相变材料的储热 摘要:热能储存可以通过蓄热材料的冷却、加热、熔化、凝固。气化、化学反应等方式实现。它是一种平衡热能供需和使用的手段。热能储存按储热方式可分为三类，即显热储能、潜热储能和化学反应储热。 关键词：相变;储热;复合材料; 引言：相变材料（PCM）在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。相变储能技术通过相变材料相变时吸收或放出大量热量以达到能量存储的目的，是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式。 正文 一、相变储热材料应用的意义 当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。发展热能存储技术尤为重要，热能存储就是把通过一定的方式把占时应用不到应用不完的多余的热和废热存储起来，适时还可以另作他用。该技术在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、气废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。 二、相变储能材料分类及材料的选择 1、相变储热材料的分类 （1）从材料的化学组成来看，主要分为无机相变材料和有机相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等无机物。与无机类相变储能材料相比，有机类相变储能材料具有无过冷及析出，性能稳定，无毒，腐蚀等优点。其中石蜡类相变潜热量大、相变温度范围广、价格低，所以在相变储能材料的研究使用中受到广泛的重视。 但石蜡类相变储能材料热导率较低，也限制了其应用范围。为有效克服石蜡类有机化合物相变储能材料的缺点，同时改善相变材料的应用效果及拓展其应用范围，复合相变储能材料应运而生。复合相变材料由较稳定的有机化合物和具有较高导热系数的无机物颗粒制备而得，因而复合相变材料具有稳定的化学性质，无毒无腐蚀性或毒性和腐蚀性小。同时它的导热能力较有机物有较大的改善。 （2）从蓄热过程中材料相态的变化方式来看，分为固-液相变、固-固相变、固-气相变和液-气相变四类。由于后两种相变方式在相变过程中伴随着大量气体的产生，是材料的体
相变储热材料的制备与应用 摘要：热能储存可以通过蓄热材料的冷却、加热、熔化、凝固。气化、化学反应等方式实现。它是一种平衡热能供需和使用的手段。热能储存按储热方式可分为三类，即显热储能、潜热储能和化学反应储热。 关键词：相变；储热；复合材料 一、相变材料在国内外的发展状况 国外对相变储能材料的研究工作始于20世纪60年代。最早是以节能为目的，从太阳能和风能的利用及废热回收，经过不断的发展，逐渐扩展到化工、航天、电子等领域。近年来最主要的研究和应用集中在建筑物的集中空调、采暖及被动式太阳房等领域。国外研究机构和科研人员对蓄热材料的理论研究工作，尤其是对蓄热材料的组成、蓄热容量随热循环变化情况、相变寿命、储存设备等进行了详细的研究，在实际应用上也取得了很大进展。 相对于已经进入实用阶段的发达国家，我国在20世纪70年代末80年代初才开始对蓄热材料进行研究，所以国内相变储能材料的理论和应用研究还比较薄弱。上世纪90年代中期以来，国内研究重点开始转向有机相变材料和复合定形相变材料的研究开发。 二、相变储热材料的分类 （1）从材料的化学组成来看，主要分为无机类相变材料和有机类相变材料，而在课堂上我们主要讲解的是有机类相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等无机物。与无机类相变储能材料相比，有机类相变储能材料具有无过冷及析出，性能稳定，无毒，腐蚀等优点。其中石蜡类相变潜热量大、相变温度范围广、价格低，所以在相变储能材料的研究使用中受到广泛的重视。但石蜡类相变储能材料热导率较低，也限制了其应用范围。为有效克服石蜡类有机化合物相变储能材料的缺点，同时改善相变材料的应用效果及拓展其应用范围，复合相变储能材料应运而生。复合相变材料由较稳定的有机化合物和具有较高导热系数的无机物颗粒制备而得，因而复合相变材料具有稳定的化学性质，无毒无腐蚀性或毒性和腐蚀性小。同时它的导热能力较有机物有较大的改善。 (2)根据使用的温度不同又可以分为高、中、低温相变储热材料。一般使用温度高于100℃的相变储热材料称为高温相变储热材料。以熔融盐、氧化物和金属及其合金为主。使用温度低于100℃为中、低温相变储热材料，这类相变材料以水合盐、石蜡类、脂酸类为主，在低温类中也有利用液-气相变型的，如液氮、氦。 （3）从蓄热过程中材料相态的变化方式来看，可分为固液、固气、液气、固固四种相变。由于固气和液气两种方式相变是有大量气体产生，使材料的体积变的很大，所以实际中很少采用这两种方式。 三、相变材料的分类选择因素 （1）合适相变温度； （2）较大的相变潜热； （3）合适的导热性能；
导热硅脂品牌排行 国外品牌：贝格斯、莱尔德、道康宁、日本电气化学、富士高分子、固美丽、信越等; 国内品牌：兆科、汐佳、傲川、博恩、亚锋、博恩、奥德康、高柏、瓒鸿、佳日丰、依美等; 贝格斯公司是一家专业生产导热产品的美国公司，在开发和生产导热材料方面居于世界领导地位。在世界各地设有客户服务机构和代理商，为广大客户提供优质的产品和服务。目前贝格斯公司已发展成为世界上最主要的导热产品的专业供货商，生产的产品有Sil-Pad?导热绝缘垫片，Gap Pad?固态导热添缝材料，Hi-Flow?导热相变材料，Bond-Ply?导热双面胶带及金属铝基覆铜板等多系列产品。现在的电子设备越做越薄，发热器件的导热散热问题愈显重要。美国莱尔德电子材料集团是设计和制造电磁屏蔽材料、导热界面材料和无线天线产品的世界著名公司，产品广泛应用于电信、数字通讯、手机, 计算机、通用电子装置、网络设备、航空、国防、汽车以及医疗设备等领域。