相变储热材料的种类_应用及展望
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。
相变材料的研究进展与应用前景

相变材料的研究进展与应用前景随着科技进步的不断推进,新型材料的研发也日渐繁荣。
其中,相变材料是一类备受关注的新型材料之一。
它不仅可以应用于传统的储能、智能控制等领域,也有着广泛的应用前景,如扩展人工智能、生物医学等领域。
本文就相变材料的研究进展与应用前景进行探讨。
一、相变材料的基础概念及种类相变是指物质在特定条件下,由于温度、压力等因素的改变而发生转变的过程。
相变材料是指在相变过程中可以实现储存或释放大量热量的材料。
它可以分为常规相变材料和非常规相变材料两种类型。
常规相变材料主要包括金属合金、陶瓷材料、聚合物等。
其中,金属合金是一类重要的相变材料,如镁钛合金、铱锑合金等。
这些材料的相变温度往往较高,且相变过程比较缓慢,一般应用于高温储能领域。
而陶瓷材料相变速度较快,可以应用于智能控制、电子设备等领域。
聚合物材料因具有较好的机械韧性和韧性,能够应用于制备柔性电子器件等。
非常规相变材料则包括盐类水合物、荧光气囊等。
例如,盐类水合物可以在4℃左右发生相变,可以应用于冷链物流、生物医学等领域。
二、相变材料的研究进展近年来,相变材料在研究领域中得到了广泛关注。
其重要原因在于相变材料具有独特的物理和化学特性。
首先,相变材料可以实现大幅度的热量储存。
以金属合金为例,铱锑合金的相变焓比普通材料高出数倍,可以实现高效的热量储存。
其次,相变材料的相变温度可以通过合金元素添加、微纳米结构等方法调控。
例如,一些纳米结构相变材料具有独特的量子效应,可以使相变温度降低到室温范围内。
此外,相变材料应用于制备智能材料时,可以基于其相变特性制备出多功能材料。
从应用层面上来看,相变材料具有广泛的应用前景。
例如,相变储存技术可以应用于太阳能、风能等可再生能源的储存,可以有效减少能源浪费。
相变材料的智能控制特性则可以应用于智能家居、智能建筑等领域。
此外,数量庞大的相变材料库也为开发人工智能提供了无限可能。
如:利用相变材料控制机器人的运动,减少其能量消耗和热损失,从而实现人工智能更高效、更智能、更可靠的操作。
相变储能技术介绍及其展望

相变储能技术介绍及其展望能动学院能动A02王来升2010201104相变储能技术介绍及其展望摘要:相变储能材料作为一种提高能源利用稳定性以及效率的技术越来越受到人们重视,如何有效的对相变储能技术进行研究越来越受到人们的重视。
关键词:相变材料;应用;展望0引言:能源是人类赖以生存的基础。
随着人类生活以及生产活动的高速发展,我们对能源的需求量越来越大,而化石能源的日益枯竭、能源利用带来的污染问题却越来越严重。
如何提高能源的利用效率、最大限度的利用低品位能源、开发可利用的新能源成为当今社会的研究热点。
自20世纪七十年代石油危机后,热能存储技术在工业节能和新能源利用领域日益受到重视,在我国2000年前后,全面实行分时计度电价政策后,相变储能技术便成为工业和民用的热点,尤其是随着太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源的发展,相变储能技术越来越受到人们的重视。
1.相变储能技术的发展概况1。
1国外相变储能技术的发展概况20世纪六十年代,美国国家航空航天局就非常重视相变技术在航天领域的应用用。
1980年美国 Birchenall等提出采用合金作为相变材料[1],提出了三种典型状态平衡图和二元合金的熔化熵和熔化潜热的计算方法。
1991年德国Gluck和Hahne等利用/制成高温蓄热砖,并建立太阳能中央收集塔的蓄能装置[2]。
2001年Faird等以-6O作为相变材料采用微胶囊技术封装制备了相变储能地板[3]。
