導熱增強型定形相變材料的研制及其在建筑儲能中的應用.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域有著廣闊的應用前景。然而，相變儲能技術的應用仍存在著兩個問題：固-液相變過程中的液態(tài)流動性和熱導率低下。近年來，國內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，本文研究了導熱增強型定形相變材料的制備方法和批量生產工藝，并對利用導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熱增強劑來提高定形相變材料熱導率的方法，并通過自建的實驗裝置，制備出基于石蠟/高密度聚乙烯復合相變材料的新型導熱增強型定形相變材料。通過對其熱物性的測

3、量顯示，當膨脹石墨的含量為4.6％，其熱導率為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。在實驗室制備方法的基礎上，研究了導熱增強型定形相變材料的中

4、試生產工藝，通過2 噸導熱增強型定形相變材料的中試生產，證明了利用該工藝，可以進行導熱增強型定形相變材料的批量生產。最后，對利用新型導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采暖的對比實驗房，并在一個采暖季內對其運行特性進行了實驗研究。研究結果表明，采用導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