美国莱尔德电子材料集团的客户均为世界著名厂商。美国莱尔德集团的母公司为英国莱尔德集团公众有限公司(其为英国伦敦股票交易所上市公司具有140多年历史)。美国莱尔德电子材料集团注册于美国的特拉华州，通过并购一系列世界著名的电磁屏蔽产品、导热产品和无线天线产品的制造厂家(包括诸如Instrument Specialties, APM, Bavaria Elektronik, Altoflex, R&F Products, BMI, Warth, Thermagon, Centurion, Melcor等著名公司)而形成今天的规模。我们的成功发展在于我们的技术优势,优质产品和巨大的市场份额。 2016年6月，陶氏与道康宁共同合作，将有机硅和有机化学品互补整合在一起，满足您所面临的不断增长的挑战。最重要的是，建立在紧密合作和客户亲近模式的基础上，我们形成了消费品解决方案业务部。消费品解决方案业务部是受以客户为先的理念推动的创新引擎——与陶氏多元化的解决方案结合在一起，提供新型硅基材料。 汐佳Silguard是一家导热界面材料电磁屏蔽材料研发制造商和配套解决方案综合服务商，公司严标准，高起点，历经多年潜心研究，主营产品包括导热硅凝胶，导热硅脂，导热粘结剂，导热灌封胶，灌封胶，发泡胶等热销产品牌号几百余种，可为客户提供定制化解决方案。每个牌号产品均蕴含工程师上百次的平行试验和数十次的产品检验，蕴含数家高校科研单位的集体成果结晶。汐佳新材全体员工愿与你同行，做稳定的产品，提供贴心的服务。 兆科电子材料科技有限公司的导热产品专为一些在使用时因产生大量的热而影响其性能及外观的设备提供了解决方案。另外我们的导热产品亦能很好地控制和处理热以使之冷却到较广的范围。随着市场对笔记型电脑,高性能的CPU,芯片,手提式电子设备,电力转换设备及发射
相变储能材料及其应用 物质的存在通常认为有三态，物质从一种状态变到另一种状态叫相变。相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；(2)液—汽相变；(3)固—汽（4）固-固相变。相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，利用相变材料来存储能量。比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可 )、溶 过冷和析出两大问题。所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、 六水氯化镁、镁硝石等 （2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式C n H2n+2表示，短链烷烃熔
点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。在C7H16以上的奇数烷烃和在C20H44以上的偶数烷烃在7℃一22℃范围内会产生两次相变： （1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的； -固 3、有机-无机混合物 带有乙酰胺的有机和天机低共熔混合物具有较为优异的特性，而乙酰胺的熔点为80℃，潜热相当大，为251.2KJ/kg，且比较便宜。 此外乙酰胺本身及其与有机酸和盐类的低共熔混合物的化学和动力学性质都很好。乙酰胺的毒性很低。但是乙酰胺对某些塑料具有溶解作用，故在容器选择上应
谨慎小心，最好选用搪瓷或玻璃类容器。此类箱变材料也是在日常生活用品开发中 很有前途的一类。 储热相变材料的遴选原则： 作为贮热(冷)的相变材料，它们灾满足的条件是： (1)合适的相变温度； (2)较大的相变潜热； 储热相变材料的应用涉及面根广，但大致分为以下几个方面：集中空调的相变贮能系统，相变节能建筑材料和构件，相变储热在太阳能领域的应用，热电冷(或热电)联供系统中的相变储能，利出工业废热的相空贮热系统，相变日用品开发。随着相变材料基础和应用研究的不断断深入(包括新的相变材料的涌现)，相变材料应用的 深度和广度都将不断拓展。
相变蓄热材料综述 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
相变虚热材料综述蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是世界范围内的研究热点．目前，主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热三种．显热蓄热是利用物质的温度升高来存储热量的．利用陶瓷粒、水、油等的热容进行蓄热，把已经高温或低温变换的热能贮存起来加以利用，如固体显热蓄热的炼铁热风炉、蓄热式热交换器、蓄热式燃烧器等，通常的显热蓄热方式简单，成本低，但储存的热量小，其放热不能恒温的缺点化学反应蓄热是指利用可逆化学反应的结合热储存热能．发生化学反应时，可以有催化荆，也可以没有催化剂一种高密度高能量的蓄热方式，它的储能密度一般高于显热和潜热，此种储能体系通过催化剂和产物分离易于能量长期储存．潜热蓄热（相变蓄热）是利用物质在凝固／熔化、凝结／气化、凝华／升华以及其他形式的相变过程中，都要吸收或放出相变潜热的原理来进行能量储存的技术．利用相变材料相变时单位质量（体积）潜热，蓄热量非常大能把热能贮存起来加以利用，如空间太阳能发电用蓄热器，深夜电力调峰用蓄热器，其储能比显热一个数量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点。 一相变蓄热材料的分类 根据相变种类的不同，相变蓄热一般分为四类:固一固相变、固一液相变、液一气相变及固一气相变。由于后两种相变方式在相变过程中伴随有
