相變蓄能材料.ppt

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1、相變蓄能材料安麗煥13簡介相變蓄能材料的應(yīng)用目錄2新型相變材料的研究簡介相變蓄能材料概念相變蓄能材料工作過程相變蓄能材料分類相變蓄能材料(PCM)是指在其物相變化過程中,可以從環(huán)境吸收熱(冷)量或向環(huán)境放出熱(冷)量,從而達(dá)到能量的蓄存和釋放的目的。優(yōu)點(diǎn)?蓄熱密度大、蓄放熱過程近似等溫、過程易控制、并且可以多次重復(fù)使用等。概念特點(diǎn)缺點(diǎn)?無機(jī)相變材料：過冷、相分離、相變時體積變化、腐蝕容器、液相泄露；有機(jī)相變材料：熔點(diǎn)低，易燃、導(dǎo)熱率低根據(jù)相變形式、相變過程分為固-液相變、固-固相變蓄能材料;按照其相變溫度范圍分為高、中、低溫蓄能材料;按照其成分分為

2、無機(jī)物和有機(jī)物(包括高分子)蓄能材料分類蓄熱材料的工作過程包括兩個階段：一是熱量的儲存階段,即把高峰期多余的動力、工業(yè)余熱廢熱或太陽能等通過蓄熱材料儲存起來；二是熱量的釋放階段,即在使用時通過蓄熱材料釋放出熱量,用于采暖、供熱等。熱量儲存和釋放階段循環(huán)進(jìn)行,就可以利用蓄熱材料解決熱能在時間和空間上的不協(xié)調(diào)性,達(dá)到能源高效利用和節(jié)能的目的。工作過程新型相變材料的研究納米復(fù)合相變蓄能材料納米吸附相變材料納米微膠囊相變材料將納米級材料與相變材料進(jìn)行復(fù)合就可組成納米復(fù)合相變材料?？衫眉{米材料較高的導(dǎo)熱系數(shù)來提高相變材料的傳熱效率，也可以作為晶體成長的核心

3、來降低相變材料的過冷度。納米復(fù)合相變蓄能材料目前制備方法主要包括溶膠-凝膠法、插層法、共混法等。其核心思想都是對復(fù)合體系中納米粒子的幾何參數(shù)、空間參數(shù)、體積參數(shù)進(jìn)行控制，使復(fù)合體系至少在一個維度上達(dá)到納米級別。相變材料在相變過程中存在泄漏的問題，因此常將具有納米級微孔結(jié)構(gòu)的材料與相變材料結(jié)合，利用毛細(xì)力將相變材料吸附到微孔中，組成定性相變材料。在毛細(xì)作用力和表面張力的作用下，相變材料很難從微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)滲透出來，從而抑制了相變材料在蓄熱技術(shù)中應(yīng)用時的液態(tài)流動問題。納米吸附相變材料微膠囊技術(shù)是一種利用天然或合成高分子材料，將固體液體、甚至是氣體物質(zhì)包埋起

4、來，形成具有半透性或密封膜的微型膠囊的技術(shù)。納米微膠囊相變材料包覆固體或液體的包覆膜稱為囊壁。被包覆的固體或液體稱為囊芯。納米相變微膠囊的制備方法主要包括細(xì)乳液聚合法、界面聚合法、原位聚合法、凝聚法等。新型相變材料的應(yīng)用在制冷系統(tǒng)熱回收裝置中的應(yīng)用在空調(diào)中的應(yīng)用在建筑節(jié)能中的應(yīng)用蓄能空調(diào)就是利用蓄能設(shè)備在空調(diào)系統(tǒng)不需要能量或用能量小的時間內(nèi)將多余的能量儲存起來，在空調(diào)系統(tǒng)需求能量大的時間將這部分能量釋放出來的空調(diào)系統(tǒng)。蓄能空調(diào)可以減少大氣污染和溫室氣體的排放，改善城市大氣環(huán)境，具有節(jié)能環(huán)保的意義。在空調(diào)中的應(yīng)用工作原理：與常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)相比，蓄能空

5、調(diào)系統(tǒng)增加了蓄冷、蓄熱器和循環(huán)泵等設(shè)備，其工作原理包括蓄冷、蓄熱和放冷、放熱幾個過程。蓄能空調(diào)系統(tǒng)在我國也已有了一些成功案例，如：廣州大學(xué)城區(qū)域供冷系統(tǒng)和亞龍灣旅游渡假區(qū)采用的冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)；濟(jì)南奧林匹克中心采用的水蓄冷系統(tǒng)；上海世博會中國管及南京國際博覽中心冰蓄冷系統(tǒng)等。在空調(diào)中的應(yīng)用熱回收裝置由裝置外殼、制冷劑管路、水管路及相變蓄能材料組成。制冷系統(tǒng)熱回收裝置是將熱回收技術(shù)和相變蓄能技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來的一種新裝置。原理：利用相變材料在等溫或者近似等溫的條件下儲存或釋放大量相變潛熱實(shí)現(xiàn)能量的蓄、放。在制冷系統(tǒng)熱回收裝置中的應(yīng)用相變蓄能建筑材料是將相

6、變材料加入到建筑材料中,既能作為承載或裝飾材料,又能儲蓄較多的熱量。復(fù)合到建筑材料中的相變材料(PCM)在其轉(zhuǎn)化溫度下發(fā)生相變,可以吸收環(huán)境的熱量,并在低于轉(zhuǎn)化溫度時向外釋放熱量,相變材料的轉(zhuǎn)化過程在其轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行。在建筑節(jié)能中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)：?相變潛熱大,相變時溫度基本恒定,具有溫度自動調(diào)節(jié)能力。?相變蓄能可以轉(zhuǎn)移高峰用電負(fù)荷,在電力上削峰填谷,緩解建筑物的能量供求在時間和強(qiáng)度上不匹配的矛盾。?減少建筑耗能對環(huán)境的負(fù)面影響,在建筑節(jié)能領(lǐng)域提供利用自然能源的新方式。?相變蓄能建筑材料可以減小外墻厚度,從而達(dá)到減輕建筑物自重、節(jié)約建筑材料的目的。在建筑

7、節(jié)能中的應(yīng)用目前建筑節(jié)能中的相變蓄能技術(shù)研究基本上可分為兩方面：?是對采用相變蓄能技術(shù)的建筑物進(jìn)行熱特性研究；?是相變蓄能建筑材料的研究和開發(fā)。應(yīng)用：㈠多功能墻體或地板具有雙相變點(diǎn)特征的相變蓄能墻體或地板。冬季，用夜間廉價電能加熱多功能墻體或地板，白天作為熱源向室內(nèi)空間輻射能量使室溫保持穩(wěn)定，既節(jié)約了能源，又提高了房間內(nèi)的熱舒適度。夏季，多功能墻體或地板又變?yōu)槔淞啃畲骟w和輻射體，起到相反的功效。在建筑節(jié)能中的應(yīng)用㈡太陽能建筑太陽能是潔凈、安全的可持續(xù)性能源，我國西部的太陽能資源非常豐富，是太陽能建筑應(yīng)用的最佳地區(qū)。在目前的太陽能建筑中，一般設(shè)置特朗

8、伯集熱墻或水墻，利用鋼筋混凝土、水等高熱容物質(zhì)的顯熱收集和儲存日照時段的太陽能用于夜間等無日照時間如果利用相變蓄能建筑材料