相變儲熱的基本原理:將物質(zhì)在等溫相變過程中釋放的相變潛熱通過盛裝相變儲熱材料的容器將能量儲存起來,待需要時再把熱(冷)能通過一定的方式釋放出來供需求者使用。相變儲熱材料的儲熱容量為相變過程中吸收或者釋放的熱量?;瘜W反應(yīng)儲熱的特點:(1)儲能密度高(2)正逆反應(yīng)可以在高溫下進行(3)可以通過催化劑或?qū)a(chǎn)物分離等方式,在常溫下長期儲存分解物。(4)可供懸著的材料較多。(5)許多化學反應(yīng)生產(chǎn)物中的兩者或其中之一是氣體。儲熱系統(tǒng)無噪聲,無污染,無明火,消防要求低。沈陽家用采暖
利用相變材料相變時單位質(zhì)量(體積)潛熱,蓄熱量非常大能把熱能貯存起來加以利用,如空間太陽能發(fā)電用蓄熱器,深夜電力調(diào)峰用蓄熱器,其儲能比顯熱一個數(shù)量級,而且放熱溫度恒定,但其儲熱介質(zhì)一般有過冷、相分離、易老化等缺點。根據(jù)相變種類的不同,相變蓄熱一般分為四類:固一固相變、固一液相變、液一氣相變及固一氣相變。由于后兩種相變方式在相變過程中伴隨有大量氣體的存在,使材料體積變化較大,因此盡管它們有很大的相變熱,但在實際應(yīng)用中很少被選用,固一固相變和固一液相變是實際中采用較多的相變類型。根據(jù)材料性質(zhì)的不同,一般來說相變蓄熱材料可分為:有機類、無機類及混合類相變蓄熱材料。其中,石蠟類、脂酸類是有機類中的典型相變蓄熱材料;結(jié)晶水合鹽、熔融鹽和金屬及合金等是無機類中的典型相變蓄熱材料。混合類又可分為:有機混合類、無機混合類及無機一有機混合類。 天津電地暖采暖爐生產(chǎn)企業(yè)儲熱系統(tǒng)運行的自動化程度高。
許多場合需要限制儲熱設(shè)備的空間尺寸及質(zhì)量(如在原有的建筑物中安裝儲熱設(shè)備等),就可優(yōu)先考慮采用相變存儲設(shè)備。溫度波動幅度小。物質(zhì)的相變過程是在一定的溫度下進行的,變化范圍極小,這個特性可使相變儲熱體能夠保持基本恒定的熱力效率和供熱能力。因此,當選取的相變材料的溫度與熱用戶的要求基本一致時,可以不需要溫度調(diào)節(jié)或控制系統(tǒng)。這樣,不只設(shè)計簡化,而且能降低不少成本。相變儲能技術(shù)主要是利用相變調(diào)溫機理,通過蓄能介質(zhì)的相態(tài)變化實現(xiàn)對熱能的儲存和釋放。當環(huán)境溫度低于一定值時,相變材料由液態(tài)凝結(jié)為固態(tài),釋放熱量;當環(huán)境溫度高于一定值時,相變材料由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài),吸收熱量。這個技術(shù)和太陽能熱利用產(chǎn)品結(jié)合將提高太陽能儲熱效果。相變儲熱技術(shù)在采暖領(lǐng)域占據(jù)了非常大的比重。因為采暖對于“穩(wěn)定、連續(xù)”的供熱溫度,有著近乎嚴酷的要求,而熱水的供應(yīng),則一般能夠在一個非常大的溫度范圍內(nèi)變化,使用“水箱”這種普通的設(shè)備,利用其中的方便易得、比熱又很大的“水”進行蓄熱,就相對合理、方便。
儲熱材料與應(yīng)用技術(shù)能幫助我們更有效率地使用能源,目前已在特定領(lǐng)域中展現(xiàn)應(yīng)用實例,但如何擴展使用溫度范圍、增進能量密度、降低成本、提升使用壽命及穩(wěn)定性,仍需進一步針對材料特性、系統(tǒng)設(shè)計、原理機制等研究來大幅開發(fā)及驗證新的儲熱材料應(yīng)用范疇。透過結(jié)合更多元的能源產(chǎn)生、使用及存儲技術(shù)(包含儲電及儲熱等),提升區(qū)域能源穩(wěn)定性、可控制性及使用效率,將是逐步邁向低碳社會與綠色環(huán)境的重要路徑。相變化材料現(xiàn)今已逐步應(yīng)用于冷藏運輸櫥柜、保溫設(shè)備、衣物、航太等領(lǐng)域中。儲熱方式原理簡單、技術(shù)較成熟、材料來源豐富及成本低廉。
若改添加碳納米管或氮化硼等其他導熱材料,則所得之石蠟PCM復合材料的潛熱損失較高,顯示石墨烯是較為適合的相變材料添加材。2015年年,我曾配合中國臺灣大葉大學姚品全教授進行石墨烯石蠟復合材料的相關(guān)研究,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在相同石墨烯總添加量的情況下(石蠟含量3wt.%),以不同石墨烯懸浮液(10wt.%、20wt.%、30wt.%)所配制的石蠟PCM復合材料,其導熱系數(shù)的提升值極為近似;熔滴點實驗顯示:上述三種石墨烯懸浮液配方均可得到穩(wěn)定的熔滴點提升,其中,30%配方所得石蠟PCM復合材料之熔滴溫度提升效果比較好,從℃上升至℃,證明添加石墨烯可使石蠟相變材料更快達到定型的效果。石墨烯的分散性對pcm復合材料的熱性質(zhì)提升至為關(guān)鍵,先導研究發(fā)現(xiàn):單以添加石墨烯粉體的方式,無法得到均勻的石蠟pcm復合材料,若改以石墨烯懸浮液的方式添加,則可大幅改善其分散性.進一步研究發(fā)現(xiàn):若再添加適量的“界面活性劑,表面活性劑],則可得到更為均勻的石蠟PCM復合材料。 儲熱技術(shù)得到了普遍的研究。陜西相變儲熱器生產(chǎn)
儲熱主要分為熱化學儲熱、顯熱儲熱和相變儲熱。沈陽家用采暖
儲熱技術(shù)可以儲存太陽能輻射的熱量,滿足供熱,供電,采暖,工業(yè)生產(chǎn)等方面對熱能的需求。相變儲能材料熱容較大,可用在建筑業(yè)中。儲熱技術(shù)能夠提高能源利用率和保護環(huán)境,可用于解決熱能供給與需求不平衡以及熱能供應(yīng)在時間和空間上的矛盾,通過對儲熱技術(shù)的運用。能源的利用效率得以很大提高。潛熱:是相變潛熱的簡稱,指單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫、等壓情況下,從一個相變化到另一個相所吸收或放出的熱量。顯熱儲熱所選材料的比熱容和密度兩者的乘積(即容積比熱容)常常被視為評定儲熱材料性能的重要參數(shù)。相變:物質(zhì)從一種狀態(tài)變到另一種狀態(tài)叫做相變。沈陽家用采暖