浅谈相变储能材料的热能储存技术及其应用 云南师范大学能环学院再生B班马侯君（12416181） （云南师范大学太阳能研究所 650500） 摘要：由于相变储能材料具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点，因此，采用相变储能材料的热能储存技术是提高热能转化和回收利用效率的重要途径，也是储存可再生能源的有效方式之一。鉴于可供选用的相变储能材料种类多、相变温度范围大，使其在许多工程应用中具有较大的吸引力，筒要介绍利用相变储能材料的热能储存技术及其在工程中的多种应用。本文对热能存储技术的主要类型和技术原理进行了简要介绍，讨论了建筑采暖系统中热能 存储技术的应用现状及发展的趋势。 关键词：相变储能材料热能储存技术工程应用建筑采暖 1 引言 利用相变储能材料的热能储存技术是协调能源供求矛盾、提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是储存和回收利用短期或长期需求能源的一种有效途径。它在工业与民用建筑的采暖、空调、温室、太阳能热利用、工业生产过程的热能回收和利用等多个领域得到了广泛的应用，并已逐步成为世界范围高度重视的研究领域。特别是随着相变储能材料的基础和应用研究的不断深入，利用相变储能材料的热能储存技术的应用深度和广度都将不断拓展。为此，本文着重介绍相变储能材料及其研究，以及利用各种相变储能材料的热能储存技术在工程中的多种应用。 2 相变储能材料及其研究 相变储能材料的种类 人们对相变储能材料的研究可以追溯到20世纪70年代，近几十年来国内外研究人员对相变储能材料的研究和开发进行了大量的研究工作，取得了一定的研究成果，得到了具有温度变化小、储能密度大、过程易控制并适于利用材料的相变潜热进行热能储存的多种相变储能材料。根据其相变形式可分为固-液相变储能材料、固-固相变储能材料、固-气相变储能材料、液-气相变储能材料4类，虽然固-气相变和液-气相变具有的相变热大，但其体积上的大变化使相变储能系统变得复杂和不实用，因此，后两种相变储能材料在实际应用中很少被选用，应用较多的相变储能材料主要是固-液相变储能材料和固-固相变储能材料两类。 固-液相变储能材料 在固-液相变储能材料中，主要有无机相变储能材料、有机相变储能材料及其共融混合物3类。 (1)无机相变储能材料 无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其它无机物。其中，水合盐是适于温度范围在 0"--150℃的潜热式储存的典型无机相变储能材料，它也是中低温相变储能材料中重要的一类，其优点是价格便宜、单位体积储能密度大、一般呈中性；缺点是过冷度大和易析出分离，需要通过添加成核剂和增稠剂进行处理。常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能见表1。 表1 常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能
第18卷第5期2000年10月 低温与特气L ow T emper ature and Specialty Gases V ol.18,No.5 O ct.,2000 工艺与设备 蓄冷材料相变温度与相变潜热实验研究 X 方贵银 (中国科学技术大学热科学与能源工程系,安徽合肥 230027) 摘要:阐述了自行研制的蓄冷材料相变温度与相变潜热实验装置的特点,并在该实验装置上测试了蓄冷材料的相变温度和相变潜热,获得了较准确的结果。该方法简单易行,可用于工程上测量相变蓄冷材料的热物性。关键词:蓄冷空调;蓄冷材料;相变温度;相变潜热;实验测试 中图分类号:T B64 文献标识码:A 文章编号:1007-7804(2000)05-0019-03 1 前 言 相变蓄冷材料热物性及其工作性能的研究具有重要的意义。材料的热物性及工作性能既是衡量其性能优劣的标尺,又是其应用系统设计及性能评估的依据。 测定相变温度、相变潜热及比热的方法可分为三类: 1.一般卡计法[1,2] ; 2.差热分析法(Differential Thermal Analy sis ,简称DT A )[3]; 3.示差扫描量热计法[4](Differential Scanning Calorimetry,简称DSC),它利用示差扫描量热计, 可以绘制相变材料整个相变过程中的能量-时间曲线。由于实验条件限制,下面采用的实验方法与典型方法不完全相同,可用于工程上进行蓄冷材料的性能测试。 2 蓄冷材料相变温度的测试 2.1 实验装置与实验方法 图1为实验装置图。实验装置主要由XWC-301自动平衡记录仪、铜—康铜热电偶、冰瓶、保温瓶、蓄冷材料(PCM ) 等构成。 图1 测试蓄冷材料相变温度的实验装置 1.保温瓶; 2.高密度聚乙烯塑料球; 3.相变蓄冷材料(PCM ); 4.冰水混合物; 5.铜—康铜热电偶; 6.保温材料; 7.导热油; 8.冰瓶; 9.自动平衡记录仪。 该实验采用冷却的方法测定蓄冷材料的相变凝固温度。它是将热电偶插入相变蓄冷球内,并将相变蓄冷球放入冰水混合物内冷却,由平衡记录仪记录热电偶由于相变蓄冷材料温度变化而引起的热电 势变化,然后由热电势转换成温度,得出蓄冷材料温度变化曲线。2.2 实验结果与分析 图2为某公司生产的蓄冷球内蓄冷材料的冷却 X 收稿日期:2000-08-28
