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                                      暖风机 - 暖风机资料大全!

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                                      蓄热材料的特点和应用

                                      时间:2014-03-10 13:09来源:未知 作者:admin 点击:
                                      蓄热材料就是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度(如相变温度)下发生物相变化,并伴随着吸收或放出热量,可用来控制周围环境的温度,或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来,在需要时再把它释放出来,从而提高了能源的利用率。 从材料蓄热方式

                                      蓄热材料就是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度( 如相变温度) 下发生物相变化,并伴随着吸收或放出热量,可用来控制周围环境的温度,或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来,在需要时再把它释放出来,从而提高了能源的利用率。
                                        从材料蓄热方式看,蓄热材料一般可分为:显热型、潜热型和化学反应型3 大类。

                                      (1) 显热蓄热是通过蓄热材料的温度的上升或下降来储存热能。这种蓄热方式原理简单、技术较成熟、材料来源丰富及成本低廉,因此广泛地应用于化工、冶金、热动等热能储存与转化领域。常见的显热蓄热介质有水、水蒸汽、沙石等,这类材料储能密度低且不适宜工作在较高温度下。 

                                      (2) 潜热蓄热利用相变材料发生相变时吸收或放出热量来实现能量的储存,具有单位质量(体积)蓄热量大、温度波动小(储、放热过程近似等温)、化学稳定性好和安全性好等特点。常见的相变过程主要有固-液、固-固相变两种类型。固-液相变是通过相变材料的熔化过程来进行热量储存,凝固过程来放出热量;而固-固相变则是通过相变材料的晶体结构发生改变或固体结构进行有序-无序的转变而可逆地进行储、放热。当前正在考虑的潜热蓄热材料有:氟化物、硫酸盐、硝酸盐以及石蜡等有机蓄热材料。

                                      (3) 化学反应蓄热是利用可逆化学反应通过热能与化学热的转化来进行储能的。它在受热或冷却时发生可逆反应,分别对外吸热或放热,这样就可以把热能储存起来。其主要优点是蓄热量大,不需要绝缘的储能罐,而且如果反应过程能用催化剂或反应物控制,可长期储存热量。 

                                       根据蓄热温度范围又可分为低温、中温、高温三类

                                      (1) 低温范围——100℃以下的蓄热。低温蓄热主要用于废热回收、太阳能低温热利用及供暖空调系统。蓄热系统组成简单、成本较低,常用的蓄热材料有水、水-砂、岩石等,其中热水应用的最为广泛。在此应用温度范围内的蓄热技术基本成熟。

                                      (2) 中温范围——100~250℃的蓄热。中温PCM效率相对较低,体积和质量相对庞大,各方面要求相对也低,适合大规模应用,主要针对地面民用领域,经常作为产业的加热源,可用于化工生产、冶金、发电等场合。

                                       (3)高温范围——250℃以上的蓄热。高温蓄热常用于高温余热回收利用、热机、太阳能热发电、太阳能热解制氢、磁流体发电以及人造卫星等场合。对于回收的热能,无论数量和温度随时间变动都比较小时,可采用余热锅炉,以高温高压的水蒸气形式回收,或转换为电力或作为热源进行有效地利用。

                                      相变蓄热材料的应用

                                      相变储热的应用研究主要集中在太空太阳能动态发电系统(DSP)储热、地面太阳能的直接热利用、建筑物围护结构储热和转移电力峰值负荷、平衡电力应用

                                      的空调储热, 其次还有工业余热废热回收系统储热等。

                                          在太阳能方面的应用

                                      太阳能清洁、无污染, 而且取用方便。利用太阳能是解决能源?;闹匾揪吨?。但是到达地球表面的太阳辐射能量密度偏低, 且受到地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约, 表现出稀薄性、间断性和不稳定性等特点。为了保证供热或供电装置的稳定不间断的运行, 需要利用到相变储能装置, 在能量富裕时储能, 在能量不足时释能[6]。美国的管道系统公司(Pipe Systems Inc)应用CaCl2·6H2O作为相变材料制成储热管, 用来储存太阳能和回收工业中的余热。

                                          工业余热利用

                                      在冶金、玻璃、水泥、陶瓷等部门都有大量的各式高温窑炉,它们的能耗非常之大, 但热效率通常低于30%,节能的重点是回收烟气余热(有的热损失达50%以上) 。传统的做法是利用耐火材料的显热容变化来储热, 这种储热设备的体积大、储热效果不明显。如果改用相变储热系统, 则储热设备体积可减小30%~50%, 同时可节能15%~45%,还可以起到稳定运行的作用。

                                          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?;せ肪扯季哂邢灾?/p>

                                      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。据Athienitis A. K.[7] 等报道, 利用浸入了硬脂酯丁酯的相变墙板, 可使房间的最高温度下降4 ℃。

                                          相变储能材料在其它领域的应用

                                      相变储能材料的应用涉及面很广。选用Mg(NO3)2·6H2O作为主储热材料,MgCl2·6H2O作为添加剂调节相变温度,可以用于处理发热发电系统产生的城市废热(温度在60~100 ℃)[8]。在冷藏系统中,用主要为Na2SO4·10H2O、NH4Cl和KCl的混合物作为相变储能材料代替传统的换热体系[9],能够提高冷藏系统的性能,有利于缓解高峰制冷负荷、克服开门期间的能量损失和满足较长停电期间的制冷需要。另外相变储能材料在纺织服装[10]、温室种植[11]等领域都有应用。随着相变材料基础和应用研究的不断深入,相变材料应用的深度和广度都将不断拓展。

                                      (责任编辑:东方青燕)
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