2006年Hammou等设计了一个含有相变材料的混合热储能存储系统[4]。
1。
2国内相变储能技术的发展概况在我国,二十世纪七十年代末、八十年代初,中国科技大学、华中师范大学、中国科学院广州能源研究所等单位就开始了对无机盐、无机水合盐、金属等相变材料的理论和应用作了详细的研究工作.西藏太阳能研究示范中心和华中师范大学共同利用西藏盐湖盛产的芒硝和硼砂等无机水合盐类矿产加入独特的悬浮剂等成功研制出太阳能高密度储热材料[5]。
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。
相变储热材料的发展趋势

相变储热材料的发展趋势引言相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收和释放大量热量的材料。
相变储热技术被广泛应用于太阳能、地热能、工业废热回收等领域,具有高效、可靠、环保等优点。
随着能源需求的增加和环境保护意识的提高,相变储热材料的发展趋势备受关注。
本文将从材料创新、性能改进、应用拓展等方面,对相变储热材料的发展趋势进行全面详细、完整且深入的分析。
材料创新新型相变材料传统相变储热材料主要包括蓄冰剂、蓄热剂等。
随着科技的进步,新型相变材料不断涌现。
高分子相变材料具有较高的储存密度和较长的使用寿命;纳米相变材料具有更快的相变速率和更好的稳定性。
复合相变材料为了进一步提高相变储热材料的性能,复合相变材料成为研究的热点。
复合相变材料是将两种或多种相变材料进行组合,通过相互作用实现性能的优化。
将高导热材料与相变材料结合,可以提高传热效率;将气孔材料与相变材料结合,可以增加储热容量。
生物可降解相变材料随着对环境保护要求的提高,生物可降解相变材料逐渐受到关注。
这些材料在使用过程中不会产生环境污染,并且可以降解为无害物质。
生物可降解相变材料的开发和应用将进一步推动相变储热技术的可持续发展。
性能改进热导率提高热导率是影响相变储热效果的重要因素之一。
为了提高热导率,在设计新型相变储热材料时需要考虑以下几个方面:增加导热介质的比例、优化导热介质的形态、改善导热界面等。
通过这些方法,可以显著提高相变储热材料的热导率,提高储热效果。
相变温度调控相变温度是相变储热材料的重要性能指标之一。
随着应用领域的不同,对相变温度的要求也各不相同。
相变温度的调控成为改善相变储热材料性能的关键。
通过添加适量的添加剂、调整材料组成等方法,可以实现对相变温度的精确调控。
循环稳定性提高循环稳定性是评价相变储热材料可靠性的重要指标之一。
在实际应用中,相变储热材料需要经历多次充放热循环。
为了提高循环稳定性,需要优化材料结构、改善相变过程中的应力分布、增加材料表面涂覆等。
相变材料及其在温室中的应用

CaCl2·6H2O
Na2SO4·10H2O
2.2有机相变蓄热材料
有机相变蓄热材料主要包括:高分子类相变材料、 脂肪酸、醇类相变材料。
石蜡
作为相变蓄热材料的工业级石蜡是很多碳氢化合物的混合 体,其相变温度可调,且温度范围宽泛,熔点从23~67℃不等, 是有机储热材料中应用最广的相变材料。石蜡相变潜热高,几 乎没有过冷现象、自成核、熔化时蒸汽压力低、不易发生化学 反应且化学稳定性较好、没有相分离和腐蚀性(可以用金属容 器封装);它还可与支撑材料形成定形相变材料,使其在围护 结构中的应用具有广阔的前景。石蜡的缺点主要是导热系数低, 可能有渗出现象。
相变材料按相变形式分为液-气、固-气、液-液、固-液、 固-固 5种,固-气或液-气变化材料由于相变时体积变化过 大而难以应用于实际,只有固-液、固-固有应用价值 。美 国 Dow化学公司对近两万种相变材料进行了测试,发现 只有1%的相变材料可进一步研究。适合作为温室储热的 相变材料更是少之又少。(?)
