相变式蓄热材料
相变材料在太阳能领域的应用
相变材料在太阳能领域的应用相变材料是一种特殊的材料,具有在温度或压力变化下发生相变的能力。
它们在太阳能领域中有着广泛的应用,可以提高太阳能的收集效率和储存能力。
一种常见的相变材料是相变蓄热材料。
在太阳能领域中,相变蓄热材料被广泛应用于太阳能热水器和太阳能空调系统中。
在太阳能热水器中,相变蓄热材料被用于储存太阳能热能,使其在夜间或阴雨天也能提供热水。
当太阳能照射到相变蓄热材料上时,它会吸收热量并发生相变,将热能储存起来。
在需要热水的时候,相变蓄热材料释放储存的热能,使水加热至所需温度。
相变蓄热材料的应用,不仅可以提高太阳能热水器的热水供应稳定性,还可以节约能源和降低环境污染。
另一种应用相变材料的方式是利用其在相变过程中释放或吸收的潜热来增强太阳能电池的效率。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置,但在高温环境下,太阳能电池的效率会下降。
通过在太阳能电池上覆盖一层相变材料,可以利用相变过程中释放的潜热来降低太阳能电池的温度。
相变材料吸收太阳能的热量,将其转化为相变潜热,从而保持太阳能电池的温度在适宜的范围内,提高电池的效率和寿命。
相变材料还可以应用于太阳能储能系统中。
太阳能储能系统是将太阳能转化为电能或热能后储存起来,以供日间或夜间使用。
相变材料可以通过吸收和释放潜热来储存和释放能量,实现太阳能的高效储能。
当太阳能供应充足时,相变材料吸收太阳能的热量并发生相变,将能量储存起来。
而当太阳能供应不足时,相变材料释放储存的能量,满足系统的能量需求。
相比传统的储能方式,相变材料具有更高的储能密度和更长的使用寿命。
相变材料在太阳能领域的应用具有广阔的前景。
通过利用相变材料的特性,可以提高太阳能的收集效率和储存能力,实现太阳能的可持续利用。
随着相变材料技术的不断发展和完善,相信相变材料将在太阳能领域发挥越来越重要的作用,为清洁能源的发展做出贡献。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料,广泛应用于太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域。
相变储热材料利用物质在相变过程中吸收或释放的潜热来实现热储存和释放,具有储热密度高、储热温差小、循环稳定性好等优点,因此备受关注。
常见的相变储热材料包括蓄热水、蓄热混凝土、相变蜡等。
其中,相变蜡因其熔点明确、热储存密度大、循环稳定性好等特点,成为相变储热材料中的热门产品。
相变蜡的主要成分是石蜡或蜂蜡,其在固态和液态之间的相变过程可以吸收或释放大量热量,因此被广泛应用于太阳能集热系统、建筑节能材料、电力系统调峰等领域。
相变储热材料的性能对其应用效果起着至关重要的作用。
首先,相变储热材料的相变温度应与应用系统的工作温度相匹配,以确保在需要释放热量时能够准确释放。
其次,相变储热材料应具有良好的循环稳定性,能够经受多次相变循环而不发生明显的性能衰减。
此外,相变储热材料的热导率也是影响其应用效果的重要因素,高热导率可以加快热量的传输速度,提高系统的热效率。
在实际应用中,相变储热材料的设计和制备也是至关重要的。
首先,需要根据具体的应用需求选择合适的相变储热材料,包括相变温度、热储存密度、循环稳定性等指标。
其次,需要设计合理的储热结构,确保相变储热材料能够充分接触传热,并且能够在相变过程中保持稳定的温度分布。
最后,制备工艺也需要精益求精,以确保相变储热材料具有良好的物理结构和热物性。
总的来说,相变储热材料作为一种高效的热能储存和释放方式,在太阳能热能储存、建筑节能、电力系统调峰等领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步,相变储热材料的性能和制备工艺也在不断提升,相信其在未来会有更加广泛的应用。
