新型相变储能技术的应用与发展

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相变储能材料在建筑节能中的应用

相变储能材料在建筑节能中的应用

相变储能材料在建筑节能中的应用相变储能材料是一种新型的建筑节能材料,它具有很高的热储能量,可以在相变的过程中吸收或释放大量的热量,从而实现节能的目的。

近年来,相变储能材料在建筑节能领域得到了越来越广泛的应用,成为了建筑节能技术的重要组成部分。

一、相变储能材料的基本原理相变储能材料是一种可以在相变过程中储存和释放大量热能的材料,它常用的原理是蓄热和释热。

相变储能材料通常采用的是固-液相变,其具有的优点是凝固时会释放出大量的潜热,对于建筑节能来说非常有用。

相变储能材料在室内环境中,通过固液相变可以实现储能和释放热量的双重作用。

当室内温度下降时,固液相变的材料会吸收室内周围的热量进行蓄热,使室内的温度保持稳定,同时也可以减少冬季供暖的能耗。

当室内温度升高时,相变储能材料会释放出储存的热量,从而降低室内温度,减少夏季空调的运行时间和能耗。

二、相变储能材料在建筑节能中的应用1、用于墙体的隔热相变储能材料可以被用于室内墙体中进行隔热,这种墙体可以在夏季蓄热并释放热量,从而减少室内温度,降低空调的运行时间和运行能耗。