相变储能材料在建筑方面的研究与应用 摘要:随着建筑行业的向前发展，当前人们对于居住的要求也变得越来越高，对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。正因如此，智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料，由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。另一方面，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析，为后期的深入研究奠定基础。 关键词：建筑材料；相变材料；储能技术 Energy storage materials research and application of phase change in architecture Abstract：With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later. Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology
人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料 常用的抗信息泄露(电磁屏蔽)材料以金属或合金为主,如铜、铁、镍、铁-硅-硼合金等,这些材料在很多领域有广泛应用,但是也存在一些不足,如密度大、施工较复杂、质地坚硬较难成形等。膨胀石墨(EG)密度小、质软、热稳定性和化学稳定性良好,具有好的导电性,对高频段(30 MHz以上)电磁辐射有较高的屏蔽效能。 然而,由于石墨本身是抗磁性的,低频段电磁屏蔽效能相对较低,为了改善低频的屏蔽效能,可以将磁性金属或合金微粒负载到膨胀石墨中,调节复合材料电性质和磁性质,得到宽频范围电磁屏蔽效能优异的材料。课题组前期工作表明,对于300kHz的低频电磁波,在EG上植入磁性金属或合金纳米颗粒可以把电磁屏蔽效能从原来的43 dB提高到53～72.5 dB,而对高频段电磁屏蔽效能没有显著影响；金属质量分数在30%左右时,材料的屏蔽效能较好。 全球第一条石墨烯生产线近日在浙江省慈溪市慈东滨海区正式开工建设，项目一期投资2.1亿元，预计年产石墨烯300吨。据了解，这也是全球首个石墨烯规模化生产项目。 据有关专家介绍，石墨烯是目前世界上已发现的最薄、最坚硬的纳米材料。它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料，还能做出超坚韧的防弹衣。在锂电池、晶体管、触摸屏、基因测序等领域，石墨烯也大有用武之地。如果平板电脑的处理器采用石墨烯材料来制造，可以3个月都不用充电。专家分析，石墨烯的市场潜力可达上百亿元。 人工合成石墨导热膜是近年来刚刚兴起的最先进的导热材料。该材料具有极高导热系数（~1500W/m-K），且不含其他填料及粘结剂，具有很高的稳定性，可以在较小间隙，非绝缘环境中广泛使用。它的商用化，在导热材料领域是一种革命性技术应用突破。 据悉，从2011年以来，中石伟业与德国专业公司开展了为期一年的联合技术研发合作,围绕人工石墨的原材料控制，工艺制程，参数控制，设备选型等方面进行了深入研究研发并生产的VanoC人工合成石墨膜是在极高温度环境下，通过人工合成的方法，制得的一种高结晶态石墨膜，它在膜结晶面上有极高导热率:600-1600W/m-k,比铜好1-3倍，比天然膨胀石墨膜要好2-5倍，是十分理想的均热材料，用于消除局部热点，平滑温度梯度；可以在热点和散热体之间充当热传输桥梁；它在厚度方向可以达到6-15W/m-K，可与导热脂、相变材料比拟，可以用来替代导热脂和导热相变材料，从根本上解决热界面材料老化问题。VanoC同时具有非常好的电磁屏蔽性能，在10M-10GHz区间，屏蔽效能可达到90dB以上。 VanoC材料有三种主要用途：1.作为优质热扩散材料，在智能手机和平板电脑中，消除热点，增加产品舒适度；2.作为热界面材料，代替硅脂，在大功率模块和LED等中，将热有效传递给散热体；3.作为超薄被动“热管”，在高密度结构如手机笔记本中，将“热端”的热热传递到一定距离外的“冷端”。中石公司人工石墨膜的应用方面已拥有多项发明专利，成为该领域内知识产权领跑者。 VanoC具备薄、轻的优点，其根据厚度划分，共有0.0125mm、0.025mm、0.07mm、0.1mm4个系列化产品，让电子设备产品可以实现小型化、薄型化以及轻型化，并在较小间隙且非绝
第31卷第5期2006年10月 昆明理工大学学报(理工版)Journal of Kun m ing University of Science and Technol ogy (Science and Technol ogy )Vol .31 No .5 Oct .2006 收稿日期:2005-09-09.基金项目:云南省自然科学基金重点项目(项目编号:2002C0003Z ). 第一作者简介:张兴雪(1979～),女,在读硕士生.主要研究方向:新型能源材料. 一种新型高温复合相变蓄热材料的制备 张兴雪,王华,王胜林,张翅远 (昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650051) 摘要:采用粉末烧结工艺将相变材料Na 2CO 3和基体材料Mg O 进行复合,制成一种新型高温复合相变蓄热材料.通过XRD 和TG ?DT A 分析,结果表明:由Na 2CO 3/Mg O 构成的复合相变蓄热材料具有良好的化学相容性,在845℃时出现吸热峰.通过对其蓄热密度的计算可知:制备成的蓄热材料具有蓄热密度高的特点,能够实现高温蓄热. 