应用于暖通空调系统的低温相变储能材料的研制

【摘要】： 随着科学技术的发展和人们生活水平的提高,能源供需在时间上的失配现象越来越严重。为解决此能源矛盾,相变储能技术应运而生。相变储能技术是利用物质在相变过程中吸收或释放能量以达到能源供需匹配的技术。可应用于暖通空调系统中的相变储能材料多在低温范围内,因此研究低温范围内相变储能材料对于解决能源问题意义重大。而低温范围内的最佳相变材料为有机脂酸类和结晶水合盐类两种材料。 首先,利用温度曲线法对癸酸—月桂酸二元体系进行了实验研究,得出了该二元混合物的相变温度曲线。基于实验数据和理论数据,得出该二元混合物存在低共熔点,当癸酸占该二元混合物的质量为66%~70%时,低共熔温度约为19℃~20℃。并通过添加石墨粉对其导热性能进行了改善,但是由于石墨粉的密度大于脂肪酸而沉淀,导致导热性能提高较小。 其次,对钾明矾进行了成核剂添加量的实验,从而找出了使钾明矾相变温度在70℃左右且过冷度较小的最优成核剂添加量。并通过温度曲线法和DSC方法对钾明矾多次循环熔冻后的相变温度、过冷度和相变潜热进行了研究,验证了其稳定性能。通过添加石墨粉来改善钾明矾导热性能的实验,发现石墨粉的添加只是物理混合,随着石墨粉添加量的增加,导热性能也在增加。 第三,根据现有的应用成果,提出了本课题相变储能材料在暖通空调系统中的应用思路。基于以上研究成果,可为该低温相变储能材料在暖通空调系统中的应用提供必要的实验数据和技术支撑。 【关键词】：相变材料 癸酸 月桂酸 钾明矾 热物性参数 暖通空调
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪 论8-14
• 1.1 课题来源及研究目的和意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 研究目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与分析9-13
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 本课题主要研究内容13-14
• 第2章 相变材料的选择及热物性测量方法14-33
• 2.1 相变储能材料分类及相变理论14-18
• 2.1.1 相变储能材料分类14-16
• 2.1.2 相变理论16-18
• 2.2 相变储能材料的封装及应用18-19
• 2.2.1 相变储能材料的封装18-19
• 2.2.2 相变储能材料的应用19
• 2.3 相变材料的选择19-23
• 2.3.1 常见的低温相变材料20-23
• 2.3.2 本课题中相变材料的选择23
• 2.4 相变材料的热物性测试方法23-32
• 2.4.1 差热分析法24-25
• 2.4.2 差示扫描量热法25-28
• 2.4.3 参比温度曲线法28-32
• 2.5 小结32-33
• 第3章 有机相变材料的制备及热物性测量33-47
• 3.1 实验目的33
• 3.2 实验材料及设备33-34
• 3.3 样品制备34-35
• 3.4 样品热物性测试35-36
• 3.5 实验结果及分析36-46
• 3.5.1 温降曲线实验结果及分析36-39
• 3.5.2 不同冷却环境下的温降曲线实验39-43
• 3.5.3 储放热速率实验研究43-44
• 3.5.4 导热性能改善实验研究44-46
• 3.6 小结46-47
• 第4章 无机相变材料的热物性分析47-63
• 4.1 实验目的47
• 4.2 实验材料及设备47-48
• 4.3 样品制备48-50
• 4.3.1 钾明矾的相变温度和相变潜热48-49
• 4.3.2 成核剂选择49
• 4.3.3 成核剂添加量试验49-50
• 4.4 热物性测试50-51
• 4.5 试验结果及分析51-61
• 4.5.1 冷指法实验研究51-52
• 4.5.2 成核剂添加量试验52-54
• 4.5.3 循环熔冻试验54-60
• 4.5.4 储放热性能试验60-61
• 4.6 小结61-63
• 第5章 相变材料在暖通空调系统中的应用63-68
• 5.1 相变材料在暖通空调系统中的应用63-65
• 5.2 本课题相变材料的应用研究65-67
• 5.2.1 有机相变材料的应用研究65-66
• 5.2.2 无机相变材料的应用研究66-67
• 5.3 小结67-68
• 结论及展望68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间发表的学术论文74-76
• 致谢76

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