同时,该种建筑节能材料也可以在冬季吸收室内的热量,使墙体从外部保持温暖。

2、用于地面和屋顶的隔热相变储能材料可以用于地面和屋面的隔热,抑制室内温度波动,并且可以缓解室外温度和室内温度之间的差异。

使用这种建筑节能材料可以大大减少空调和供暖的运行成本。

3、用于建筑外墙的隔热相变储能材料也可以被用于建筑外墙中,实现墙面隔热、保温的功能,该建筑节能材料还可以降低外部环境温度对室内环境的影响。

三、相变储能材料的优势与不足相变储能材料具有以下优势:1、高热量储存能力:相变储能材料在相变过程中吸收或释放大量的热量,储存能力较高。

2、减少空调和供暖的耗能:使用相变储能材料可以在夏季减少空调的运行时间,降低室内温度;在冬季吸收室内热量,保持室内温暖,缩短供暖时间。

3、潜在的大规模应用:相变储能材料已经得到广泛的研究,可以在大规模的建筑中使用。

聚乙二醇相变储能

聚乙二醇相变储能

聚乙二醇相变储能一、引言相变储能是一种新型的储能技术,可以将能量以相变的形式存储和释放。

聚乙二醇(Polyethylene Glycol,简称PEG)是一种常用的相变储能材料。

本文将详细探讨聚乙二醇相变储能的原理、应用以及未来发展方向。

二、聚乙二醇相变储能的原理聚乙二醇是一种具有相变特性的有机化合物,其在特定温度范围内可以发生相变,从固态转变为液态或从液态转变为固态。

在相变过程中,聚乙二醇会吸收或释放大量的热量,实现能量的存储和释放。

聚乙二醇相变储能的原理可以归结为以下几点:1.热量吸收:当聚乙二醇从固态转变为液态时,吸收的热量可以被储存起来。

这是因为相变过程中,聚乙二醇的分子结构发生改变,需要吸收热量来克服分子间的相互作用力。

2.热量释放:当聚乙二醇从液态转变为固态时,释放的热量可以被提取出来供给外部使用。

相变过程中,聚乙二醇的分子结构再次发生改变,释放出之前吸收的热量。

三、聚乙二醇相变储能的应用聚乙二醇相变储能具有广泛的应用前景,以下是几个典型的应用领域:3.1 热能储存聚乙二醇相变储能可以用于热能的储存。

在太阳能发电系统中,可以利用聚乙二醇相变储能来存储白天收集到的太阳能,然后在夜间释放热能供给家庭供暖或热水使用。

3.2 温度调节聚乙二醇相变储能可以用于温度调节。

在建筑领域,可以利用聚乙二醇相变储能来调节室内温度,提高能源利用效率。

通过将聚乙二醇相变材料应用于墙体或地板,可以吸收室内过剩热量,并在需要时释放热量,实现室内温度的自动调节。

3.3 热能回收聚乙二醇相变储能可以用于热能回收。

在工业生产过程中,很多热能以废热的形式被排放掉。

利用聚乙二醇相变储能技术,可以将废热吸收并存储起来,然后在需要时释放热能供给其他工业过程使用,提高能源利用效率。

四、聚乙二醇相变储能的未来发展方向聚乙二醇相变储能作为一种新兴技术,还有很大的发展空间。

以下是几个聚乙二醇相变储能的未来发展方向:4.1 材料改良目前使用的聚乙二醇相变储能材料的相变温度范围较窄,需要进一步改良材料的性能,使其适用于更广泛的温度范围。

相变材料在储能技术中的应用

相变材料在储能技术中的应用

相变材料在储能技术中的应用随着能源需求的不断增加,能源储存技术的研究越来越重要。

相变材料是一种新型储能材料,具有高储能密度、长寿命、高节能等优点。

它的应用已经引起了越来越多的关注。

本文将介绍相变材料的基本原理、热力学过程、应用现状以及未来发展方向。

一、相变材料基本原理相变材料是指具有相变能力的物质。

它们在温度、压力、电场、磁场、电流等条件下发生相变。

相变是一种物理和化学变化,可以将物质从一个稳定平衡状态转化为另一个稳定平衡状态。

相变材料主要包括固态-固态相变、固态-液态相变和液态-气态相变等。

在固态-固态相变中,相变材料的晶格结构得到了重组,产生了不同的物理性质。

固态-液态相变是相变材料从固态转变为液态。

这种相变主要发生在金属和无机盐类等物质中。

液态-气态相变则是指相变材料从液态转变为气态,包括汽化和沸腾等过程。

相变材料的相变过程是热力学过程。

相变过程可分两个阶段进行:吸热阶段和放热阶段。

吸热阶段是指相变材料在相变过程中吸收热能,从而使温度升高。

放热阶段则是指相变材料从高温状态转变到低温状态,放出储存在相变中的热能。

相变材料的热力学性质是其储能能力的基础。

二、相变材料在储能领域的应用现状近年来,相变材料在储能领域得到了广泛的应用。

例如,相变材料储存冷能的技术可用于被动房屋的空调系统、电子设备散热等领域。

相变材料储存热能的技术也被应用于太阳能集热板、热泵、热能回收等各种系统中。

经典的相变材料是差热材料。

它们的相变峰值在零度附近,可以用来控制室温加热或冷却。

差热材料主要用于家用和商用空调设备以及个人计算机的散热控制等。

相变储能材料的应用具有很大的潜力。

其最大的优势是高储能密度和高效率。

相对于化学储能材料,相变储能材料具有更长的寿命和更高的放电效率。

相对于传统的储能方式,相变储能技术还有很大的改进空间,可以进一步提高效率和储能密度。

三、相变材料在储能领域的未来发展相变材料的应用前景十分广阔。

未来的发展方向包括:通过研究和设计新型相变材料,可以进一步提高储能密度和效率。

相变储能材料的研究进展与应用

相变储能材料的研究进展与应用

相变储能材料的研究进展与应用相变储能材料是近年来备受研究关注的一种新型储能材料,具有高能量密度、长寿命、高效率等特点,是未来智能电网和可再生能源等领域的关键技术之一。