关键词:相变材料;高温蓄热;潜热蓄热 中图分类号:TK02文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2006)05-0017-03 Prepara ti on of a New Com posite La ten t Therma l Energy Storage M a ter i a l a t H i gh Te m pera tures ZHAN G Xi ng 2xue ,W AN G Hua,W AN G She ng 2li n,ZHAN G Ch i 2yuan (Faculty of Electric Po wer Engineering,Kun ming University of Science and Technol ogy,Kun ming 650051,China ) Abstract:A ne w type of high te mperature phase change material was obtained thr ough the powder sintering method,compounding Mg O as matrix and Na 2CO 3as phase change material .XRD analysis sho ws that the mate 2rial has g ood che m ical compatibility and TG -DT A analysis shows that an endother m ic peak arises at 845℃.Calculati ons indicate that the composite PC M is characterized by high ther mal energy st orage density and heat st orage at high te mperatures . Key words:phase change material (PC M );heat st orage at high te mperatures;latent -heat ther mal st orage 0引言 常用的高温蓄热材料可分为显热式和潜热式.显热式高温蓄热材料具有性能稳定、价格便宜等优点,但其蓄热密度低,蓄热装置体积庞大;潜热式高温蓄热材料虽然存在着高温腐蚀、价格较高等问题,但因其蓄热密度高,蓄热装置结构紧凑,而且吸—放热过程近似等温,易于运行控制和管理,因而引起人们极大的关注[1]. 在高温蓄热方面,其核心为高温蓄热介质的选择.潜热蓄热介质主要有无机盐和金属等,其中在无机盐潜热蓄热介质中以碱金属碳酸盐的效果最好,它们在温度范围、蓄热密度以及稳定性等方面都比较适宜,价格也比较低廉[2].选用Na 2CO 3与Mg O 制备相变蓄热材料,采用直接接触换热方式,不需要换热器,能减少蓄热材料用量和缩小容器尺寸,因而可以较大幅度提高蓄热系统的经济性.同时这种高温复合相变蓄热材料对提高能源利用率和开发新能源都具有重要的意义. 1实验 1.1原料的选择 无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料,在结构上是把相变材料和陶瓷基体材料纯机械性地复合在一起,相变材料的熔化和凝固过程是在陶瓷基体材料中进行,所以对相变材料和陶瓷材料的选择相当苛刻.首先保证二者在高温下有良好的化学相容性和化学稳定性;二是熔融盐与陶瓷体间要有较好的润湿特性;三是
相变储能材料及其在建筑节能中的应用摘要：相变材料具有储能密度大、效率高以及近似恒定温度下吸热与放热等优点。将该材料用于墙体天花板和地板，可提高建筑物热容量，从而可以降低室内温度波动，提高舒适度。本文介绍了相变储能材料的机理及其分类，综述了目前国内外相变节能材料的研究进展，分析了相变材料用于建筑上的应用方面，列举了相变材料在示范性建筑中的使用情况，最后提出相变储能材料的不足之处及应用前景。 关键词：建筑节能，相变，蓄能，建筑材料 Phase Change Materials and Its Application in the Construction of Energy-efficient Ji yongyu (Xi'an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055) Abstract: A phase change material having a large energy density, high efficiency, and other advantages approximately constant temperature of the endothermic and exothermic. The materials used for walls ceilings and floors, the building thermal capacity can be increased, which can reduce the indoor temperature fluctuations and improve comfort. This paper describes the mechanism of phase change material and its classification, review the progress of the current domestic and international research phase change energy-saving materials, analysis of phase change materials for applications in buildings, citing the phase change material in an exemplary buildings usage, concludes the phase transition inadequacies energy storage materials and application prospects. Keywords: building energy efficiency, phase transformation, storage, construction materials 0 引言 近年来随着中国的经济快速发展以及人们生活水平的日益提高，人们对室内环境舒适度的要求也越来越高。