右图为采用原位聚合法用三聚氰胺甲醛树脂包覆一种相 变点为24℃相变材料A制得的相变储热微胶囊。
1、对温室相变储热材料的要求:
PCMs 的相变温度必须在植物生长的适宜温;
潜热值大、体积膨胀率小;
PCMs 不能从容器中外泄、长期循环不变质、与建材要相
容;
能在恒定温度下融化及固化,不发生过冷和相分离现象; 具有化学稳定性和低降解性质; 不腐蚀、无毒、非燃、不爆炸; 经济性好。
2、相变材料分类
CaCl2·6H2O的相变温度约在 26~29℃,熔解热为190 kJ/kg,不易分解,价格低,易得,安全无毒。 CaCl2·6H2O 有严重的过冷问题(其过冷度达 20℃)和对湿度的敏感性, 对应用不利。
相变储能材料的分类和选择课件

寿命与维护
考虑相变储能材料的寿命以及维护成本,以确 保总体成本效益。
回收利用
评估相变储能材料的可回收性和再利用价值,以降低总体成本。
根据环境因素选择
环境温度
01
根据应用环境温度选择相变储能材料,以确保在高温或低温环
境下仍能正常工作。
安全性
02
考虑相变储能材料的安全性,包括无毒、不易燃等特性,以确
保使用安全。
相变储能材料的分类
根据相变类型,相变储能材料可分为固-固相变、固-液相变 和液-气相变等类型。
根据原材料,相变储能材料可分为无机类、有机类和复合类 等类型。
相变储能材料的应用领域
建筑节能
利用相变储能材料储存和调节建筑物的热量,提高建 筑物的能效和舒适度。
工业余热回收
利用相变储能材料回收工业过程中的余热,提高能源 利用效率。
研究具有长寿命的相变储能材料, 提高储能系统的稳定性和可靠性。
制备工艺的改进
低成本制备工艺
开发低成本、高效的相变储能材料制备工艺,降低生产成本,促 进大规模应用。
环保制备工艺
采用环保、可持续的制备工艺,减少对环境的负面影响。
定制艺。
应用领域的拓展
新能源储存
利用相变储能材料的特性,储存太阳能、地热能等新 能源,实现能源的有效利用。
02
相变储能材料的分类
按照化学性质分类
无机相变材料
无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐和金属等。这类材料具有较高的相变潜热和稳定性,但导热性能较 差,通常需要添加导热剂。
有机相变材料
有机相变材料主要包括石蜡、高分子化合物等。这类材料具有较低的相变潜热和较高的密度,但导热性能较好, 易于加工和循环使用。
相变材料的储热

相变材料的储热摘要:热能储存可以通过蓄热材料的冷却、加热、熔化、凝固。
气化、化学反应等方式实现。
它是一种平衡热能供需和使用的手段。
热能储存按储热方式可分为三类,即显热储能、潜热储能和化学反应储热。
关键词:相变;储热;复合材料;引言:相变材料(PCM)在其本身发生相变的过程中,可以吸收环境的热(冷)量,并在需要时向环境放出热(冷)量,从而达到控制周围环境温度的目的。
相变储能技术通过相变材料相变时吸收或放出大量热量以达到能量存储的目的,是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。
正文一、相变储热材料应用的意义当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。
开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。
发展热能存储技术尤为重要,热能存储就是把通过一定的方式把占时应用不到应用不完的多余的热和废热存储起来,适时还可以另作他用。
该技术在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、气废热和余热的回收利用、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。