本文将从相变储能材料的基本原理、研究进展和应用等方面进行分析和探讨。

一、基本原理相变储能材料是利用物质在相变过程中所释放或吸收的潜热实现储能和释能的一种功能材料。

相变储能材料通常由两种物料组成,一种是相变材料,另一种是传热材料。

相变材料是指在特定温度范围内,其内部结构发生相变,从而在储能和释能过程中释放或吸收热量。

传热材料是指能够促进相变材料与环境之间的热传递的材料,它们构成了相变储能材料的基本组成部分。

二、研究进展相变储能材料的研究起源于20世纪60年代,最初的应用是在太空科技领域。

随着全球能源危机和环境问题的日益严重,人们开始更加重视新能源技术的发展,相变储能材料也越来越受到研究者的关注。

目前,相变储能材料的研究范围已经涵盖了多个领域,包括建筑节能、汽车空调、电子产品、工业生产等。

其中,建筑节能领域是相变储能材料最为广泛的应用领域之一。

使用相变储能材料进行建筑节能,可以减少建筑物对空调的依赖性,降低能耗,减缓全球气候变化等方面发挥着重要作用。

三、应用前景随着人们对环境和能源问题的日益重视,相变储能材料的应用前景也越来越广阔。

相变储能材料的主要应用领域有:1. 建筑节能。

相变储能材料可以应用于建筑外墙、屋顶、地板等位置,实现建筑节能。

当前,相变储能材料已经得到了广泛的应用,如利用相变墙体技术进行绿色建筑改造等。

2. 汽车空调。

相变储能材料可以应用于汽车空调系统,通过储存汽车内部的剩余能量和外界环境热量,使汽车可以更加智能化地进行热调节,提升舒适度。

3. 电子产品。

相变储能材料可以应用于电子产品中,如手机配件、电脑散热器等。

它可以将电子产品中产生的废热转化为储存热量的形式进行存储,实现节能减排。

4. 工业生产。

相变储能材料可以应用于工业生产中,如炼钢、铸造、密封等领域。

新型相变储能技术

新型相变储能技术

新型相变储能技术新型相变储能技术是一种前沿的能源储存技术,具有巨大的应用潜力。

相变储能是通过物质的相变过程来实现能量的储存和释放。

在储能过程中,物质从一个相变到另一个相,吸收或释放大量的热量。

这种热量的吸收和释放过程可以用于储存和释放能量。

新型相变储能技术的优点之一是高能量密度。

相变储能材料可以在相变过程中吸收或释放大量的热量,因此可以实现高能量密度的储存。

相比传统的储能技术,如电池,相变储能技术可以在相同体积或质量下储存更多的能量,具有更高的能量密度。

另一个优点是高效率。

相变储能技术的能量转换效率较高。

在储能过程中,相变储能材料可以实现较低的能量损耗。

相变储能技术可以高效地将能量储存起来,并在需要时快速释放能量。

这种高效率的能量转换使相变储能技术在能源存储和利用方面具有广阔的应用前景。

新型相变储能技术还具有良好的可靠性和长寿命。

相变储能材料可以进行多次相变,而且相变过程不会引起材料的损耗或衰减。

这种可靠性和长寿命使得相变储能技术成为一种理想的能源储存解决方案。

新型相变储能技术在能源存储和利用领域有着广泛的应用。

例如,在可再生能源领域,相变储能技术可以用于储存太阳能和风能等不稳定的能源。

当太阳能或风能可用时,相变储能材料可以吸收并储存能量。

而在夜间或无风时,相变储能材料可以释放储存的能量,供应给用户使用。

这种能源的储存和利用方式可以实现能源的平衡和可持续利用。

除了在可再生能源领域,新型相变储能技术还可以应用于电动汽车和移动设备等领域。

相比传统的电池技术,相变储能技术可以实现更高的能量密度和更快的充放电速度。

这意味着电动汽车可以拥有更长的续航里程和更短的充电时间,移动设备可以更快地充电并更长时间地使用。

新型相变储能技术是一种具有巨大潜力的能源储存技术。

它具有高能量密度、高效率、可靠性和长寿命等优点,可以应用于可再生能源、电动汽车和移动设备等领域。

随着科学技术的进步和研究的深入,相变储能技术有望在未来实现更广泛的应用,为人类提供更可持续和清洁的能源解决方案。

相变材料在储能技术中的应用前景分析

相变材料在储能技术中的应用前景分析

相变材料在储能技术中的应用前景分析随着可再生能源的快速发展和能源需求的不断增长,储能技术成为了解决能源供应不稳定性的重要手段。

