一組蓄熱相變材料熱性能的實(shí)驗(yàn)研究

1、一組蓄熱相變材料熱性能的實(shí)驗(yàn)研究                        Experimental Investigation on Thermal Performance of a Group of Phase Change Materials 摘要: 利用多組相變材料多個(gè)熱物性的同時(shí)測(cè)定法-參比溫度曲線法,測(cè)定了一組可用于建筑節(jié)能和暖通空

2、調(diào)領(lǐng)域的儲(chǔ)熱相變材料的熱性能.關(guān)鍵詞: 相變材料, 熱物性,建筑節(jié)能, 蓄熱Abstract Based on T-history method, the thermal performance of a group of phase change materials being potentially applied in the thermal storage systems in the field of Heating, Ventilating and Air-conditioning (HVAC) and building energy conservation was experi

3、mentally studied.Key words: phase change material, thermal performance, energy conservation, thermal storage 1 引言 近年來相變儲(chǔ)能研究的一個(gè)熱點(diǎn)是其在建筑領(lǐng)域(包括空調(diào)和采暖領(lǐng)域)的應(yīng)用1, 不同類型的蓄能系統(tǒng)所需的相變材料的溫度范圍也不一樣,如表1所示.表1 不同缺點(diǎn)的相變材料的應(yīng)用范圍Table Suiable range of melting points of phase change materials for various application融點(diǎn)（）適用范圍0-8，

4、15-2224-2830-3540-5060-500 空調(diào)蓄冷節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)地板采暖蓄熱熱泵蓄熱系統(tǒng)利用夜間廉價(jià)電的蓄熱采暖系統(tǒng)利用夜間廉價(jià)電的蓄熱采暖系統(tǒng) 合適相變材料的選取是相變儲(chǔ)能應(yīng)用的關(guān)鍵。為了快速測(cè)定相變材料的熱性能，我們發(fā)展了一種能夠測(cè)定多組相變材料凝固點(diǎn)、比熱、潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)并能觀察相變過程的方法-參比溫度曲線法2。 利用該方法，本文對(duì)一組可望在建筑節(jié)能和暖通空調(diào)領(lǐng)域獲得應(yīng)用的不同溫度段的儲(chǔ)熱相變材料的熱性能進(jìn)行了研究。2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試2.1 測(cè)試原理 測(cè)試原理文獻(xiàn)2中做了介紹，此處不再贅述。2.2 測(cè)試裝置 圖1 為實(shí)驗(yàn)測(cè)試裝置示意圖。若材料相變溫度較低，還需配置冷卻

5、環(huán)境（如冰箱）。 相變材料相變溫度（） 相變潛熱（kJ/kg） TH-78TH-54TH-50TH-46TH-32TH-28 65-7853.7-48.050-48.546.3-29.232.427.9260.0205.3224.6368193203 表3 TH-78 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 Measured thermal performance of TH-78 in repeating experiments 吸放熱次數(shù)相變溫度（）相變潛能(kJ/kg)12120 77-70.476.8-69.7768-65.1306.4300.5257.7 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，TH-78本身結(jié)晶性能不很

6、穩(wěn)定，相變溫度范圍較寬，但相變潛熱較大，并且在多次重復(fù)性吸放熱后能夠保持較大的相變潛熱較，并且在多次重復(fù)懷吸收放熱后能夠保持較大的相變潛熱，如果能在其中添加合適的成核劑改善其結(jié)晶性能，有望成為性能很好的蓄熱材料，應(yīng)用于相變蓄熱系統(tǒng)。TH-54材料結(jié)晶較好，相變潛熱也較大，可應(yīng)用在利用夜間廉價(jià)電進(jìn)行蓄熱的相變?nèi)∨到y(tǒng)中。TH-50材料雖然不易結(jié)晶，但潛熱較大，如果能在其中加入合適的成核劑促使其結(jié)晶而又不降低其相變潛熱，可成為熱泵系統(tǒng)蓄熱的理想介質(zhì)。TH-46也可就用于熱泵系統(tǒng)蓄熱系統(tǒng)。TH-32、TH-28具有良好的熱性能可分別用于地板采暖蓄熱系統(tǒng)和節(jié)能建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。  &

7、#160;                          4 結(jié)論 我們提出的參比溫度曲線法可對(duì)工程上應(yīng)用的一些相變材料的熱性能進(jìn)行快速測(cè)定。文中列出的一組儲(chǔ)熱相變材料，可供建筑節(jié)能和暖通空調(diào)領(lǐng)域蓄冷蓄熱系統(tǒng)作為應(yīng)用候選材料，但其中某些材料的結(jié)晶性和穩(wěn)定性還有待提高。參考文獻(xiàn)：1.張寅平，胡漢平，孔祥冬，蘇躍紅，相變貯能一理論和應(yīng)用M. 合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.1996.2.Zhang Yinping, Jiang Yi, Jiang Yi. A simple method, T-history method, of determining the heat of fusion, specifie heat and thermal conduci