導(dǎo)熱增強型定形相變材料的研制及其在建筑儲能中的應(yīng)用.pdf

1、利用相變材料的相變潛熱進行蓄熱或蓄冷，溫度變化小、儲能密度大，對于解決能量供給和需求失配矛盾、提高能源利用效率等問題都具有重要作用，在建筑節(jié)能、太陽能利用、工業(yè)余熱和廢熱回收等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，相變儲能技術(shù)的應(yīng)用仍存在著兩個問題：固-液相變過程中的液態(tài)流動性和熱導(dǎo)率低下。近年來，國內(nèi)外研究者提出采用微膠囊相變儲熱材料和定形相變材料來解決固-液相變過程中液態(tài)流動的問題，但是目前還沒有有效方法來解決其熱導(dǎo)率偏低問題。這必然會對相

2、變材料的傳熱特性造成不利影響，使得儲能利用率低下。針對上述問題，本文研究了導(dǎo)熱增強型定形相變材料的制備方法和批量生產(chǎn)工藝，并對利用導(dǎo)熱增強型定形相變材料儲能的地板輻射采暖系統(tǒng)進行了實驗研究和分析。
　　 本文首先對導(dǎo)熱增強型定形相變材料的制備方法進行了研究。提出了采用膨脹石墨作為導(dǎo)熱增強劑來提高定形相變材料熱導(dǎo)率的方法，并通過自建的實驗裝置，制備出基于石蠟/高密度聚乙烯復(fù)合相變材料的新型導(dǎo)熱增強型定形相變材料。通過對其熱物性的測

3、量顯示，當(dāng)膨脹石墨的含量為4.6％，其熱導(dǎo)率為1.30W·m-1·K-1，是常規(guī)定形相變材料的4倍以上，遠遠高于其他導(dǎo)熱增強劑的強化效果，由于添加膨脹石墨的量較少，其對定形相變材料的潛熱影響較小，對相變溫度也幾乎沒有影響；另外，該定形相變材料分布均勻，且具有良好的強度。通過調(diào)節(jié)固體石蠟與液體石蠟的混合比，獲得了具有適宜相變溫度的相變儲能材料，并將該材料作為地板儲能系統(tǒng)的相變介質(zhì)。在實驗室制備方法的基礎(chǔ)上，研究了導(dǎo)熱增強型定形相變材料的中

4、試生產(chǎn)工藝，通過2 噸導(dǎo)熱增強型定形相變材料的中試生產(chǎn)，證明了利用該工藝，可以進行導(dǎo)熱增強型定形相變材料的批量生產(chǎn)。最后，對利用新型導(dǎo)熱增強型定形相變材料儲能的地板輻射采暖系統(tǒng)進行了實驗研究。利用導(dǎo)熱增強型定形相變材料，建立了相變儲能式地板輻射采暖的實驗房，作為對比，本文建立了無儲能式地板采暖和空調(diào)采暖的對比實驗房，并在一個采暖季內(nèi)對其運行特性進行了實驗研究。研究結(jié)果表明，采用導(dǎo)熱增強型相變儲能式地板采暖系統(tǒng)時，僅利用夜間電力便可滿足全