相變材料的儲熱

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1、相變材料的儲熱相變材料的儲熱摘要:熱能儲存可以通過蓄熱材料的冷卻、加熱、熔化、凝固。氣化、化學(xué)反應(yīng)等方式實(shí)現(xiàn)。它是一種平衡熱能供需和使用的手段。熱能儲存按儲熱方式可分為三類，即顯熱儲能、潛熱儲能和化學(xué)反應(yīng)儲熱。關(guān)鍵詞：相變;儲熱;復(fù)合材料；引言：相變材料（PCM）在其本身發(fā)生相變的過程中，可以吸收環(huán)境的熱（冷）量，并在需要時(shí)向環(huán)境放出熱（冷）量,從而達(dá)到控制周圍環(huán)境溫度的冃的。相變儲能技術(shù)通過相變材料相變時(shí)吸收或放出人量熱量以達(dá)到能量存儲的n的，是常用于緩解能量供求雙方在時(shí)間、強(qiáng)度及地點(diǎn)上不匹配的有效方式。正文一、相變儲熱材

2、料應(yīng)用的意義當(dāng)今補(bǔ)會能源短缺及壞境污染成為我們所面臨的重要難題。開發(fā)利川可再生能源對節(jié)能和環(huán)保具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)展熱能存儲技術(shù)尤為重要，熱能存儲就是把通過一定的方式把占時(shí)應(yīng)用不到應(yīng)用不完的多余的熱和廢熱存儲起來，適時(shí)還可以另作他用。該技術(shù)在太陽能的利用、電力的“移峰填谷”、氣廢熱和余熱的回收利用、工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，目前已成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。二、相變儲能材料分類及材料的選擇1、相變儲熱材料的分類（1）從材料的化學(xué)組成來看，主耍分為無機(jī)和變材料和冇機(jī)和變材料。無機(jī)和變材料包活結(jié)晶水合鹽

3、、熔融鹽和金屬合金等無機(jī)物。與無機(jī)類相變儲能材料相比，有機(jī)類相變儲能材料具有無過冷及析出，性能穩(wěn)定，無毒，腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。其屮石蠟類相變潛熱量大、相變溫度范I韋I廣、價(jià)格低，所以在相變儲能材料的研究使用中受到廣泛的重視。但石蠟類相變儲能材料熱導(dǎo)率較低，也限制了其應(yīng)用范圍。為有效克服石蠟類有機(jī)化介物和變儲能材料的缺點(diǎn)，同時(shí)改善和變材料的應(yīng)用效采及拓展其應(yīng)用范圍，復(fù)合相變儲能材料應(yīng)運(yùn)而工。復(fù)合相變材料由較穩(wěn)定的有機(jī)化合物和具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的無機(jī)物顆粒制備而得，因而復(fù)合相變材料貝有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，無毒無腐蝕性或謹(jǐn)性和腐蝕性小。同時(shí)它的

4、導(dǎo)熱能力較有機(jī)物有較大的改善。（2）從莆熱過程中材料相態(tài)的變化方式來看，分為固-液相變、固-固相變、固-氣相變和液-氣相變四類。由于后兩種相變方式在相變過程中伴隨著大量氣體的產(chǎn)生，是材料的體積變?nèi)耍瑑创吮M管它們有很人的相變能，但在實(shí)際應(yīng)用中很少被選用。（3）根據(jù)使川溫度范圍的不同，相變材料又可分為屮、低溫相變儲熱材料，高溫相變儲熱材料。一般使用溫度高于100°C的相變儲熱材料稱為高溫相變儲熱材料。以熔融鹽、氧化物和金屬及其介金為主。使用溫度低于100C為中、低溫相變儲熱材料，這類相變材料以水合鹽、石蠟類、脂酸類為主，在低溫類

5、中也冇利用液-氣相變型的，如液氮、氮。2、相變儲熱材料的選擇（1）合適相變溫度；（2）較大的相變潛熱；（3）合適的導(dǎo)熱性能；（4）性能穩(wěn)左，可反復(fù)使用而不發(fā)生熔析和副反應(yīng)；（5）和變的可逆性，過冷度耍盡量小；（6）符合綠色化學(xué)耍求:無毒、無腐蝕、無污染；（7）使用安全、不易燃。易爆或氧化；（8）蒸汽壓要低使Z不易揮發(fā)損失；（9）材料密度較大，從而確保單位體積儲熱密度較人；（10）體積膨脹較小；（11）成本低廉，原料易得。實(shí)用型的相變儲熱材料需要滿足以上各項(xiàng)基木原則，但選用吋也可以結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用情況，在滿足主耍條件之下，采用一

6、左的技術(shù)和手段來克服其缺點(diǎn)和不足。三、相變儲能材料的價(jià)值及應(yīng)用前景相變儲能材料在許多領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值，包括太陽能利用、電力調(diào)峰、廢熱利用、跨季節(jié)儲熱和儲冷、食物保鮮、建筑隔熱保溫、電子器件熱保護(hù)、紡織、服裝、農(nóng)業(yè)等。1在太陽能方而的應(yīng)用太陽能清潔、無污染，而冃取用方便。利用太陽能是解決能源危機(jī)的垂要途徑但是到達(dá)地球表而的太陽輻射能量密度偏低，且受到地理、季節(jié)、晝夜及天氣變化等因素的制約，表現(xiàn)出稀薄性、間斷性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)。為了保證供熱或供電裝置的穩(wěn)定不問斷的運(yùn)行，需要利用相變儲能裝置，在能量富裕時(shí)儲能，在能量不足時(shí)釋能。2

7、工業(yè)余熱利用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部門都有人量的各式高溫窯爐，它們的能耗非常之人，但熱效率通常低于30%,節(jié)能的重點(diǎn)是回收煙氣余熱。傳統(tǒng)的做法是利用耐火材料的熱熔變化來儲熱，這種儲熱設(shè)備的體積大、儲熱效果不明顯。如果改用相變儲熱系統(tǒng)，則儲熱設(shè)備體積可減小30%?50%,同時(shí)可節(jié)能15%?45%,還可以起到穩(wěn)左運(yùn)行的作用3在建筑方而的應(yīng)用有關(guān)資料顯示，社會一次能源總消耗量的1/3用于建筑領(lǐng)域。提高建筑領(lǐng)域能源使用效率，降低建筑能耗，對于整個(gè)補(bǔ)會節(jié)約能源和保護(hù)壞境都具有顯箸的經(jīng)濟(jì)效益和補(bǔ)會影響。利用相變儲能建筑材料可有效利用

8、太陽能來莆熱或電力負(fù)荷低谷時(shí)期的電力來莆熱或蓄冷，使建筑物室內(nèi)和室外Z間的熱流波動(dòng)幅度減弱、作用時(shí)間被延遲，從而降低室內(nèi)的溫度波動(dòng)，提高舒適度，以及節(jié)約能耗。4相變儲熱材料在其他領(lǐng)域的應(yīng)用前景相變儲熱材料有著優(yōu)升的儲能性能，如杲這種性能能利用到電池當(dāng)中去，就會引起電池的一場變革?，F(xiàn)在用的電