相变储热材料的发展将为推动清洁能源利用和建筑节能领域的发展做出重要贡献。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析太阳能供暖系统是一种利用太阳能转换为热能来供暖的系统。
为了提高太阳能的利用效率,可以采用相变蓄热材料来储存和释放热能。
相变蓄热材料是一种能够在相变过程中吸热或放热的材料,可以将热能储存起来,并在需要时释放出来。
相变蓄热材料可以应用于太阳能集热器中。
太阳能集热器通过吸收太阳辐射来转换为热能。
太阳能的供应是不连续的,白天收集到的热能需要在晚上或阴天使用。
通过在太阳能集热器中加入相变蓄热材料,可以将白天收集到的热能储存起来,晚上或阴天释放出来供暖使用,从而实现太阳能的持续利用。
相变蓄热材料可以应用于太阳能供暖系统中的储热装置。
储热装置是太阳能供暖系统中的重要组成部分,用于存储白天收集到的热能,以备晚上或阴天使用。
传统的储热装置通常使用水箱或石墨板来储存热能,但它们的储热能力有限。
相变蓄热材料具有较高的储热能力和储热稳定性,可以在相变过程中吸收或释放大量的热能。
将相变蓄热材料应用于太阳能供暖系统的储热装置中,可以增加系统的热能储存能力,提高系统的供暖效果。
相变蓄热材料还可以应用于太阳能供暖系统中的传热装置。
传热装置用于将储存的热能传递到供暖系统中。
相变蓄热材料具有较高的传热效率和传热稳定性,可以将储存的热能迅速传递到供暖系统中,实现系统的快速供暖。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用可以提高系统的热能储存能力、传热效率和供暖效果。
通过合理设计和选择相变蓄热材料,可以使太阳能供暖系统更加高效、可靠和环保。
相变蓄热材料的选择和应用需要考虑材料的热性能、耐久性、成本和环境影响等因素。
在实际应用中需要综合考虑各种因素来确定最合适的相变蓄热材料,并结合具体的太阳能供暖系统设计来实现最佳效果。
相变蓄热材料
1 文献综述1.1 相变蓄热材料1.1.1相变蓄热材料的研究背景随着全球能源形势的日益紧张,节能与环保受到世界各国越来越多的重视。
但是由于能源的供给与需求具有较强的时间性和空间性,在许多能源利用系统中(如太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性(失配),从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。
例如:在不需要热时,却有大量热的产生,有时候供应的热却有很大一部分作为余热被损失掉,这些都需要一种类似于储水池储水一样的物质把热量储存起来,需要时再释放出来,这样的物质称为热能储存材料(蓄热材料)。
人们对蓄热材料,特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。
二十世纪二十年代以来,特别是七十年代能源危机的影响,相变蓄热的基础和应用技术研究在发达国家迅速崛起,并得到不断的发展,日益成为受人重视的新材料。
在太阳能利用、电力的“削峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能领域具有广泛的应用前景,近年来已成为世界范围的研究热点。
相变储能材料作为储能技术的基础,在国内外得到了极大的发展。
1.1.2 相变蓄热材料的分类1.1.2.1根据蓄热材料的化学组成分类(1) 无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。
结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类,价格便宜,体积蓄热密度大,熔解热大,熔点固定,热导率比有机相变材料大,一般呈中性,且工作温度跨度比较大,更重要的是可在高温下进行蓄热。