相变材料作为一种新型的储能材料,具有独特的热学特性和高能量密度,被广泛应用于储能技术中。

本文将对相变材料在储能技术中的应用前景进行分析。

首先,相变材料具有较高的能量密度,这使得它成为一种理想的储能材料。

相变材料的能量密度远高于传统的储能材料,如锂离子电池等。

相变材料的能量密度主要来自于其相变过程中的潜热释放,这种潜热释放可以在储能过程中高效地储存和释放能量。

相变材料的高能量密度使得它在储能技术中具有广阔的应用前景。

其次,相变材料具有良好的循环稳定性和长寿命。

相变材料在储能过程中的相变循环可以进行数千次,而且不会发生明显的容量衰减。

相比之下,传统的储能材料如锂离子电池在循环过程中容易发生容量衰减,导致储能效率降低。

相变材料的循环稳定性和长寿命使得它在储能技术中具有更长久的使用寿命和更高的储能效率。

此外,相变材料具有良好的热稳定性和安全性。

相变材料在储能过程中会发生相变,吸收或释放大量的热量。

这种热量的吸收和释放可以有效地调节储能系统的温度,提高储能系统的热稳定性。

相变材料还具有较低的燃烧和爆炸风险,相比之下,传统的储能材料如锂离子电池存在着较高的燃烧和爆炸风险。

相变材料的热稳定性和安全性使得它在储能技术中具有更高的可靠性和安全性。

然而,相变材料在储能技术中还存在一些挑战。

首先,相变材料的制备成本较高。

相变材料的制备过程较为复杂,需要较高的工艺和设备成本。

这使得相变材料的成本较高,限制了其在储能技术中的大规模应用。

其次,相变材料的热传导性能较差。

相变材料的热传导性能对于储能系统的热管理至关重要,而相变材料的热传导性能相对较差,需要进一步提高。

此外,相变材料的稳定性和循环寿命还需要进一步提高,以满足长期稳定运行的需求。

综上所述,相变材料在储能技术中具有广阔的应用前景。

相变材料的高能量密度、循环稳定性和热稳定性使得它成为一种理想的储能材料。

相变储能技术的应用

相变储能技术的应用

相变储能技术的应用相变储能技术是一种利用物质相变释放或吸收潜热来储存或释放能量的技术。

相变储能技术在多个领域得到了广泛的应用,包括建筑节能、太阳能储能、电动汽车储能等。

本文将从以下几个方面介绍相变储能技术的应用。

相变储能技术在建筑节能方面有着广泛的应用。

建筑物内部存在着昼夜温差,相变储能技术可以利用这种温差来储存和释放能量。

在夏季白天,建筑物受到阳光照射变得温暖,而在夜晚温度下降,可以利用相变储能材料吸收白天收集到的能量,然后在夜晚释放热量,起到降低室内温度的作用。

这样一来,可以减少建筑物的空调耗能,达到节能的目的。

相变储能技术在太阳能储能方面也有重要的应用。

太阳能是一种清洁的可再生能源,但其受天气影响较大,往往无法保证持续性的发电。

相变储能技术可以利用太阳能给相变储能材料充能,当阳光不足时,这些相变材料就可以释放能量,供给电力系统使用。

这样一来,相变储能技术可以解决太阳能发电的不稳定性问题,提高太阳能利用率。

相变储能技术在电动汽车储能方面也有着重要的应用。

电动汽车的续航里程一直是其发展面临的重要问题。

相变储能技术可以利用电动汽车在行驶过程中产生的热能,将其转化成潜热储存起来,在需要时释放热能,以维持电池的温度和提高车辆的续航里程。

这种应用方式可以提高电动汽车的能量利用效率,延长电池的寿命,为电动汽车的发展提供了新的可能性。

相变储能技术在建筑节能、太阳能储能和电动汽车储能等多个领域都具有重要的应用前景。

随着技术的不断进步和成本的不断降低,相变储能技术将在未来发挥越来越重要的作用,为能源领域的可持续发展做出贡献。

相变储能技术应用发展报告-概述说明以及解释

相变储能技术应用发展报告-概述说明以及解释

相变储能技术应用发展报告-概述说明以及解释1.引言1.1 概述相变储能技术是一种能够利用物质相变过程中释放或吸收潜热来实现能量储存和释放的新型能源技术。

随着能源需求的增长和环境问题的日益突出,相变储能技术被认为是一种非常具有潜力的可持续能源解决方案。

本文旨在探讨相变储能技术的原理、应用领域以及未来发展趋势,分析其在能源领域的重要性和潜在贡献。

