有机物/多孔介质相变储能复合材料的研究

来源 :同济大学材料科学与工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dongfangSS
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本文用真空—浸泡法制备了有机物/多孔介质相变储能复合材料。研究了多孔 介质的孔隙特征对储存相变材料的影响,分析了有机相变材料与多孔介质的化 学、物理相容性,提出了描述相变储能复合材料相变储能行为的理论模型,最后 探讨了相变储能复合材料用于建筑节能的可行性。 多孔介质孔结构的几何特征对液体相变材料在多孔材料中的吸收和储存有 较明显的影响,具有较高孔隙率、孔结构内部连通性较好和在边界处具有较多输 运通道的多孔材料能够吸收和储存较多的液体相变材料。实验发现,多孔介质中 相变材料的含量有最合理值。储能要求相变材料含量多,物理相容性则要求相变 材料含量少。有机相变材料与多孔介质的化学相容性较好。 从能量守恒基本定律及牛顿冷却公式出发,运用集总参数法,推导出了显热、 潜热材料温度与时间的依变关系。发现通过引入相变潜热影响因子ξ及平均潜热 释放速率D,两种材料可以用一个函数表达,即 T=[Tw0-(1+ξ)Tf]eαA+D/Cmτ+(1+ξ)Tf 当Ts<T<(Ts+Te)/2时,ζ=D(Ts-Tf)/αA+DTf,D=2q0/Tc-Ts 当(Ts+Te)/2<T<Te时,ξ=-2αATf+DTe/(αA+D)Tf,D=2q0/Te-Ts 当T<Ts或T>Te时,ξ=0,D=0。 建筑是相变储能复合材料最具应用价值的领域之一。实验研究表明,相变储 能复合材料可以有效降低建筑物室内温度波动,从而缩减各种热能设备、降低能 源支出和提供健康舒适的室内环境。 关键词:相变;储能;孔结构;相容性;建筑节能
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