一组蓄热相变材料热性能的实验研究.doc

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1、一组蓄热相变材料热性能的实验研究　ExperimentalInvestigationonThermalPerformanceofaGroupofPhaseChangeMaterials摘要:利用多组相变材料多个热物性的同时测定法-参比温度曲线法,测定了一组可用于建筑节能和暖通空调领域的储热相变材料的热性能.关键词:相变材料,热物性,建筑节能,蓄热AbstractBasedonT-historymethod,thethermalperformanceofagroupofphasechangematerialsbeingpotentiallyappliedi

2、nthethermalstoragesystemsinthefieldofHeating,VentilatingandAir-conditioning(HVAC)andbuildingenergyconservationwasexperimentallystudied.Keywords:phasechangematerial,thermalperformance,energyconservation,thermalstorage　　1引言　　近年来相变储能研究的一个热点是其在建筑领域(包括空调和采暖领域)的应用[1],不同类型的蓄能系统所需的相变材料的温

3、度范围也不一样,如表1所示.　　表1不同缺点的相变材料的应用范围　　TableSuiablerangeofmeltingpointsofphasechangematerialsforvariousapplication　　　融点（℃）　　适用范围5　　0-8，15-22　　　24-28　　　30-35　　　40-50　　　60-500　　空调蓄冷　　节能建筑围护结构　　地板采暖蓄热　　热泵蓄热系统　　利用夜间廉价电的蓄热采暖系统　　利用夜间廉价电的蓄热采暖系统　　合适相变材料的选取是相变储能应用的关键。为了快速测定相变材料的热性能，我们发展了一种能够测定

4、多组相变材料凝固点、比热、潜热、导热系数和热扩散系数并能观察相变过程的方法--参比温度曲线法[2]。利用该方法，本文对一组可望在建筑节能和暖通空调领域获得应用的不同温度段的储热相变材料的热性能进行了研究。　　2实验测试　　2.1测试原理　　测试原理文献[2]中做了介绍，此处不再赘述。　　2.2测试装置　　图1为实验测试装置示意图。若材料相变温度较低，还需配置冷却环境（如冰箱）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1参比混度测试装置示意图　　　　　　　　　　　　　　Fig.1SketchofT-historymethodtesti

5、ngrig　　　　2.3数据处理　　为了方便地处理实验数据，我们编制了数据处理软件。该软件能将实验时采集到的数据进行自动处理，绘出相变温度曲线，并计算出所测相变材料的相变温度、过冷度、相变潜热、比热等参数。图2为数据处理软件中相变材料温降过程记录界面。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2数据处理软件中相变材料温降过程记录界面　　　　　　　　　Fig.2SchematicoftheT-historycurvesrecorded5bythesoftware　　3测试结果及分析　　利用参比温度曲线法，我们对一组自己研制和配制的相变材料

6、的热性能进行了测试，结果见表2和表3。　　表2几种相变材料热性能的测试结果　　Table2ExperimentalresultsofagroupofPCMS'thermalperformance　　相变材料　　相变温度（℃）　　相变潜热（kJ/kg）　　TH-78　　TH-54　　TH-50　　TH-46　　TH-32　　TH-28　　65-78　　53.7-48.0　　50-48.5　　46.3-29.2　　32.4　　27.9　　260.0　　205.3　　224.6　　368　　193　　203　　表3TH-78重复性实验结果　　Table3Mea

7、suredthermalperformanceofTH-78inrepeating5experiments吸放热次数相变温度（℃）相变潜能(kJ/kg)1212077-70.476.8-69.7768-65.1306.4300.5257.7　　实验中发现，TH-78本身结晶性能不很稳定，相变温度范围较宽，但相变潜热较大，并且在多次重复性吸放热后能够保持较大的相变潜热较，并且在多次重复怀吸收放热后能够保持较大的相变潜热，如果能在其中添加合适的成核剂改善其结晶性能，有望成为性能很好的蓄热材料，应用于相变蓄热系统。TH-54材料结晶较好，相变潜热也较大，可应用

8、在利用夜间廉价电进行蓄热的相变取暖系统中。TH-50材料虽然不易结晶，但潜热较大