在影响室内环境舒适度的诸多因素中，室温是一个非常关键的因素，而维持室温在 16.0~28.0°C 是保持室内环境舒适度的关键。为达到这一标准，人们通过利用空调和供暖系统来调节温度，但是相应的会造成能耗大幅度增加和能源消耗过快、环境污染加剧等问题。如何在室内环境舒适度、节能、环保中保持平衡已经成为建筑设计以及节能领域的热点问题 在众多的节能方法中, 近年新出现的相变储能材料, 逐渐走进人们的视野, 成为建筑节能开发的新宠。相变储能材料在很多领域都有应用, 但应用于建材的研究始于1982 年, 由美国能源部太阳能公司发起, 在我国才刚刚起步。相变储能材料的英文全称为Phase Change Material, 简称为PCM。相变储能材料是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质，在一定的温度范围内,利用材料本身相态或结构的变化, 当环境温度升高或降低时, 它可以向环境自动吸收多余热量储存起来或释放储存的热量能起到保温作用。 1 相变储能材料介绍
相变材料的种类 摘要：相变储能材料对于能源的开发与应用具有重要意义。综述了相变储能材料的分类、相变特性、并展望其今后的发展方向。 关键字：无机相变材料；有机相变材料；储能；进展； 前言 相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料可分为有机和无机相变材料。亦可分为水合相变材料和蜡质相变材料。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。相变材料的分类相变材料主要包括无机PCM 、有机PCM 和复合PCM 三类。根据相变的方式不同，又可分为固—固相变,固液相变, 固气相变,液气相变.由于后两种相变方式在相变过程中伴随有大量气体存在，使材料体积变化较大，因此尽管它们有很大的相变热，但实际应用较少。根据使用的温度不同又可分为低温，中温，高温三种。 无机相变材料 固 -液相变材料是指在温度高于相变点时 ,物固相变为液相吸收热量 ,当温度下降时物相又由液相变为固相放出热量的一类相变材料。目前 , 固 -液无机盐高温相变材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐。高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。它们具有较高的相变温度 ,从几百摄氏度至几千摄氏度 ,因而相变潜热较大。固 -固相变储能材料是利用材料的状态改变来储、放热的材料。目前 ,此类无机盐高温相变储能材料已研究过的有SCN NH 4,2KHF 等物质。2KHF 的熔化温度为 196 ℃,熔化热为 142 kJ/kg;SCN NH 4从室温加热到 150 ℃发生相变时 ,没有液相生成 ,相转变焓较高 ,相转变温度范围宽 ,过冷程度轻 ,稳定性好 ,不腐蚀 ,是一种很有发展前途的储能材料。 无机盐高温相变复合储能材料近年来 ,高温复合相变储能材料应运而生 ,其既能有效克服单一的无机物或有机物相变储能材料存在的缺点 ,又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此 ,研制高温复合相变储能材料已成为储能材料领域的热点研究课题之一。目前,已研究的无机盐高温复合相变材料
图片简介: 本申请介绍了一种高导热柔性相变材料的制备方法及电池模组，其高导热柔性相变材料的制备方法是通过苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物置于有机溶剂中进行充分溶解成胶状，然后将石蜡与导热增强剂混合后磨成粉末与胶状的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物进行充分搅拌混合，免去了传统熔融共混过程，从而避免了两个材料分离现象，而由于有机溶剂易挥发，能够使得苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物包覆复合相变材料粉末的同时，在其表面形成致密的网状薄膜，有效提高复合相变材料粉末被包覆的致密程度，提高了相变材料的柔性与韧性，提高其抗泄漏性能与潜热值，而通过增加导热增强剂能够提高相变材料的导热性能。 技术要求 1.一种高导热柔性相变材料的制备方法，其特征在于，原料包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、石蜡与导热增强剂，其制备步骤如下： 步骤一：将所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物置于有机溶剂中进行浸泡2-3小时，所 述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与所述有机溶剂的质量比为5：5-7，浸泡期间，进行搅拌直至形成苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物胶状溶液； 步骤二：将所述石蜡在温度为60℃的油浴锅中进行溶解，当所述石蜡完全溶解后，加入 所述导热增强剂，所述石蜡与所述导热增强剂的质量比为5-8：0.7-1.2，以1000rad/s的速 度进行搅拌，经过搅拌均匀后，倒入模具中进行固化获得复合相变材料，所述复合相变 材料的相变温度为45-50℃；
