一、复合定形相变储能材料的制备方法1 多孔吸附法将固一液相变材料与合适的多孔载体复合,形成多孔基复合相变材料。
利用多孔载体介质内部的微小孔隙,将相变材料分散成体积很小的颗粒储存于其中,多孔介质的毛细管效应可提高相变材料在其中储藏的可靠性,当温度高于相变储能材料的熔点,相变材料发生固一液相变时也不会发生液体泄漏,同时还可利用多孔介质具有较高导热率的优点提高复合定形相变材料的换热效率。
常用的多孔吸附材料有膨胀石墨、膨胀珍珠岩、蛭石、膨润土、蒙脱土、陶瓷。
多孔吸附法包括熔融物理吸附法和真空吸附法。
熔融物理吸附法是将相变储能材料与多孔载体材料在固一液相变温度之上进行熔融共混吸附,其操作方便、施工简单,随着时间的推移,基体材料和相变材料之间因分子的无规则运动而产生一定的融合作用,提高了相变过程中的稳定性。
真空吸附法是在多孔基体材料吸附液体相变储能材料前,先用真空泵将其孔道内的空气抽出,然后吸附液体相变材料,真空吸附法比常压吸附效果更好。
2 融熔共混法指利用相变物质和载体基质的相容性、在熔融状态下,将相变材料与载体基质材料均匀混合在一起,制得具有特定性能的复合相变材料。
由于载体基质材料的定形作用,此种复合相变材料在相变前后均呈固态并且保持形状不变,即有较高的物理稳定性。
要求相变材料和载体材料必须相容,不能发生相分离、液相材料从载体基质中渗出等现象。
3 微胶囊法利用高分子化合物以物理或者化学方法将特定温度范围的相变储能材料包覆起来,形成直径为1-300微米的固体颗粒。
囊壁材料多为高分子材料,如聚乙烯、环氧树脂、聚苯乙烯、脲醛树脂等。
相变过程在微胶囊的封闭空间内进行,有效阻止了相变材料的液相渗透、相分离等不稳定因素。
微胶囊法对实验操作和实验设备的要求较高。
4 溶胶凝胶法把有机或无机化合物进行溶胶一凝胶化和热处理,形成氧化物或其它固体化合物、对相变储能材料进行封装。
比如,用液态化学试剂或溶胶为原料,在液相中将原料混合均匀并进行反应,生成溶胶体系,继而凝胶,经脱水处理,成型为制品。
二、石蜡/膨胀珍珠岩复合储能材料对于日光温室,为了得到适用于温室的相变温度,需要选用熔点温度合适而且熔化热较大的相变材料。
表2-1常见无机水合盐类相变材料及其热物性 常见无机水合盐类相变储能材料的热物性2-2不同碳链石蜡直链烷烃热物性 不同碳链石蜡直链烷烃热物性采用微孔结构的无机物作为吸附材料,通过微孔的毛细管力将熔融态的石蜡液体吸入到微孔内,形成相变芯材/多孔(层)无机复合相变储能材料,可以有效解决石蜡的液相、泄漏问题。
常用无机多孔基材主要有膨胀石墨、膨胀珍珠岩等。
膨胀珍珠岩颗粒内部呈蜂窝状 结构,有很好的吸附能力、化学性质稳定、无毒、价格低廉、