二、相变储能材料分类及材料的选择1、相变储热材料的分类(1)从材料的化学组成来看,主要分为无机相变材料和有机相变材料。
无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等无机物。
与无机类相变储能材料相比,有机类相变储能材料具有无过冷及析出,性能稳定,无毒,腐蚀等优点。
其中石蜡类相变潜热量大、相变温度范围广、价格低,所以在相变储能材料的研究使用中受到广泛的重视。
但石蜡类相变储能材料热导率较低,也限制了其应用范围。
为有效克服石蜡类有机化合物相变储能材料的缺点,同时改善相变材料的应用效果及拓展其应用范围,复合相变储能材料应运而生。
复合相变材料由较稳定的有机化合物和具有较高导热系数的无机物颗粒制备而得,因而复合相变材料具有稳定的化学性质,无毒无腐蚀性或毒性和腐蚀性小。
同时它的导热能力较有机物有较大的改善。
(2)从蓄热过程中材料相态的变化方式来看,分为固-液相变、固-固相变、固-气相变和液-气相变四类。
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目前对国内外相变材料(!"#$%&’"()*%+,(-%./(0,!’,)储热性能的研究越来越多,相变材料有独特的潜热性能:它在其物相变化过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量从而达到热量储存和释放的目的。
利用此特性不仅可制造出各种提高能源利用率的设施,同时由于其相变时温度近似恒定,可以用于调整控制周围环境的温度,并且可以多次重复使用123。
从现在应用普遍程度来看,相变储热材料主要使用的是固液相变储热材料和固固相变储热材料。
固液相变材料主要优点是价廉易得。
但是固液相变储热材料存在过冷和相分离现象,会导致储热性能恶化,易产生泄露、污染环境、腐蚀物品、封装容器价格高等缺点。
固固相变材料在发生相变前后固体的晶格结构改变而放热吸热143,与固液相变材料相比,固固相变材料具有更多优点:可以直接加工成型,不需容器盛放。
固固相变材料膨胀系数较小,不存在过冷和相分离现象,毒性腐蚀性小,无泄露问题。
同时组成稳定,相变可逆性好,使用寿命长,装置简单。
固固相变材料主要缺点是相变潜热较低,价格较高153&。
67&相变储热材料的分类686&固—液相变储热材料68686硫酸钠类硫酸钠水合盐(9(:;<=>?:<)的熔点5:8=’,溶解潜热:@A8BCD*,它具有相变温度不高、潜热值较大两个优点。
硫酸钠类储热剂不仅储热量大,而且成本较低,温度适宜,常用于余热利用的场合。
然而十水硫酸钠在经多次熔化—结晶的贮放热过程后,会发生相分离,为了解决这个问题,可加入防相分离剂1=3。
6868:醋酸钠类三水醋酸钠的熔点是@B8:’,熔解热:@A8BCE*,属于中低温储热材料。
三水醋酸钠作为储热材料,其最大的缺点是易产生过冷,使释热温度发生变动,通常要加入防过冷剂1=3。
为防止无水醋酸钠在反复熔化—凝固可逆相变操作中析出,还要加入明胶、树胶或阳离子表面活性剂等防相分离剂。
6868577氯化钙类氯化钙的含水盐(F(F0:·G?:<)熔点为:H’,溶解热6BACE*,是低温型储热材料。
氯化钙的含水盐的过冷非常严重,有时甚至达A’时其液态熔融物仍不能凝固。
常用的防过冷剂为I(;、F(?J<=、F(;<=、F((<?):及某些碱土金属过渡金属的醋酸盐类等。
此类水合盐熔点接近于室温,无腐蚀、无污染,溶液是中性,所以最适合于温室、暖房、住宅及工厂低温废热的回收。
6K6L=磷酸盐类磷酸氢二钠的十二水盐(9(:?!<=·6:?:<)的熔点为5@’,溶解热:A@CE*,是一种高相变储热材料。
它的过冷温差较大,凝固的开始温度通常为:6’。
一般可利用粉末无定形碳或石墨、分散的细铜粉、硼砂以及F(;<=、F(F<5等无机钙盐作为防过冷剂。