例如KNO3-NaNO3熔盐、K2CO3-Na2CO3熔盐、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、Na2CO3·10H2O、Na2SO4·5H2O等[1]。
但其在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素,严重影响水合盐的广泛应用[2-3]。
(2) 有机相变材料主要包括石蜡, 脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐,包括石蜡类、非石蜡类、某些聚合物等。
常温相变储热材料
常温相变储热材料一、引言随着社会的发展,能源需求日益增长,如何高效、安全地储存和释放热能已成为当前研究的热点。
常温相变储热材料作为一种新型的储热技术,因其独特的优势,正逐渐受到广泛关注。
本文将深入探讨常温相变储热材料的原理、特点及应用前景。
二、常温相变原理相变材料(PCM)是指在一定温度范围内,可从一个相态转变为另一个相态的物质。
当环境温度发生变化时,PCM可以通过吸收或释放潜热,改变自身的状态。
在常温下,PCM能够从固态转变为液态,或者从液态转变为固态,并在此过程中储存或释放大量热能。
这一特性使得PCM在储热领域具有广泛的应用前景。
三、常温相变材料的特点1. 温度稳定性:PCM在常温下表现稳定,不易受环境温度和湿度的影响,保证了储热效果的稳定性。
2. 体积变化小:相较于其他储热技术,PCM在相变过程中体积变化较小,对设备的影响较小。
3. 环保:PCM的相变过程不会产生有害物质,是一种环保的储热材料。
4. 适用范围广:PCM可应用于建筑节能、工业余热回收、可再生能源等领域,具有广泛的应用前景。
四、常温相变材料的应用领域1. 建筑节能:PCM可应用于建筑物的供暖和制冷系统,通过储存和释放热量,实现能源的有效利用。
2. 工业余热回收:在工业生产过程中,会产生大量的余热。
利用PCM进行余热回收,可降低能源浪费,提高能源利用效率。
3. 可再生能源储存:PCM可以储存太阳能、风能等可再生能源,确保其在不适用期间仍能保持一定的能量水平,为可再生能源的大规模应用提供支持。
4. 航天领域:在航天器中,PCM可用于储存和释放热量,调节舱内温度,提高航天器的舒适度。
五、如何选择合适的常温相变材料1. 根据应用场景选择:不同的应用场景对PCM的性能要求不同,应根据实际需求选择合适的PCM。
2. 考虑成本和性能:在选择PCM时,应综合考虑其性能、价格和可靠性等因素。
3. 关注安全性能:对于可能接触食品或药物的领域,应选择安全可靠的PCM。
相变储能材料ppt课件
合物不仅导热系数有所提高,同时还保持了有机物原有的优点。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
3.相变材料的制备方法
• 目前制备相变材料的方法主要有以下几种: ①基体材料封装相变材料法 ② 基体和相变材料熔融共混法 ③混合烧结法
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
(2) TG 分析
• 在研究相变储能材料稳定性和储热能力时, 经常用到TG 分析法。通过TG 检测, 从其曲线中可以看出相变材料在不 同温度范围内的挥发和储热放热能力。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
(3) 时间-温度曲线法
