功率注入配电网导致的电压抬升和线路过载问题,利用配电网中空调负荷良好的热储能特性,提出了一种基于调温启停混合控制方式的空调负荷双层优化调度策略,建立了包含电力公司、负荷聚合商(load aggregators,LA)和用户的双层优化调度架构。首先电力公司以网损损失成本和需求响应成本之和最小为目标向负荷聚合商下达调度指令,其次,负荷聚合商以利润最大为目标,选择不同用户的控制方式。相比于传统控制方法,此调度策略改善了聚合空调功率在响应跃迁处的响应效果,更快地达到了调度指令的要求,同时聚合功率保持稳定,促进了分布式光伏的消纳,使节点电压和线路传输功率保持在安全运行范围内。最后,采用基于改进的IEEE33节点进行分析,仿真结果验证了所提调度策略的可行性和有效性。

用于个人热管理的被动调温服装材料研究进展

不同环境条件下人体的温度调控对于维持人类热湿舒适具有重大意义。服装作为人体的防护屏障,对人体的热湿舒适管理起着关键作用。由于传统纺织品缺乏温湿度调控机制,无法在极端环境下对人体做到有效防护,因此具有功能性与个性化的服装材料逐渐进入人们的视野。本文介绍了被动调温服装概念及原理,归纳总结了新型服装保暖材料、反射(辐射)材料、远红外发射材料和光热转换材料等被动保暖服装材料,传导降温材料、相变降温材料、反射降温材料、中红外高透过(发射)辐射降温材料等被动降温服装材料以及双面调温服装的工作原理和研究进展,并展望了被动调温服装材料的应用前景。

微胶囊法相变调温Lyocell纤维的制备与性能研究

为探索相变调温Lyocell纤维的制备方法及其纤维性能,利用微胶囊法通过原液添加制备了调温Lyocell纤维,通过电子显微镜、激光粒度仪、差示扫描量热仪以及扫描电镜等多种表征方法,表征了微胶囊分散液在N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液中的分散情况,并研究了微胶囊添加量对纺丝原液和纤维性能的影响,表征了改性后的纤维形貌,测试了在吸放热条件下,实际的升降温情况。结果表明:微胶囊分散液可以良好的在NMMO水溶液中实现分散,随着微胶囊添加量的增加,纺丝溶液的黏度和可纺性未发生显著的变化;适当提高微胶囊的添加量有利于提高纤维焓值,当微胶囊量提高到35%以上时,纤维焓值不再变化;改性后的纤维横截面可以发现微胶囊的嵌入,纤维表面变得凹凸不平;利用相变调温Lyocell纤维制备的无纺布进行吸放热测试,织物具有明显的双向调温功能。

温敏微凝胶整理织物在智能调温领域的研究

为探究温敏微凝胶智能调温技术在纺织领域的应用,以2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)和聚乙二醇甲基丙烯酸酯(EGMA)为反应单体,通过乳液聚合法,合成了不同单体配比的聚(MEO2MA-co-EGMA)[P(MEO2MA-co-EGMA)]温敏微凝胶,再采用化学交联法将温敏微凝胶整理到棉织物及涤黏织物上,通过不同次数的整理调控织物的质量增加率,探究不同质量增加率织物的温敏性能。对制备的温敏微凝胶及其整理后织物进行表观形貌、化学结构及温敏性能等的探究和表征,结果表明:利用乳液聚合法可成功制备出不同单体配比的温敏微凝胶;调节MEO2MA和EGMA的单体配比可获得不同低临界溶解温度(LCST)的温敏微凝胶,从而获得理想的温敏效果;经温敏微凝胶交联整理的2种织物,其透湿性能均优于原织物,且均表现出较为优异的温度调节能力,柔软度基本不受影响,耐水洗性能良好。

相变调温纱线及其针织物升降温试验研究

以棉纱/相变调温粘胶为原料,设计开发了不同比例、不同组织结构、不同密度的棉纱/相变调温粘胶交织针织物,研究了相变纱线含量、组织结构与密度对织物调温性能的影响。结果显示:随着外界环境温度的升高或下降,在相同时间变化范围内棉纱/相变调温纱交织针织物的温度变化速率小于纯棉针织物,并且相变纱添加的比例越大,变化值越小,这说明棉纱/相变调温粘胶针织物具有调温功能;升降温正交试验结果显示添加75%的相变纱,采用添纱组织,织机密度为2+时,织物的调温效果最好。

