有机相变蓄冷材料中纳米石墨添加剂性能实验研究.pdfVIP

科技情报开发与经济 SCI—TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY 2012年 第22卷 第 1期 文章编号：1005—6033(2012)01—0119—04 收稿 日期：2011-11-12 有机相变蓄冷材料中纳米石墨添加剂性能实验研究 孙甲朋，周孝清，吴会军 (广州大学建筑节能研究院，广东省建筑节能与应用技术重点实验室 ，广东广州，510006) 摘 要：针对有机相变蓄冷材料导热系数低、传热性能差的缺点，采用向其中添加纳米 石墨，通过超声分散法及添加分散剂制备稳定分散液来改善其导热性能。对分散剂的 种类、纳米石墨的质量浓度、超声时间和分散剂浓度对纳米石墨分散稳定性的影响及 添加纳米石墨对导热性能的影响进行了实验研究。 关键词：有机相变蓄冷材料；纳米石墨；分散性；强化传热 中图分类号：，IB’61 文献标识码：A 伴随着我国经济的高速发展和城市化水平的不断提高 ，空 散性很差。因此，如何控制纳米粉体的团聚已成为纳米流体强化 调系统在现代建筑中的应用越来越普遍，空调耗能也随之剧增 ， 传热前期工作的首要问题。王珊珊c9]等研究发现，超声分散法可 导致出现严峻的电力供应紧张及峰谷电力不平衡 ，解决此问题 以制备稳定的纳米石墨有机溶剂分散液 ，加入不同分散剂的纳 的一个重要策略就是采用蓄冷式空调系统。 米石墨分散液稳定性有很大区别。通过添加分散剂可以提高纳 相变蓄冷是利用介质的相变潜热进行冷量储存的一种蓄冷 米石墨在液态材料中的分散稳定性 [1o]。 方式 ，具有较大的储能密度，可直接采用常规制冷机组进行蓄 因此 ，本文针对已研制的空调用有机相变蓄冷材料Dc[川导 冷，提高制冷机组的蒸发温度和 COP值，从而改善系统的能量利 热系数低、传热性能差的缺点，向其中添加纳米石墨，采用超声 用率。目前，常用的相变蓄冷材料主要包括无机物和有机物两个 分散法和添加分散剂制备纳米石墨的稳定分散体系，对分散剂 大类，绝大多数无机物相变蓄冷材料具有腐蚀性，而且在相变过 的种类、纳米石墨的质量浓度、超声时间和分散剂的浓度对纳米 程中具有过冷和相分离的缺点，影响了其蓄冷能力。 石墨分散稳定性的影响及添加纳米石墨对导热性能的影响进行 有机类相变蓄冷材料主要包括石蜡 、脂肪酸、多元醇、高级 了实验研究。 烷烃等。其优点是固体状态成型性好 ，一般不容易出现过冷现象 1 实验 和相分离现象；其缺点是导热系数小、密度较小、单位体积的储 热能力较小等 ¨]，导致其在蓄冷系统的应用中传热性能较差、蓄 1．1 实验材料 冷量利用率低，从而降低了系统的效能。针对有机相变材料的低 纳米石墨 ，平均粒径 35niTl，北京市德科岛金科技有限公司 导热系数，强化换热技术是必需的。目前 ，提高导热系数通常采 制造 ；已研制的某空调用有机相变材料 Dc，该材料相变温度 用的措施是在相变材料中添加金属基 、金属粉末 [3]、石墨粉 [ lO．5℃，相变潜热为 161．5kJg，常温下为液体。 以及碳纤维[5等来增强导热能力。虽然这些高导热系数的添加 选用的分散剂：油酸，A．R；司班20(山梨糖醇酐单月桂酸 物会强化蓄能系统的传热效率，但 由于其固体颗粒大、密度高， 酯)，C．P；司班 80(失水山梨醇油酸酯)，C．P；吐温8O(聚氧乙烯脱 使其在液态条件下的蓄冷介质中极易发生沉淀，从而导致无法 水山梨醇单油酸酯)，C．P；硬脂酸 ，A．R；单硬脂酸甘油酯 (单甘油 起到强化传热的效用。 酯)，AR；聚乙二醇600(PEG600)，C．P；聚乙二醇4000(PEG4000)， 自从 1995年美