• 时间-温度曲线法属于非稳态法测量导热系数的方法, 利用圆柱体的一维非稳态传热模型导出的计算式, 只要测 量相变储能材料完全相变的时间即可得到导热系数。该方 法的原理及装置简单, 操作方便, 所用材料的量较大, 可以 同时测量相变储能材料的潜热、相变温度、导热系数等多 个物性, 并且克服了以往在测量导热系数时只能测定特定 形状的固态物质的不足, 它可以用来测量任何形状形态物 质的导热系数, 尤其是可以测量液态物质的导热系数, 为实 际应用带来了很大的方便。
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
(3).在建筑方面的应用
• 有关资料显示,社会一次能源总消耗量的1/3用于建筑 领域。提高建筑领域能源使用效率,降低建筑能耗,对于 整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社 会影响。利用相变储能建筑材料可有效利用太阳能来蓄热 或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷,使建筑物室内 和室外之间的热流波动幅度减弱、作用时间被延迟,从而 降低室内的温度波动,提高舒适度,以及节约能耗。
相变蓄热材料
相变蓄热材料
相变蓄热材料是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料,它在热能存储和传递方面具有独特的优势。
相变蓄热材料主要包括蓄热蜡、蓄热盐和金属相变材料等,它们在建筑节能、太阳能利用、储能系统等领域有着广泛的应用。
首先,相变蓄热材料在建筑节能领域具有重要意义。
在夏季,建筑物内部温度升高,相变蓄热材料吸收热量并进行相变,使室内温度得到控制。
而在冬季,相变蓄热材料释放储存的热量,起到保温的作用,从而减少了建筑物的能耗。
其次,相变蓄热材料在太阳能利用领域也具有重要作用。
太阳能热水器和太阳能集热器中常常使用相变蓄热材料来储存太阳能热量,使得热水可以在夜间或阴雨天继续供应,提高了太阳能利用的效率。
此外,相变蓄热材料还被广泛应用于储能系统中。
通过在蓄热盐、蓄热蜡等相变材料中储存热量,可以实现在需要时释放热量,用于蒸汽发电、储能电热锅炉等领域,提高了能源的利用效率。
相变蓄热材料的应用还在不断拓展,例如在电子产品散热、汽车空调、服装保暖等领域也有着潜在的应用前景。
相变蓄热材料的研究和应用将进一步推动绿色能源的发展和利用,为人类社会可持续发展作出贡献。
总之,相变蓄热材料以其独特的热能存储和传递特性,在建筑节能、太阳能利用、储能系统等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对可持续发展的重视,相变蓄热材料的研究和应用将会得到进一步推动,为实现清洁能源和可持续发展目标贡献力量。
蓄热方式
按蓄热方式来分,蓄热材料可以分为四类:显热蓄热材料、相变蓄热材料、热化学蓄热材料和吸附蓄热材料。
1、显热蓄热材料显热蓄热材料是利用物质本身温度的变化过程来进行热量的储存,由于可采用直接接触式换热,或者流体本身就是蓄热介质,,因而蓄、放热过程相对比较简单,是早期应用较多的蓄热材料。
在所有的蓄热材料中显热蓄热技术最为简单也比较成熟。
显热蓄热材料大部分可从自然界直接获得,价廉易得。
显热蓄热材料分为液体和固体两种类型,液体材料常见的如水,固体材料如岩石、鹅卵石、土壤等,其中有几种显热蓄热材料引人注目,如Li2O与Al2O3、TiO2等高温烧结成型的混合材料。
由于显热蓄热材料是依靠蓄热材料的温度变化来进行热量贮存的,放热过程不能恒温,蓄热密度小,造成蓄热设备的体积庞大,蓄热效率不高,而且与周围环境存在温差会造成热量损失,热量不能长期储存,不适合长时间、大容量蓄热,限制了显热蓄热材料的进一步发展。
2、相变蓄热材料相变蓄热材料是利用物质在相变(如凝固/熔化、凝结/汽化、固化/升华等)过程发生的相变热来进行热量的储存和利用。
与显热蓄热材料相比,相变蓄热材料蓄热密度高,能够通过相变在恒温下放出大量热量。