步骤三：通过磨粉机将所述复合相变材料磨成粉末状，将粉末状的所述复合相变材料加入到所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物胶状溶液中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与所述复合相变材料的质量比为2-5：5-8，以搅拌速度为300rad/s进行搅拌，搅拌均匀后，导入模具并在室温下进行干燥成型获得高导热柔性相变材料。 2.根据权利要求1所述的一种高导热柔性相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中进行干燥的具体过程包括自然静置或放置在40℃以下的烘箱中进行烘干，以使得所述有机溶剂挥发。 3.根据权利要求1所述的一种高导热柔性相变材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂采用四氯化碳或丙酮。 4.根据权利要求1所述的一种高导热柔性相变材料的制备方法，其特征在于，所述导热增强剂采用膨胀石墨、碳纳米管或石墨烯。 5.一种电池模组，应用权利要求1-4中任一项所述的高导热柔性相变材料的制备方法所制成的高导热柔性相变材料，其特征在于，包括箱体与电池架； 所述箱体内设有若干个电池； 所述电池架由所述高导热柔性相变材料制成，所述电池架开有与所述电池结构相适配的装载孔，所述电池插接入所述装载孔中。 6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述电池架两侧设有上下对应的两个电池保护板，所述电池保护板开有与所述装载孔对应的通孔。 7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述箱体内设有用于限定两个所述电池架位置的固定支架，所述固定支架与所述箱体内壁通过设置卡扣件卡扣连接。 8.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述电池架外侧结构与所述箱体内侧结构相适配。 9.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述装载孔的轴向长度等于所述电池长度。
广州赛能冷藏科技有限公司 北京绿浩然环保科技有限公司 广州齐天冷藏技术有限公司 南通昊川工贸有限公司 上海苏振能源科技有限公司 北京优冷科技有限公司 1、北京建筑工程学院环境与能源工程系 《低温相变蓄冷材料蓄冷热力特性实验研究》-本文采用实验方法测试了低温相变蓄冷材料（水合盐A 和B 二元盐溶液）蓄冷过程中温度场的分布, 用间接法测试了相变容器不同半径序列下的浓度值, 对选定的两种相变水合盐体系的相变过程进行了研究, 得出了两种体系给定浓度下的凝固点、过冷度等信息。研究结果对低温相变蓄冷材料的选择具有指导作用。 2、清华大学 《低温相变蓄冷材料蓄冷特性实验研究》-为使蓄冷技术能在医药、食品等行业对环境温度有特殊要求( 低于0 ) 的场所得到应用, 扩大蓄冷技术的应用范围, 对一种相变温度约为- 12的低温相变蓄冷材料TH -12进行了蓄放冷性能的实验研究。结果表明, 该材料具有很好的重复性, 是一种适于工业应用的低温蓄冷材料。 3、顺德职业技术学院机电工程系 《纳米TiO2- BaCl2- H2O 复合低温相变蓄冷材料的制备》-研究了TiO2 纳米颗粒在共晶盐BaCl2 水溶液中的分散行为, 考察了分散剂的种类和浓度以及溶液的pH 值对TiO2 悬浮液的分散性及其稳定性的影响规律。采用TiO2 粒子的体积分数表征纳米TiO2 在共晶盐水溶液中的分散状态,并利用稳定机理对共晶盐水溶液中TiO2 分散稳定性作了解释。最后
获得了一种较好的制备纳米复合蓄冷材料的方法。 《低温相变蓄冷纳米流体粘度特性实验研究》-测量了TiO2-BaCl2-H2O 纳米流体的粘度，分析了粒子体积分数、温度对纳米流体粘度影响的变化规律。结果表明，纳米流体的粘度随TiO2粒子体积分数的增加呈加速上升的趋势，随温度呈反比变化; 体积分数越高的纳米流体，在较低温度下的粘度增幅比高温时大。流变曲线表明，在所配制的体积分数内，TiO2-BaCl2-H2O 纳米流体的粘度不随剪切速率的变化而变化，为典型的牛顿型流体。 《DSC 法测量低温相变蓄冷纳米流体的比热容》-介绍差示扫描量热仪( DSC) 测量液体比热容的原理和方法, 并测量4 种不同体积分数的TiO2-BaCl2-H2O纳米流体比热容。结果表明, 加入纳米粒子后其比热容都有所降低, 并随TiO2 体积分数的增大而逐渐减小。 4、重庆大学刘玉东[7]、何钦波[8-9]把纳米TiO2粉体加入BaCl2共晶盐水溶液中，配制成TiO2-BaCl2-H2O纳米流体相变蓄冷材料，并研究了复合相变蓄冷材料的热物性和蓄/ 释冷特性，其导热系数显著增加，并且能大大降低过冷度。 上海交通大学李金平博士[10]研究了制冷剂气体水合物在纳米流体中的生成过程，表明纳米粒子的加入使得气体水合物快速结晶和生长，通过此方法得到的HCFC141b气体水合物具有生成速度快、水合率高、静态生成过程等特点。 Khanafer[11]等人建立了纳米流体在二维封闭腔内的对流换热模型，模拟结果表明纳米流体具有优良的对流换热性能。 Khodadadi[6]等人利用数值计算和模拟的方法研究了Cu-H2O纳米流体的相变过程，纳米流体显示出较好的蓄/释冷特性，结冰速率比纯水明显加快。 5、华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室 《Al2O3-H2O纳米流体相变蓄冷特性研究》-在水介质中悬浮少量的纳米氧化铝颗粒(粒径20nm)，通过添加分散剂和超声波振荡，制备成均匀分散的Al2O3-H2O纳米流体。对水和Al2O3-H2O纳米流体的相变蓄冷特性进行了实验比较。结果表明，加入纳米Al2O3可降低水的过冷度，缩短结冰时间；在相同的时间内，纳米流体的蓄冷量要大于纯水。 6、浙江工业大学生环学院