这类储热剂较适合于人体的应用,在太阳能储热、热泵及空调等使用系统中也经常得到应用。
以上为无机固液相变材料,下面介绍两种常见有机相变储热材料。
6868@7石蜡石蜡在室温是一种蜡状物质,熔解热为55G7CE*。
它是固体石蜡烃的混合物,主要含直链碳氢化合物,仅含少量支链。
石蜡有良好的储热性能,有较宽的熔化温度范围,较高的熔化潜热,相变较迅速,可自身成核1@3,过冷可忽略,化学性质稳定,无毒、无腐蚀性。
此外,石蜡价廉、资源丰富、耐用,日常生活中应用较为广泛。
6868G7脂肪酸类脂肪酸的熔解热与石蜡相当,过冷度小,有可逆的熔化和凝固性能,是很好的相变储热材料。
但价格较高,约为石蜡的:(:8@倍,如大量用于储热,成本会偏高。
68:77固一固相变储热材料68:86多元醇这一类相变材料主要有季戊四醇(!M)、:>二羟甲基—丙醇(!N)、新戊二醇(9!N)等。
低温时,它们具有相变储热材料的种类、应用及展望王志强曹明礼龚安华苏青青(武汉理工大学资环学院,=5AAOA)摘要介绍了相变材料的种类以及在国内外的应用,并指出相变储热材料的研究方向和未来的发展趋势。
关键词相变材料建筑应用高对称的层状体心结构,同一层中的分子以范德华力连接,层与层之间的分子由!"—形成氢键连接。
当达到固固相变温度时,将变为低对称的各向同性的面心结构,同时氢键断裂,分子开始振动无序和旋转无序,放出氢键能。
若继续升温,则达到熔点而熔解为液态。
多元醇的相变温度较高,很大程度上限制了其实用。
为了得到较宽的相变稳定范围,满足各种情况下对储热温度的相应要求,可将多元醇中两种或三种按不同比例混合#$%,调节相变温度,也可以将有机物与无机物复合,以弥补二者的不足。
&’(’(高分子类这类相变材料主要是指一些高分子交联树脂。
如交联聚烯烃类、交联聚缩醛类和一些接枝共聚物。
如纤维素接枝共聚物、聚酯类接枝共聚物、聚苯乙烯接枝共聚物、硅烷接枝共聚物。
目前使用较多的是聚乙烯。
聚乙烯价廉,易于加工成各种形状,表面光滑,易于与发热体表面紧密结合,导热率高,且结晶度越高其导热率也越高。
尤其是结构规整性较高的聚乙烯,如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯等,具有较高的结晶度,因而单位重量的熔化热值较大。
&’(’)层状钙钛矿层状钙钛矿是一种有机金属化合物。
它被称为层状钙钛矿是因为其晶体结构是层型的,与矿物钙钛矿的结构相似。
纯的层状钙钛矿以及它们的混合物在固—固转变时有较高的相变焓(*(’&*$+,-+.),转变时体积变化较小(/0’&10),适合于高温范围内的储能和控温使用。
由于其相变温度高、价格较贵,较少使用。
(22相变储热材料的应用(’&太阳能供暖系统上的应用相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多项优势,非常适合于太阳能供暖系统储热,以替代传统的取暖设备。
组合式相变储热单元换热器为方形结构,主要由钢板、折流板、高密度聚乙烯管组成。
内部结构由)个区构成,每个区内都有几十根高密度聚乙烯管,管外径(/33,壁厚&’(33,相变储热材料用石蜡封装在管内,每根管内都留有/0’&10的空余空间,用来避免储热材料受热膨胀将管胀裂。
)个区内的石蜡相变点温度值是不相同的,沿高温水流动方向依次降低,根据实际需要,各区之间相差(’/(’/’/(。
每个区内各有(块折流板,用以增加流体的扰动,提高换热效果#4%,这种供暖系统在实际中已有应用。
(’(太阳能热水系统上的应用为了弥补太阳能受气候影响的缺陷,并降低运行费用,在低谷电时段运行电锅炉储热,被锅炉加热的高温热水循环流过储热水箱,储热水箱内的相变材料由固态变成液态,吸收大量的热;当连续阴雨天太阳能水箱温度无法达到设定温度时启动循环水泵,相变储热水箱开始放热,相变材料由液态变成固态,放出大量的热,使太阳能水箱内水温升高。
