【摘要】：相變儲能建筑材料是以相變材料為芯材,利用其潛熱高能量儲存性能來實現(xiàn)建筑調(diào)溫和節(jié)能作用,是目前實現(xiàn)建筑節(jié)能有效方式和研究熱點之一。本文以癸酸-硬脂酸(CA-SA)二元共熔脂肪酸作為相變儲能材料,廢加氣混凝土塊為載體,礦渣-水玻璃-石膏復(fù)合膠凝劑為封裝材料,制備了密封性能良好相變儲能骨料,解決了現(xiàn)有產(chǎn)品與建筑主體材料相容性差和使用壽命較低的缺點。首先,以人體感到舒適的溫度為目標(biāo),借助DSC、FT-IR、SEM等手段進行相變儲能材料配方設(shè)計。結(jié)果表明:適宜的癸酸、硬脂酸的質(zhì)量比為9:1,其相變溫度26.8℃,相變潛熱為96.4 J/g,得到的復(fù)合相變儲能材料滿足設(shè)計要求。其次,以多孔的廢加氣塊為載體,在真空條件下吸附相變材料。得到適宜工藝條件為:在70℃、真空度0.06 MPa、吸附時間2h。此時,廢加氣塊對PCM的負(fù)載率達到60%。為了提高相變材料的抗?jié)B漏性能,對負(fù)載相變材料的顆粒進行封裝�？紤]材料之間的相容性,選擇無機材料(礦渣-水玻璃-石膏復(fù)合材料)進行包覆。結(jié)果表明,包覆后的相變儲能骨料具有良好的抗?jié)B性能。產(chǎn)品經(jīng)過200次冷熱循環(huán)試驗,集料的相變溫度、相變潛熱變化值分別為+0.01℃、-0.13 J/g,具有較好的熱穩(wěn)定性。利用相變儲能骨料、水泥等材料制成相變儲能材料模擬試驗箱,對其控溫和儲能性能進了模擬實驗。結(jié)果表明,實驗條件下最高溫差可達4℃,延遲時間約為360s,與空白對照箱相比,具有良好的調(diào)溫效果。以CA-SA二元共熔脂肪酸為相變儲能材料,制備不同配比摻量相變材料的相變儲能石膏板,對其進行熱物性測試研究,在此基礎(chǔ)上建立材料的相變儲能數(shù)學(xué)模型。以石家莊地區(qū)春季采用相變石膏板作為內(nèi)墻的被動式建筑為例,模擬材料的節(jié)能調(diào)溫效果。結(jié)果表明:在制備的四種配比的相變儲能石膏板中,摻量為30%的相變石膏板在被動式建筑中應(yīng)用最好,在春季中較普通建筑可節(jié)能8.77%。而且,增大相變石膏板的熱導(dǎo)率和提高墻體表面對流傳熱系數(shù)均可提高室內(nèi)溫度調(diào)控能力和節(jié)能效果,墻體表面對流傳熱系數(shù)的影響更為顯著。
【圖文】：

(c)礦渣-水玻璃-石膏改性層 (d)苯丙乳液改性層圖 3-6 不同封裝層微觀結(jié)構(gòu) SEM 圖Fig. 3-6 SEM images of the different encapsulate materials相變儲能骨料的穩(wěn)定性了考察相變儲能骨料應(yīng)用的穩(wěn)定性，，對其進行了冷熱循環(huán)實驗。實驗中，環(huán)次數(shù)分別 150 次和 200 次時，對礦渣-水玻璃-石膏復(fù)合膠凝劑作為封裝 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 60%的相變儲能骨料進行 DSC 分析。結(jié)果如表 3-3 所示。表 3-3 相變儲能骨料的熱穩(wěn)定性Table 3-3 Thermal stability of the phase change energy storage aggregate樣品相變溫度Tm/℃相變潛熱ΔHm/J·g-1經(jīng) 0 次循環(huán)的相變儲能集料 26.76 57.84

圖 3-7 箱子內(nèi)部的溫度隨時間變化曲線Fig. 3-7 The curves of the temperature inside the boxes vs time圖 3-7 可以看出，在升溫和降溫過程中相變儲能箱均比空白箱的溫度變在升溫過程中，相變儲能箱與空白箱溫差最高可達 4 ℃，到達同一溫約為 360 s；降溫過程中，兩箱子溫差最高為 2.5 ℃，達到同一溫度的 300 s。這是因為相變儲能集料在其相變溫度范圍發(fā)生相變蓄放熱，從環(huán)境的升溫和降溫速率，在曲線上表現(xiàn)出了一段近似的恒溫過程。由制備的相變儲能集料應(yīng)用到建筑材料中具有一定的溫控作用，能夠?qū)嵑涂臻g上的轉(zhuǎn)移，有效減緩室內(nèi)溫度變化，進而減少使用空調(diào)的頻率效果。本章小結(jié) 配制了二元共熔復(fù)合酸相變材料，癸酸、硬脂酸的質(zhì)量比為 9:1，其變潛熱分別為 26.8 ℃，96.4 J/g。該材料相變溫度在人體感到舒適的溫
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB34

【參考文獻】

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本文編號：2554522