太陽能熱利用儲(chǔ)能材料的研究

1、 本文由yoga_jay貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 2007 國外建材科技 年 第 28 卷 第 5 期 太陽能熱利用儲(chǔ)能材料的研究 郭成州 ,黎錦清 ( 葛洲壩股份有限公司水泥廠 ,荊門 448032) 性能及其應(yīng)用 。在實(shí)際應(yīng)用中 ,儲(chǔ)熱材 摘 : 要 綜述了目前國內(nèi)外儲(chǔ)熱材料的研究現(xiàn)狀 ,介紹了儲(chǔ)熱材料的分類 、 料節(jié)能效果明顯 ,可降低運(yùn)行費(fèi)用 。 儲(chǔ)熱 ; 相變材料 ; 熱能儲(chǔ)存 ; 節(jié)能 關(guān)鍵詞 : Research and Applications of Thermal Storage Materials GU O

2、Cheng2z hou , L I Ji ng2qi n ( The Cement Plant of Ge Zhou Ba , Jingmen 448032 , China) Abstract : This paper reviews t he progress of study and applications of t hermal storage materials at home and broad and describes t heir classifications and performance. The t hermal storage materials have rema

3、rkable energy - saving effect and can cut down t he expenditure when t hey are used. t phase change materials ; heat energy storage ; saving energy Key words : hermal storage ; 世紀(jì) 70 年代 ,全球爆發(fā)了 20 “能源危機(jī)”各國 , 都開始致力于新能源的開發(fā)和利用 。有關(guān)人士指 出 ,本世紀(jì)的能源開發(fā)應(yīng)走多元化戰(zhàn)略 ,大力開發(fā)水 電、 核能 、 太陽能 、 風(fēng)能 、 生物能等再生資源 , 以減少 對(duì)石油 ,煤炭的依賴

4、 ,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展 。 與其他能源相比 , 太陽能具有如下若干明顯的 1 優(yōu)越性 : 1) 儲(chǔ)量的 “無限性” 。太陽能每秒向太空放射的 能量約為 3. 8 × 023 kWh ,是目前全球能耗的數(shù)萬 1 倍 。相對(duì)于常規(guī)能源儲(chǔ)量來說 , 太陽能的儲(chǔ)量幾乎 是 “無限的” 取之不盡 、 , 用之不竭 。2 ) 存在的普遍 性 。相對(duì)于其它形式能源來說 , 太陽能對(duì)于地球上 絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性 , 可就地取用 。這 就為常規(guī)能源缺乏的國家和地區(qū)解決能源問題提供 了美好前景 。3 ) 利用的清潔性 。太陽能像風(fēng)能 、 潮 汐能等其他潔凈能源一樣 ,其開發(fā)利用時(shí) ,幾乎不產(chǎn)

5、 生任何二次污染 。4) 開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性 。在目前的技術(shù) 水平下 ,太陽能的開發(fā)利用不僅是可能的而且是可 行的 。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和突破 , 從中長期 角度看 ,太陽能的開發(fā)利用將具有顯著的經(jīng)濟(jì)性 。 鑒于上述特性 , 太陽能必將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 18 換中擔(dān)綱重任 , 成為理想的替代能源 。目前全世界 都在研究太陽能熱發(fā)電系統(tǒng) , 由于太陽能對(duì)地球能 量的輸送存在時(shí)間性 , 所以在太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中 一個(gè)重大的難題便是如何在夜間和陰雨等無太陽直 接照射的情況下進(jìn)行發(fā)電 。這就需要將太陽能用適 當(dāng)?shù)姆绞絻?chǔ)存起來 ,再在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑵淙〕隼?。 目前最好的辦法就是用太陽能直接加熱傳熱媒體

6、, 在通過傳熱媒體將熱量傳給儲(chǔ)熱容器 ; 在適當(dāng)?shù)臅r(shí) 候再由傳熱媒體將熱量從儲(chǔ)熱容器中取出利用 , 進(jìn) 行發(fā)電 。 目前應(yīng)用最多的是熔融鹽等相變材料進(jìn)行儲(chǔ) 224 熱 ,其大多應(yīng)用于低溫的建筑領(lǐng)域 , 而作為高溫 使用時(shí) ,尤其是作為熱發(fā)電用時(shí) , 有一個(gè)致命的缺 點(diǎn) ,即熔融鹽等相變材料對(duì)熱交換管道和儲(chǔ)熱容器 有著極強(qiáng)的腐蝕性 , 這就縮短了材料的使用壽命和 電廠運(yùn)行成本 。為解決這個(gè)問題 ,美國 、 德國和西班 牙等國均在研究其他儲(chǔ)熱方式 , 如改性混凝土儲(chǔ)熱 529 研究 ,希望能降低發(fā)電廠的發(fā)電成本 。本文對(duì)儲(chǔ) 熱材料進(jìn)行闡述 , 對(duì)高溫用熱發(fā)電用的新型混凝土 的應(yīng)用進(jìn)行展望 。 20