虽然气一液和气一固转变的相变潜热值要比液一固转变、固一固转变时的潜热大,但因其在相变过程中存在容积的巨大变化,使其在工程实际应用中会存在很大困难,因此目前的相变潜热蓄热研究和应用主要集中在固—液和固—固相变两种类型。
根据相变温度高低,潜热蓄热可分为低温和高温两种,低温潜热蓄热主要用于废热回收、太阳能储存以及供热和空调系统。
高温相变蓄热材料主要有高温熔化盐类、混合盐类、金属及合金等,主要用于航空航天等。
常见的潜热蓄热材料有六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇等。
潜热蓄热方式具有蓄热密度较高(一般都可以达到200kJ/kg以上),蓄、放热过程近似等温,过程容易控制等优点,因此相变蓄热材料是当今蓄热材料研究和应用的主流。
3、热化学蓄热材料热化学蓄热材料多利用金属氢化物和氨化物的叮逆化学反应进行蓄热,在有催化剂、温度高和远离平衡态时热反应速度快。
相变储能材料
微胶囊相变材料
制备工艺
物理化学 法
复凝聚法、单凝聚法、 溶剂一非溶剂法
界面聚合法、原位 聚合法
化学法 Diagram Diagram 2 2
机械加工 喷雾法、空气悬浮 o
PCM在建筑节能中的应用
1 2
相变储能石膏板 相变储能混凝土 保温隔热材料 相变涂料 相变蓄热地板
Logo
相变蓄热地板
相变材料在地板中的应用,一般都会结合电加热方式, 以组成电加热相变蓄热地板采暖系统。地板采暖使得室内水 平温度分布均匀,垂直温度梯度小,不仅符合人体“足暖头 凉”的需要,而且采暖能耗较低,接近理想的采暖方式。 有学者建立了电加热相变蓄热地板采暖系统热性能的理 想模型,并模拟了该系统在北京、上海、大连和哈尔滨等4个 地区的使用效果。结果表明,除哈尔滨室外气温太低外,其 他地区在使用相变蓄热地板的电加热方式时,冬季室内温度 可以保持在16-25 ℃ ,基本上能够满足人的热舒适要求。
材料价廉易得
材料无毒、无腐蚀性
封装法的制备工艺
微胶囊封装技术
微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒 子的技术。得到的微小粒子称微胶囊,一般粒子大小在2-1000um范 围内。微胶囊粒子的形态多种多样。
囊心 (PCM)
Diagram 2
Logo
相变储能建筑材料
相变材料
+
建筑材料
相变储能建筑材料
前言
相变材料(PCM)
相变材料(Phase Change Materials,简称PCM)是指在一 定温度范围内,物理状态或分子结构发生转变的一类材料。
它们在物理状态或分子结构发生转变过程中,可以吸收环境
的热量,并在需要时向环境释放出热量,从而达到控制周围 环境温度的目的。 以固一液相变为例 吸收并储存热量
相变储能材料
保温隔热材料
美国俄亥俄州戴顿大学 成功研制出用于建筑保温的固一液共晶相变材料,其
固液共晶温度是23.3℃。当温度高于23.3℃时,晶相熔化 并积蓄热量,一旦气温低于这个温度时,结晶固化再现晶 相结构,同时释放出热量。
在墙板或轻型混凝土预制板中浇注这种相变材料,可 以保持室内温度适宜。
Logo
相变涂料
用含相变材料的微胶囊制备涂料,或用多孔超细材料复 合作为涂料的主要填充介质制备涂料。
这种涂料可以用在新建建筑中,也可以用来提升老房屋 的储热能力,有利于相变储能建筑材料的推广使用。
中国建筑材料科学研究院与北京首创纳米科技有限公司 利用多孔超细SiO2等材料复合作为隔热涂料的主要填充 介质,开发出低成本、高隔热性的涂料。
封装法的制备工艺
微胶囊封装技术
微胶囊技术是一种用成膜材料把固体或液体包覆使形成微小粒 子的技术。得到的微小粒子称微胶囊,一般粒子大小在2-1000um范 围内。微胶囊粒子的形态多种多样。
囊心( PCM)
Diagram 2
Logo
相变储能建筑材料
相变材料 + 建筑材料
如何结合?