一、产品概述 FTC自调温相变节能材料是利用植物临界萃取、真空冷冻析层、蒸馏、皂化等新工艺复合而成，是根据不同温度相变点调节室温的纯天然原创科技新材料。 本材料突破传统保温材料单一热阻性能，具有热熔性和热阻性两大绝热性。通过二元相变原理，相变潜热值大，具有较高蓄热密度，蓄、放热过程近似等温的特点，节能效果明显。经国家建设部科技成果鉴定，专家一致认为“该产品引进了相变蓄能机理，潜热值较大，通过材料相变，熔化吸热，凝结放热使室内温度相对平衡，达到建筑节能，推广后会有较好的社会和经济效益，该项研究成果对相变蓄能在建筑相关应用领域有技术方面的推进，具有国内先进水平。” 二、综合特性 1、潜热节能 利用相变调温机理，通过蓄能介质的相态变化实现对热能储存和释放，从而改善室内热循环质量。当环境温度低于一定值时，相变材料由液态凝结为固态，释放热量；当环境温度高于一定值时，相变材料由固态熔化为液态，吸收热量，使室温相对平衡。 经国家权威部门检测达到节能65%要求。 相变材料可收集多余热量，适时平稳释放，梯度变化小，有效降低损耗量，室温可趋于稳定。 利用相变调温机理，可使电负荷“削峰平谷”，充分利用低谷电价，降低住户用能成本，减少能源浪费，具有可观的社会效益和经济效益。 利用相变调温机理，对建筑分户采暖，具有广泛推动作用，特别是对首层、顶层、边角处居住环境的室温，夏季隔热、冬季保温均可起到平衡作用。 在新楼装饰和旧楼改造中，克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病。 2、安全可靠 与基底整体粘结，随意性好，无空腔，避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。 材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物，渗入主墙微孔隙中，形成共同体，确保干态粘结性，并改善湿态粘结保值率，具有极好粘结性。
高温相变材料的研究进展和应用 摘要：随着全球性能源与环境的不断恶化，能源充分利用和新能源开发成为业界关注的重点。相变储热是利用相变材料在其物相变化过程中从环境吸收热(冷)量或向环境释放热(冷)量，从而达到能量的储存或释放的目的，并能与新能源结合应用。分析了高温相变材料的种类和各自特点，介绍了其在各行各业的应用情况，并对高温相变材料的未来发展进行了展望。 关键词：相变材料；储热材料；相变 1引言 物质相变过程是一个等温或近似等温过程，在这个过程中伴随有能量的吸收或释放。相变储热是利用相变材料在其相变过程中，从环境吸收或释放热量，达到储能或放能的目的。高温相变材料具有相变温度高，储热容量大，储热密度高等特点，它的使用能提高能源利用效率，有效保护环境，目前已在太阳能热利用、电力的“移峰填谷”、余热或废热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域得到了广泛的应用。现阶段 ,人们关心比较多的新能源是太阳能 ,但是太阳能利用和废热回收存在时间和空间上的不匹配的问题。相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量 ,较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾 ,有效地提高了能量的利用率。同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定 ,能够用于调控周围环境的温度 ,并且能重复使用。相变储能材料的这些特性使得其在电力“移峰填谷”、工业与民用建筑和空调的节能、纺织品以及军事等领域有着广泛的应用前景。 2相变储热技术
储热方法通常有3种：显热储热、化学反应储热和潜热储热(相变储热)。相变储热可以实现能量供应与人们需求在时间和空间达到一致的目的，又具有节能降耗的作用。相变储热材料按相变方式一般分为4类：固—固相变、固—液相变、固—气相变及液—气相变材料圈；按相变温度范围可分为高温、中温和低温储热材料；按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储热材料。由于固一气相变材料相变时体积变化太大，使用时需要很多的复杂装置，在实际应用中很少采用。相变储热材料在储热、放热过程中，温度波动范围很小，材料近似恒温，故可控制温度。其储热容量大，储热密度高，单位质量、单位体积的储热量要远远超过显热储热材料；且较之于化学反应储热，相变储热具有设备简单、体积小、设计灵活、使用方便等优势。 3高温相变储热材料 3.1高温固—液相变材料 固—液相变材料是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相，吸收热量当温度下降时物相又由液相变为固相，放出热量的一类相变材料。目前固—液相变材料主要包括结晶无机物类和有机物类2种。无机盐高温相变材料主要为高温熔融盐、部分碱、混合盐。高温熔融盐主要有氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等。它们具有较高的相变温度，从几百摄氏度至几千摄氏度，因而相变潜热较大。例如LiH相对分子质量小而熔化热大(2 840 J／g)。碱的比热容高，熔化热大，稳定性好，在高温下蒸气压力很低，且价格便宜，也是一种较好的中高温储能物质。例如NaOH在287℃和318℃均有相变，比潜热达330 J／g，在美国和日本已试用于采暖和制冷工程领域。混合盐熔化热大，熔化时体积变化小，传热较好，其最大优点是熔融温度可调，可以根据需要把不同的盐配制成相变温度从几百摄氏度