空气能蓄冷用相变材料研制及热物性表征

摘要

针对自然冷源在建筑空气调节中的应用,以癸酸-月桂酸(CA-LA)低共熔混酸为相变材料,纳米Fe2O3为添加剂,膨胀石墨(EG)为基质材料,采用化学分散、超声振荡和物理吸附的方法制备CA-LAFe2O3/EG复合相变材料,并对材料进行性能表征.结果表明纳米Fe2O3质量分数为0.8％时与CA-LA混合均匀性较好,具有成核作用,消除了CA-LA的过冷度;EG质量分数为5.88％时,对CA-LAFe2O3(质量分数0.8％)具有较好的包覆效果,傅里叶变换红外光谱(FTIR)显示复合材料内部未发生化学反应,各物质之间属于物理吸附;纳米Fe2O3粒子和EG可加快材料相变过程,较CA-LA、CA-LA Fe2O3(质量分数0.8％)的冷却与结晶过程总时间缩短了39.4％,CA-LA Fe2O3(质量分数0.8％)/EG(质量分数5.88％)对应时间缩短78.2％,有利于空气能蓄冷过程的顺利进行;CA-LA Fe2O3(质量分数0.8％)/EG(质量分数5.88％)的相变焓为124.70kJ/kg,融化初始温度为18.66°C,结晶起始温度为19.87°C,较CA-LA的焓降低3.4％,融化与结晶过程温度区间均增大,材料的导热性能增强.定型复合相变材料热响应与受压方向有关,受压面切向方向温度响应速度远大于受压面法向方向,相变储能换热器设计时应考虑材料导热的各向异性特点.