直接结合法 (相变材料直接与建材基体混合 ) 浸泡法
1 相变储能石膏板 2 相变储能混凝土 3 保温隔热材料 4 相变涂料 5 相变蓄热地板
Logo
相变储能石膏板
美国Florida科技大学
用脂肪酸、短链酸和甲基脂的混合物以及短链酸的混 合物作为相变材料,用灰泥板作基材,通过直接浸泡法制 备出相变储能墙板。
结果表明,当温度变化在11.1℃以上时,该种相变墙 板的贮热能力是普通墙板的2.1倍。
相变节能材 料的应用
空调蓄冷
电子行业
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析【摘要】本文主要探讨了相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析。
在介绍了太阳能供暖系统的发展背景以及相变蓄热材料在其中的作用。
在分析了相变蓄热材料的原理、种类及特性,以及其在太阳能集热器和储热罐中的应用,还探讨了相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的优势。
在展望了相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的发展前景,总结了其应用效果,并给出了未来发展建议。
通过本文的研究,可以更好地理解相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的重要性,为该领域的进一步发展提供参考和指导。
【关键词】关键词:太阳能供暖系统、相变蓄热材料、原理分析、种类、特性、应用、优势、集热器、储热罐、发展前景、总结、建议。
1. 引言1.1 太阳能供暖系统的发展背景太阳能供暖系统利用太阳能集热器收集太阳能,通过热交换器将太阳能转换为可供使用的热能,实现建筑物的供暖和热水生产。
与传统的燃煤、燃油供暖方式相比,太阳能供暖系统具有零排放、无耗费、长寿命等优势,受到了广泛的关注和推广。
1.2 相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的作用相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的作用是非常重要的。
这种材料可以通过吸收和释放能量来调节供暖系统的温度,从而提高系统的效率和性能。
相变蓄热材料能够利用其相变过程中所释放或吸收的潜热来储存和释放热能,从而实现热量的平衡和稳定供暖系统的温度。
通过在太阳能集热器和储热罐中应用相变蓄热材料,可以有效地提高系统的热量储存能力和热量利用效率。
在太阳能供暖系统中,相变蓄热材料可以帮助系统更好地利用太阳能并延长供暖时间,减少能源消耗和提高能源利用率。
相变蓄热材料还可以减少系统的运行成本并提高系统的稳定性和可靠性,为用户提供更加舒适和环保的供暖体验。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中扮演着至关重要的角色,其作用不仅体现在节能环保方面,也体现在提高系统性能和用户体验方面。
未来随着技术的不断发展完善,相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的作用将变得更加重要和广泛。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析相变蓄热材料是一种能够在特定温度范围内实现物态转换的物质,其在相变过程中具有吸热或放热的特性。
在太阳能供暖系统中,相变蓄热材料可以作为热储存介质,通过吸收太阳能热量并随后释放热量的方式,提高太阳能供暖系统的热能利用率。
相较于普通的热储存材料,相变蓄热材料具有以下几个优点:1. 较高的热储存密度。
相变蓄热材料在相变过程中能够释放或吸收大量热量,因此与同等体积的普通储热材料相比,其热储存密度更高,可以实现更长时间的热能储存。
2. 稳定的储热温度。
在相变过程中,相变蓄热材料的温度基本保持不变,因此具有较好的热储存稳定性。
3. 可调节的热储存温度。
相变蓄热材料的相变温度可通过改变其化学成分或物理结构进行调节,以适应不同的热储存需求。
在太阳能供暖系统中,相变蓄热材料的应用可以提高系统的稳定性和热效率。
通过将相变蓄热材料安装在太阳能集热器和热水储存器之间,将太阳能热量储存起来,以在夜间或阴雨天等无法获得充足太阳能热量时释放热量,以供暖。
相变蓄热材料的应用能够充分利用太阳能资源,提高系统的热能利用率,并且减少能源的浪费。
但是相变蓄热材料在应用过程中也存在着一些问题,例如:1. 相变温度范围窄。
某些相变蓄热材料的相变温度范围较窄,不能够适应太阳能供暖系统温度变化范围的需求。
