谷电利用复合石蜡蓄热材料的制备及供暖墙体构造实验

摘要

针对石蜡作为相变蓄热材料导热性能差、供热能力不足的问题,向石蜡中添加膨胀石墨(EG)制备导热性能增强的复合相变材料(PCM),探讨EG与石蜡的配比对复合PCM热性能的影响。测试结果表明,当EG质量分数达到12%时,复合PCM的导热系数提升至纯石蜡的12倍,相变潜热从纯石蜡的190.8 J/g减小至152.1 J/g,相变温度略微降低,总体处于62℃,上下波动约0.43℃。综合考虑导热性能和蓄热密度,选择导热系数为3.059 W/(m·K)、潜热为159.8 J/g的8%(质量分数)复合PCM作为蓄热材料。针对传统供暖装置需占用室内空间的不足,基于模块化思想设计出谷电相变蓄热单元和装配式谷电蓄热墙体模块,介绍其构造思想及安装方法。对纯石蜡与8%EG/石蜡在蓄热单元中的蓄/放热过程进行了实验研究,结果表明应用复合PCM后,蓄热效率从纯石蜡的93%提高至97%,放热效率从67.92%提高至84.65%。在当前江苏省峰谷电价背景下,该墙体模块用于南京地区一供热面积为1500 m^(2)的办公楼的投资回收期约为14年,在20年运行期限内的净现值约为13.91万元,具有一定的应用可行性,但投资回收期较长、年收益较低。