通过深入研究相变储能技术的特点和优势,期望能够为推动其在工业、建筑、交通等领域的广泛应用提供有效支持和指导。

1.2 文章结构文章结构部分包括了本文的整体框架和组织架构。

首先介绍了文章的引言部分,包括了对相变储能技术应用的背景和重要性进行概述,以及对文章结构和内容的简要介绍。

接着展开了正文部分,包括了相变储能技术的介绍、在能源领域的应用和未来发展趋势进行深入分析和讨论。

最后是结论部分,对整篇文章的主要内容进行总结,展望了相变储能技术在未来的应用前景,并提出了对未来发展的建议。

通过以上结构,可以全面系统地介绍相变储能技术的应用发展情况,为读者提供了全面的信息和展望。

1.3 目的本报告的主要目的是系统地介绍相变储能技术的基本原理、应用领域和未来发展趋势。

通过对这一新兴技术的深入研究和分析,我们旨在为读者提供一个全面的了解,使他们能够更好地了解相变储能技术在能源领域的重要性和潜力。

同时,我们也希望通过本报告的撰写,促进相关领域的研究和应用,推动相变储能技术在实践中的进一步发展和应用。

最终的目标是为推动清洁能源技术的发展做出贡献,促进全球能源转型和可持续发展的实现。

2.正文2.1 相变储能技术介绍相变储能技术是一种利用物质相变过程中释放或吸收的巨大潜热来实现能量存储和释放的技术。

在相变储能系统中,将相变材料从低温状态加热到高温状态或反之过程中,储存或释放的热量被利用来转换为电能或其他形式的能量。

相变储能技术主要依靠相变材料的相变特性,包括固液相变、液气相变或固气相变等。

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(1. Jiangsu Institute of Building Science,Nanjing 210008,China; 2. Department of Materials Science & Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China) A b stract:The preparation method of composite phase change materials and their research development are reviewed. The applications of phase change materials in architecture are also discussed. At last, the existing problems and subjects deserving to further study are indicated. K ey w o rd s:phase change materials; energy storage; composite materials; application
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,体现了恒温 时间的延长,并可与显热和绝缘 材 料 区 分 开 来 ( 绝 缘 材料只提供热温度变化梯度)。相变材料在热循环时, 储存或释放显热。
共熔混合物来覆盖低共熔点之间的区域。
2 相变储能控温复合材料制备技术
2.1 胶囊型相变材料 为了解决相变材料在发生固—— —液相变后液相的
流动泄漏问题,特别是对于无机水合盐类相变材料还 存在的腐蚀性问题,人们设想将相变材料封闭在球形 的胶囊中,制成胶囊型复合相变材料来改善应用性能。
其中,溶胶—— —凝胶法(Sol-Gel)就是近年来发展 比较迅速的一种[6]。溶胶— ——凝胶工艺是一种独特的 材料合成方法,它是将前驱体溶于水或有机溶剂中形 成均质溶液,然后通过溶质发生水解反应生成纳米级 的粒子并形成溶胶,溶胶经蒸发干燥转变为凝胶来制 备纳米复合材料。它与传统共混方法相比较具有一些 独特的优势:①反应用低黏度的溶液作为原料,无 机— ——有机分子之间混合相当均匀,所制备的材料也 相当均匀,这对控制材料的物理性能与化学性能至关 重要;②可以通过严格控制产物的组成,实行分子设 计和剪裁;③工艺过程温度低,易操作;④制备的材料 纯度高。