2. 相变蓄热材料需要充分的空间进行相变。
相变蓄热材料在相变过程中需要充分的空间进行体积变化,因此需要相应的设计构造。
3. 相变蓄热材料的寿命较短。
由于相变蓄热材料在相变过程中会发生体积变化和化学反应,容易造成物质的疲劳和寿命的缩短。
总体来说,相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用有着广阔的前景,能够充分利用太阳能资源,提高系统的热能利用效率,降低能源浪费。
但是在应用过程中需要克服材料的缺点,提高其稳定性和使用寿命,才能更好地发挥其优势。
相变储热材料的加热方式
相变储热材料的加热方式
相变储热材料是一种热储能技术,能够储存大量的热量并在需要时释放。
在加热相变储热材料时,需要采用合适的加热方式,以确保材料充分吸收热能。
下面是一些常用的相变储热材料加热方式:
1. 电加热:通过电阻加热方式对相变储热材料进行加热。
这种方式具有加热速度快、控制方便等优点,但需要耗费大量电能。
2. 蒸汽加热:通过高温蒸汽加热相变储热材料。
这种方式具有加热均匀、节能等优点,但需要具备高压高温的蒸汽设备。
3. 水浴加热:将相变储热材料置于水浴中进行加热。
这种方式具有加热均匀、操作简便等优点,但需要长时间加热。
4. 辐射加热:通过热辐射将相变储热材料进行加热。
这种方式具有加热速度快、热量利用高等优点,但需要具有辐射加热设备。
综上所述,相变储热材料的加热方式多种多样,需要根据不同的实际应用需求来选择合适的加热方式。
相变蓄热材料
1 文献综述1.1 相变蓄热材料1.1.1 相变蓄热材料的研究背景随着全球能源形势的日益紧张,节能与环保受到世界各国越来越多的重视。
但是由于能源的供给与需求具有较强的时间性和空间性,在许多能源利用系统中(如太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性(失配),从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。
例如:在不需要热时,却有大量热的产生,有时候供应的热却有很大一部分作为余热被损失掉,这些都需要一种类似于储水池储水一样的物质把热量储存起来,需要时再释放出来,这样的物质称为热能储存材料(蓄热材料)。
人们对蓄热材料,特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。
二十世纪二十年代以来,特别是七十年代能源危机的影响,相变蓄热的基础和应用技术研究在发达国家迅速崛起,并得到不断的发展,日益成为受人重视的新材料。
在太阳能利用、电力的“削峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能领域具有广泛的应用前景,近年来已成为世界范围的研究热点。
相变储能材料作为储能技术的基础,在国内外得到了极大的发展。
1.1.2 相变蓄热材料的分类根据蓄热材料的化学组成分类(1) 无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。
结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类,价格便宜,体积蓄热密度大,熔解热大,熔点固定,热导率比有机相变材料大,一般呈中性,且工作温度跨度比较大,更重要的是可在高温下进行蓄热。
例如KNO3-NaNO3熔盐、K2CO3-Na2CO3熔盐、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、Na2CO3·10H2O、Na2SO4·5H2O等[1]。
但其在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素,严重影响水合盐的广泛应用[2-3]。
(2) 有机相变材料主要包括石蜡, 脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐,包括石蜡类、非石蜡类、某些聚合物等。
相变蓄能材料
相变储能材料相变过程一般是等温或近似等温过程,相变过程中伴有能量的吸收或释放,这部分能量称为相变潜热,利用相变过程的这一特点开发了许多相变储能材料。
与显热储能材料相比,潜热储能材料不仅能量密度较高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。
另外,它还有一个很大的优点,即这类材料在相变储能过程中,材料近似恒温,可以以此来控制体系的温度。