同常规热水箱比较,相变储热水箱储存等量的热量可以缩小体积/10同时减少散热面积,而且放热过程平稳#5%,优点十分明显。
(’)热泵干燥机组中的应用热泵干燥既能节约能量又可提高产品的质量。
当干燥温度满足干燥要求后,热泵干燥机组往往通过排放掉一部分热量来维持干燥温度的稳定,这样降低了热泵干燥的能源利用效率#6%2。
利用相变材料(相变温度为/1’/((的切片石蜡)相变热效应,回收这部分能量,而且又在机组需要热量时将贮存的能量释放给干燥空气,实验结果证明相变材料在热泵干燥机组中的应用具有明显的节能潜力。
(’*工业加热过程的应用在工业加热设备的余热利用系统中,传统的储热器通常是采用耐火材料作为吸收余热的储热材料,由于热量的吸收仅仅是依靠耐火材料的显热容变化,这种储热室具有体积大、造价昂贵、热惯性大、输出功率逐渐下降等缺点,在工业加热领域难以普遍应用。
相变储热系统是一种可以替代传统储热器的新型余热利用系统,它主要利用物质在固液两态变化过程中潜热的吸收和释放来实现热能的贮存和输出,潜热与显热容相比较不仅包含有更大的能量,而且潜热的释放是在恒定温度下进行。
与常规的储热室相比,相变储热系统体积可以减少)10’/10,因此,利用相变储热系统替代传统的储热器,不仅可以克服原有蓄热器的缺点,使加热系统在采用节能设备后仍能稳定地运行,而且有利于余热利用技术在工业加热过程的广泛应用#&1%。
(’/医药工业中的应用许多医疗电子治疗仪要求在恒温条件下使用,这样就需要利用温控储热材料来调节,使仪器在允许的温度内工作。
日本有专利报导用78(9!*·&1"(!和:.9!*·4"(!的混合物作为相变材料用于仪器室的控温,可使室温保持在(/(左右#&&%。
也可将特种仪器埋包在用相变材料制成的热包中,来维持仪器使用的温度。
近年来国内市场有种热袋,相变材料是水合盐,相变温度//(左右,利用一块金属片作为成核晶种材料,当用手挤压金属片时,使它的表面成为晶体生长中心,从而结晶放热,再配备某些具有活血作用的中药袋,从而达到理疗的作用,对于治疗类风湿等疾病具有一定的疗效。
!"#现代农业中的应用温室在现代农业中举足轻重,它在克服恶劣的自然气候、拓展农产品品种、提高农业生产效率等方面具有重要的价值。
温室的核心是控制适宜农作物生长的温、湿度环境,在这方面相变材料大有用武之地。
将相变材料用于农业中温室的研究开始于上世纪的$%年代。
最先采用的相变材料为&’&(!·#)!*,随后又先后尝试了+’,*-·.%)!*、石蜡等。
研究结果表明:相变材料不仅能为温室储藏能量,还具有自动调节温室内湿度的功能,能够有效节约温室的运行费用和能耗。
!"/纺织行业中的应用在纺织服装中加入相变材料可以增强服装的保暖功能,甚至使其具有智能化的内部温度调节功能0.!1。
根据使用要求可以生产具有不同的相变温度的产品,如用于严寒气候的-.级纤维的相变温度在#2’$2(34(.$"5’!6"-)),用于运动服装的-5级纤维的相变温度在6%’..%(3(5!"!’-5"5))。
相变储能纤维的智能调温机理是:当人体处于剧烈活动阶段会产生较多的热量,利用相变材料将这些热量储藏起来,当人体处于静止时期,相变材料储藏的热量又会缓慢地释放出来,用于维持服装内的温度恒定。
!"$相变储能复合材料在电子行业中的应用近年来随着电子设备向高速、小型、高功率等方向发展,集成电路的集成度、运算速度和功率迅速提高,导致集成块内产生的热量大幅度增加。
如果集成块产生的热量不能及时扩散,将使集成块的温度急剧上升,影响其正常运行,严重的还可能造成集成块烧坏。
而如果在集成块上应用相变材料,可以有效缓解其过热问题。
因为相变材料在其发生相变过程中,在很小的温升范围内,吸收大量热量,从而降低其温度上升幅度。