术中适时调温策略应用于膝关节镜手术患者的效果

目的 分析术中适时调温策略应用于膝关节镜手术患者的效果。方法 选取2019-01—2023-01于郑州市第三人民医院手术室行膝关节镜手术患者62例,按随机数字表法分为2组,各31例。对照组予以常规保温策略,观察组在对照组基础上应用适时调温策略。于入室后(T_(0))、麻醉诱导后(T_(1))、手术开始时(T_(2))、手术开始后1 h(T_(3))及手术结束时(T_(4))记录患者的体温。分别于T_(0)、T_(4)时检测凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、纤维蛋白原(FIB)凝血功能水平。统计苏醒时间、拔管时间、体温恢复时间、复苏室留置时间,以及并发症发生率。结果 与对照组比较,T_(3)、T_(4)时观察组患者的体温较高;T_(4)时的PT、APTT水平较低,FIB水平较高;患者的苏醒时间、拔管时间、体温恢复时间、复苏室留置时间均较短;并发症发生率较低。以上差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 对行膝关节镜手术的患者,手术室适时调温策略可防止患者发生低体温,减轻对凝血功能的影响,并有利于提升患者苏醒期质量和降低相关并发症发生率。

消防服用蓄热调温热防护材料的研究

为增加消防服用多层织物的蓄热调温功能,在保障其热防护性能前提下,引入微胶囊相变材料(MPCM)。选取3种相变温度(37、43和49℃)、2种放置位置和4种相变材料用量(分别为多层织物质量的30%、45%、60%和100%),通过缝制法制备蓄热调温热防护材料,并将其与多层织物结合制备消防服用多层织物系统。采用改进的热防护性能测试仪及皮肤模拟传感器,动态化研究不同因素对消防服用多层织物系统热防护性能的影响。结果表明:相变温度为43℃、蓄热调温热防护材料放置在隔热层与舒适层之间,多层织物系统的热防护性能最好;随着MPCM用量增加,多层织物系统的热防护性能提升,但考虑到成本及服装的热湿舒适性等因素,MPCM用量为多层织物质量的45%时最佳,此时多层织物系统的二级烧伤时间可达257.13 s,相比未添加蓄热调温热防护材料的多层织物系统热防护性能提高了148.22%。研究为开发兼具热防护性能与蓄热调温功能的高性能热防护材料提供了理论依据。

智能温室大棚全方位调温系统创新设计与应用

为了调整作物的生长状况,本文利用对温室大棚内的温度、湿度和光照数据进行采集,并由微处理器进行现场显示和控制,从而实现对温室大棚内部温度、光照度、通风等的控制,自动实现保温、数据存储,并通过GPRS-G A6将实时数据传输到指定的手机上。通过实际生产和试验,实现对作物生长状况的智能调整。本文首先简要介绍智能温室大棚的调温系统,并结合中央采暖的思路,设计一种集成的智能调温控制系统,对智能温室大棚温度控制系统的实验和应用进行深入的探讨。

低相变材料掺量混凝土调温性能试验研究

为研究低掺量相变材料对水泥混凝土力学性能及热物理性能的影响,将石蜡/聚乙烯复合相变材料掺入混凝土中制备得到相变水泥混凝土。通过万能试验机、绝热温升测定仪、DRM-III导热系数测定仪、无纸温度记录仪对混凝土力学性能及热物理性能进行测试。结果表明:10‰相变材料掺量混凝土力学性能有所降低,但能满足使用要求,且与普通混凝土相比,10‰相变材料掺量混凝土3 d绝热温升降低5.22℃,导热系数降低31.5%、质量热容提高16%。低掺量石蜡/聚乙烯相变材料地添加在较好保持混凝土力学性能的同时可以有效降低混凝土绝热温升、热敏感性并提高混凝土的温度调节能力。

基于双网络相变气凝胶制备的调温保温织物性能

为实现织物的调温保温改性,赋予其良好的热管理能力,以聚乙二醇为相变组份,设计交联聚丙烯酰胺和石墨烯双网络载体,采用原位溶液聚合法制备了相变气凝胶双功能材料。以自制相变气凝胶为改性剂,采用涂层法对棉布进行后整理,通过调节相变气凝胶与黏合剂质量比,得到改性织物的最佳制备工艺。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、温度记录仪和红外热成像仪对改性织物的形貌、化学结构、相变性能和热管理能力进行表征。结果表明改性织物的最佳工艺是:黏合剂选用水性聚氨酯(PUD HD-05N),相变气凝胶占整理液质量比为66.67%。相变气凝胶与织物分子间没有发生化学反应,依靠物理黏合作用被整理到织物表面,在织物表面形成功能膜;整理后的织物熔融焓为58.34 J g,熔融温度在29.81~55.03℃区间,结晶焓为53.89 J g,结晶温度在21.59~35.12℃区间,相变调温能力显著;制备的调温织物对升温有一定的延缓效果,降温时有较好的保温能力,显现良好的控温效果。

建筑体主动调温技术的节能原理及方法探析

建筑能耗在整个社会能耗中的比例约为46%,研究与消减建筑能耗有着重要的社会意义。节能、减排作为一项基本国策,需要切实有效地进行落实。通过对20年来建筑环境能耗控制具体案例的研究与跟踪,结合暖通的基本技术原理,探讨了建筑主动调温技术的可行性以及实际项目应用的积极成果。