武海英-相变储能材料

《武海英-相变储能材料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方一、背景：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。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。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、

2、相变储能材料的定义及机理相变储能材料的英文全称为PhaseChangeMaterials，简称为PCM。相变储能材料是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质。具体相变过程为：当环境温度高于相变温度时，材料吸收并储存热量，以降低环境温度；当环境温度低于相变温度时，材料释放储存的热量，以提高环境温度。如在冬季，相变储能材料白天吸收太阳能，夜间释放热量进行供暖；在夏季，相变储能材料吸收室内余热，降低室内温度图解三、相变储能材料的组成通常，相变

3、材料是由多组份构成的，包括主储热剂、相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组份。为调节相变温度，可以采用混合相变材料，如：不同摩尔比的水合硫酸钠和水合碳酸钠，可以调节24～32℃相变点。“过冷”是指物质降温到“冷凝点”时并不结晶，而须到“冷凝点”以下一定温度时才开始结晶，致使相交温度发生波动。过冷现象与材料性质、冷却速度及杂质种类和含量有关，为防止过冷现象，常添加过冷倾向小、熔点比相变材料略高、组成和性质接近相变材料的防过冷剂。“相分离”是指在多次反复的相变过程中，常发生盐水分离，有部分盐类不

4、溶于结晶水而沉于底部，不再与结晶水结合形成分层现象，导致储能能力大幅度下降，缩短了使用周期。为此常选用增稠剂、晶体结构改变剂作为防相分离剂。为适合应用的要求，需要加入柔软剂。如硅酸钠、聚丙烯酰胺、甘油等。三、相变储能材料的分类相变材料的种类很多，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。由于后两种相变方式在相变过程中有气体产生，使得材料的体积变化很大，难以控制，但在实际应用中很少被选用。因此，固-液相变和固-固相成为重点研究对象。按照相变温度范围分为高、

5、中、低温储能材料；按照其成分又大致可分为无机物和有机物（包括高分子)储能材料。1、固-固相变材料----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方具有技术和经济潜力的固一固相变材料目前有三类，即交联高密度乙烯、层状钙钛矿和多元醇，因有较高的固一固转变热、固-固转变故不会泄漏、转变时体积变化小、过冷程度轻、无腐蚀、热效率高、寿命长等优点而

6、受到人们的重视。1、固-液相变材料（1）结晶水合盐：结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度可供选择，其通式可以表达为AB•nH2O。结晶水合盐通常是中、低温贮能相变材料中重要的一类（2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式CnH2n+2表示，短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢（3）酯酸类：酯酸类也是一种有机贮热相变材料，其分子通式为CnH2nOn，其性能特点与石蜡相似。（1）无机相变材料无机相变材料种类繁多，主要有结晶水和盐、熔融盐、金属及合金类等。这类相变材料属于中低温

7、相变材料，使用的较多的是结晶水和盐类，这类材料的优点是：熔解热大、导热系数高，相变体积小，价格便宜等，其缺点是：过冷度大、易产生相分离和老化变质等不利影响，通过加入成核剂和增稠剂可以有效的解决过冷和相分离现象。（2）有机储能材料常用的有机相变材料有：高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等，另外高分子类有：聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类以及其他的一些高分子。尿素、CnH2n+2，CnH2n02、C10H8、PE、PEG、PMA、PA

8、等。目前用的最多的有机储能材料是石蜡。这类储能材料的优点是：固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定。缺点是：导热系数小、密度小、易挥发、易燃和相变时体积变化大等。可以加入铝粉、铜粉等导热系数高的金属粉末可以解决导热系数小的缺点。无机固/液相变材料的优点为：相变潜热大，相变温度范围广(可从几摄氏度到上百摄氏度)，价格便宜，导热系数高。无机固/液相变材料的缺点为：过冷大，易析出而难以长期使用，对基体有一定的腐蚀性。常用的无机