2006 年第 2 期(总第 34 卷 第 190 期) No.2 in 2006 (Total No.190, Vol.34)
建筑节能
■节能技术 ENERGY- SAVING TECHNOLOGY
新型相变储能技术的应用与发展
尚燕 1, 张雄 2 (1.江苏省建筑科学研究院,江苏 南京 210008;2.同济大学材料科学与工程学院,上海 200092)
采用胶囊化技术来制备胶囊型复合相变材料能 有效地解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问 题,但胶囊体材料大都采用高分子物质,其热导率较 低,从而降低了相变材料的储热密度和热性能。此外, 寻求工艺简单、成本低以及便于工业化生产的胶囊化 工艺也是需要解决的难题。 2.2 与高分子材料复合制备定形相变材料
相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变,但 吸收或释放的潜热却相当大。目前已知的天然和合成
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的相变材料超过 500 种,且这些材料的相变温度和储 热能力均不相同。把相变材料与普通建筑材料相结 合,还可以形成一种新型的复合储能建筑材料。这种 建材兼备普通建材和相变材料两者的优点[2]。 1.2 相变储能控温复合材料的发展现状
为了克服传统的相变材料在实际应用中需要加 以封装或使用专门容器以防止其泄漏的缺陷,近年 来,出现了将有机相变材料与高分子材料进行复合, 制备出在发生相变前后均呈固态而保持形体不变的 定形相变材料。
其中一种制备工艺是将相变材料(如石蜡)与高分 子物质(如聚乙烯)按一定比例在热炼机上进行加热共
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混。肖敏、龚克成等人[9]将石蜡与一热塑性体苯的乙 烯—丁、二烯—苯、乙烯三嵌段共聚物(SBS)复合制备 了在石蜡熔融态下仍能保持形状稳定的复合相变材 料。复合相变材料保持了纯石蜡的相变特性,其相变 热焓可高达纯石蜡的 80%。复合相变材料的热传导性 比纯石蜡好。因此,其放热速率比纯石蜡快,但由于 SBS 的引入,其对流传热作用削弱,所以蓄热速率比 纯石蜡慢,但是在复合相变材料中加入导热填料膨胀 石墨后,其热传导性进一步提高,以传导传热为主的 放热过程更快了,放热速率比纯石蜡提高了 1.5 倍。 而在以对流传热为主的蓄热过程中,由于热传导的加 强效应与热对流减弱效应相互抵消,而保持了原来纯 石蜡的平均蓄热速率。
利用具有大比表面积微孔结构的无机物作为支 撑材料,通过微孔的毛细作用力将液态的有机物或无 机物相变储热材料(高于相变温度条件下)吸入到微孔 内,形成有机 / 无机或无机 / 有机复合相变储热材料。 在这种复合相变储热材料中,当有机或无机相变储热 材料在微孔内发生固—液相变时,由于毛细管吸附力 的作用,液态的相变储热材料很难从微孔中溢出。
域中一个十分活跃的前沿研究方向。
1 相变储能控温材料的机理及发展现状
1.1 相变储能控温材料的机理 相变储能控温材料是指在其物相变化过程中,可
以与外界环境进行能量交换( 从外界环境吸收热量或 者向外界环境放出热量),从而达到控制环境温度和 能量利用的目的的材料。与显热储能相比,相变储能 控温具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能 效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点,在 航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、 医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众 多领域具有重要的应用价值和广阔的前景。
林怡辉,张正国等人[7]采用溶胶—— —凝胶法,采用 二氧化硅作母材,有机酸作相变材料,合成复合相变 材料。二氧化硅是理想的多孔母材,能支持细小而分 散的相变材料;加入适合的相变材料后,能增进传热、 传质,其化学稳定性好,热稳定性好。有机酸作相变材 料克服了无机材料易腐蚀、存在过冷的缺点,而且具 有相变潜热大、化学性质稳定的优点。