利用储能材料储能是提高能源利用效率和保护环境的重要手段之一,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾,在能源、航天、军事农业、建筑、化工、冶金等领域展示出十分广泛和重要的应用前景,储热材料的研究目前已成为世界范围内的研究热点。
相变储能材料的相变形式一般可分为四类:固—固相变、固—液相变、液—气相变和固—气相变。
由于后两种相变过程中有大量气体,相变物质的体积变化很大,因此,尽管这两类相变过程中的相变潜热很大,但在实际应用中很少被选用。
与此相反,固—固相变由于体积变化小,对容器要求低(容器密封性、强度无需很高) ,往往是实际应用中希望采用的相变类型。
有时为了应用需要,几种相变类型可同时采用。
相变储能材料按相变温度的范围分为高温(大于250 ℃) 中温( 100~250 ℃)和低温( 小于100 ℃) 储能材料; 按材料的组成成分又可分为无机类、有机类(包括高分子类) 及无机、有机复合相变储能材料。
相变材料是由多成份构成的,包括主储热剂、相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组成。
1、相变储能材料的机理相变材料从液态向固态转变时,要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中,材料要从环境中吸热,反之,向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热,发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时,产生了一个宽的温度平台。
该温度平台的出现,体了恒温时间的延长,并可与显热和绝缘材料区分开(绝缘材料只提供热温度变化梯度)。
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相变蓄热球
基本原理:
相变蓄热是依靠物质相变过程(固-液态转化)中必须吸收或放出大量相变潜热的物理现象进行能量的存储和释放。
由于单位体积的相变蓄热材料能够蓄存的能量远远大于单位体积的显热蓄能材料能够承受的范围,因此相变蓄热材料具有极大的应用范围。
但合适的相变材料研发一直是全世界的热点和难点。
经过长期研究,开发出具有完全自主知识产权的中温相变蓄热材料SXC-CZ。
该蓄热材料依靠物质相变过程中转移大量相变潜热,可提供79摄氏度供热平台,蓄能能力达到同体积常压水的7倍。
相变蓄热球是相变蓄热产品和相变蓄热应用工程中最基础的结构产品。
它以良好的热传导材料为载体,填充锦立独有的SXC-CZ相变蓄热材料,在保持良好的相变蓄热性能的情况下,大大方便了产品的安装和工程的实施,它可广泛应用于各种蓄热产品和场所,在相同的效能下,它比取代传统的水蓄热体积将缩小7倍以上。
1. 79摄氏度的相变温度满足多种蓄热要求
2.优秀的蓄热性能,在相同体积下,蓄热能力是石蜡的3倍
3.良好的热传导性,热传导速度是石蜡10倍
4.物理性能非常稳定,可长期使用无衰减
5.标准化设计,易于蓄热产品的开发和蓄热工程中的应用基本参数:
二、
蓄热球产品说明
蓄热球又称球状蓄热体,蓄热小球具有热震稳定性好、蓄热量大、强度高、易清洗、可重复利用等优点。
适用于气体及非气体燃料工业炉的蓄热球燃烧系统选用。
联盛高效蓄热球,比表面积可达到240m2/m3。
众多蓄热小球将气流分割成很小流股,气流在蓄热体中流过时,形成强烈的紊流,有效的冲破了蓄热体表面的附面层,又由于球径很小,传导半径小、热阻小、密度高、导热性好,故可实现蓄热式烧嘴频繁且快速换向的要求。
蓄热球可利用20~30次/h的换向,高温烟气流经蓄热体床层后内便可将烟气降至130℃左右排放。
高温煤气和空气流经蓄热体在相同路径内即可分别预热到
仅比烟气温度低100℃左右,温度效率高达90%以上。
因蓄热小球体积十分小巧,加之小球床的流通能力强,即使积灰后阻力增加也不影响热换指标。
蓄热球具有抗氧化、抗渣性强的特点。
蓄热球主要用于冶金行业热风炉蓄能蓄热用的耐火球。
蓄热球具有纯度、高强度大、热震稳定性好,使用寿命长等优点,蓄热球是一种以AL2O3、高岭土、合成骨料,莫来石晶体等材质制成。
按照滚制和机压成型法两种。
该产品具有强度高、抗热震性优良、更换清洗方便、使用寿命长等优点。
蓄热瓷球主要有陶瓷小球、多孔圆柱瓷球、多孔圆瓷球三种,该产品具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、密度高、热阻小、强度高、蓄放热量大、导热性能好等显著优点,特别适应于空气分离设备蓄热器和钢铁厂高炉煤气加热炉作蓄热填料,该技术是通过对煤气和空气进行双预热,即使低热值的劣质。