相变储能控温是提高能源利用效率和保护环境 的重要技术,常用于缓解能量供求双方在时间、强度 及地点上不匹配的有效方式,在太阳能的利用、电力 的“ 移峰填谷”、废热和余热的回收利用,以及工业与 民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景, 目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的 相变潜热来实现能量的储存和利用,有助于提高能效 和开发可再生能源,是近年来能源科学和材料科学领
这样,既充分发挥了定形固—— —液相变材料的优 点是:无需容器盛装,可直接加工成型,不会发生过冷 现象,使用安全方便。也克服了固—— —液相变材料明 显的缺陷:在相变介质中加入热导率较低的聚合物载 体后,导致本来热导率就不高的有机相变材料的热导 率更低了,并且还造成整个材料蓄热能力的下降。 2.3 利用毛细管作用将相变材料吸附到多孔基质中
摘要: 概括和评述了相变储能复合材料的制备方法及其研究进展,介绍了相变材料在建筑方面的应用,最后,指出当前存在问题以及
目前值得深入研究的课题。
关键词: 相变材料; 储能; 复合材料; 应用
中图分类号: TU599
文献标志码: A
文章编号: 1673-7237(2006)02-0021-06
A p p licatio n an d D evelo p m en t o n th e T ech n o lo g y o f P h ase C h an g e E n erg y S to rag e SHANG Yan1,ZHANG Xiong2
研究具体方法主要有:一种是共混而成,即利用 二者的相容性,熔融后混合在一起而制成的成分均匀 的储能材料;另一种方式是采用封装技术,即把载体 基质做成微胶囊、多孔泡沫塑料或三维网状结构,再 把相变材料灌注于其中,这样微观上仍是发生固—液 相变,进行储能控温。但从相变材料的整个宏观特性 上来看仍然保持其固体形状。这类储能材料的优点 是:无需容器盛装,可以直接加工成型,不会发生过冷 现象,使用安全方便。其缺点:①以共混形式制成的复 合相变材料,难以克服低熔点相变材料在熔融后通过 扩散迁移作用,与载体基质间出现相分离的难题;② 相变材料加入一定的载体后,导致整个材料储热能力 的下降,材料的能量密度较小;③载体中掺入相变材 料后又导致材料机械性能的下降,整个材料的硬度、 强度、柔韧性等性能都受到很大的损失,以至于寿命 的缩短、易老化而使工作物质泄漏、污染环境。因此, 到目前为止相变材料和载体相互之间还存在着难以 克服的矛盾。
研究难点是如何实现相变材料与建材基体复合 的工艺技术[3],在这一方面,Tvalo.Anil 等人的工作比 较突出,他们提出了 3 种有效的方法:①将相变材料 吸人多孔材料中;②将相变材料渗透入聚合材料中; ③将相变材料吸入分割好的特殊基质材料中,形成柔 软、可以自由流动的干粉末,再与建筑材料混合。
Lee Hyoen Kook 研究出一种球形储热胶囊及其 制备方法。先将无机水合盐类相变材料(如三水乙酸 钠)与一定量的成核剂和增稠剂混合均匀后,制成直 径为 0.1~3mm 的球体作为核,然后再在球形相变材 料核的外表面涂覆一层憎水性的蜡膜以及 1~3 层聚 合物膜,最后得到直径在 0.3~10mm 之间的胶囊型 相变材料[8]。
多孔介质种类繁多,具有变化丰富的孔空间,是 相变物质理想的储藏介质。可供选择的多孔介质包括 石膏、膨胀黏土、膨胀珍珠岩、膨胀页岩、多孔混凝土 等。采用多孔介质作为相变物质的封装材料可以使复 合材料具有结构- 功能一体化的优点,在应用上可以 节约空间,具有很好的经济性。多孔介质内部的孔隙 非常细小,可以借助毛细管效应提高相变物质在多孔 介质中的储藏可靠性。多孔介质还将相变物质分散为 细小的个体,有效地提高其相变过程的换热效率。
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