7、07 國外建材科技 年 第 28 卷 第 5 期 1 儲(chǔ)熱材料研究現(xiàn)狀及分析 儲(chǔ)熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重 要技術(shù) ,可用于解決熱能供給與需求之間的配給矛 盾 ,在太陽能利用 、 電力的 “移峰填谷” 廢熱和余熱 、 的回收利用以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng) 域具有廣泛的應(yīng)用前景 , 目前已成為世界范圍內(nèi)的 10212 研究熱點(diǎn) 。 現(xiàn)行的儲(chǔ)熱方式主要有 : 顯熱 ,潛熱 ( 相變) 和化 學(xué)反應(yīng)熱儲(chǔ)熱 3 種方式 。顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)發(fā)展最早 、 最為成熟儲(chǔ)熱裝置的運(yùn)行和管理也較為方便 ; 潛熱 儲(chǔ)熱密度較高 ,而且儲(chǔ) 、 放熱過程近似等溫 , 特別是 13217 固液相變儲(chǔ)熱 ,

8、 儲(chǔ)熱系統(tǒng)效率較高 , 體積較小 ; 化學(xué)儲(chǔ)熱是利用可逆化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱來進(jìn)行儲(chǔ)熱 的 ,這種儲(chǔ)熱方式雖然具有儲(chǔ)熱密度大等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn) , 但技術(shù)復(fù)雜并且使用不便 ,對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備要求較高 , 13 目前僅在少數(shù)領(lǐng)域受到重視 。 目前 ,化學(xué)儲(chǔ)熱主要用在蓄電池上 。蓄電池作 為一種儲(chǔ)熱設(shè)備 , 具有電壓穩(wěn)定 、 供電可靠 、 移動(dòng)方 便等優(yōu)點(diǎn) ,應(yīng)用前景非常廣闊 : 在供電系統(tǒng) , 交通工 另一方面 ,潛熱蓄熱作為發(fā)展中的技術(shù) ,由于自身的 幾項(xiàng)操作上的優(yōu)點(diǎn)最近已被發(fā)現(xiàn)有很好的前景 。 1. 1 儲(chǔ)熱材料的性能要求 根據(jù)儲(chǔ)熱材料的使用特點(diǎn) ,無論它屬于哪一類 , 材料 熔點(diǎn) 0 ( cm 密度 g?

9、 - 3 ) 1. 0 3. 0 一般都要滿足以下幾點(diǎn)要求 : 1) 儲(chǔ)熱密度大 : 對(duì)顯熱儲(chǔ)熱材料要求材料的熱 容大 ; 對(duì)潛熱儲(chǔ)熱材料要求相變潛熱大 ; 對(duì)于化學(xué)反 應(yīng)儲(chǔ)熱材料要求反應(yīng)的熱效應(yīng)大 。 2) 穩(wěn)定性好 : 對(duì)單組分材料要求不易揮發(fā)和分 解 ; 對(duì)多組分材料 , 要求各組分間結(jié)合牢固 , 不能發(fā) 生離析現(xiàn)象 。 3) 無毒 、 無腐蝕 、 不易燃易爆 ,且價(jià)格低廉 。 4) 導(dǎo)熱系數(shù)大 ,能量可以及時(shí)的儲(chǔ)存或取出 。 5) 不同狀態(tài)間轉(zhuǎn)化時(shí) ,材料體積變化要小 。 6) 合適的使用溫度 。 1. 2 儲(chǔ)熱材料的分類 如前所述 , 又可根據(jù)儲(chǔ)熱過程不同將儲(chǔ)熱材料 分為顯熱儲(chǔ)熱材料

10、 ,相變材料 、 化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱材料 3 大類 。其中 ,相變材料包括 : 固2液相變 、 液2氣相變 、 固2氣相變和固2固相變材料 4 類 。 1. 2. 1 顯熱式儲(chǔ)熱材料 顯熱儲(chǔ)熱材料主要是利用物質(zhì)的熱容量 , 通過 溫度的升高或降低進(jìn)行能量的儲(chǔ)存和釋放 。顯熱儲(chǔ) 熱材料使用簡單安全 ,壽命較長且成本很低 ,但其缺 點(diǎn)是儲(chǔ)熱密度較小 , 并且儲(chǔ)熱或放熱時(shí)不能恒溫 。 這種儲(chǔ)熱材料式人們開發(fā)利用最成熟的儲(chǔ)熱材料 , 最初的儲(chǔ)熱材料就是利用物質(zhì)的顯熱來儲(chǔ)存太陽 能 ,如水 、 巖石和耐火泥等比熱較大的物質(zhì)都是較理 想的顯熱儲(chǔ)熱材料 ,他們在維持地球溫度平衡 、 熱水 資源利用等方面起了很大的

11、作用或得到廣泛的應(yīng) 用 。表 1 給出了幾種顯熱儲(chǔ)熱材料的熱物性能參 數(shù)。 具 ,航天 ,通訊設(shè)備 ,電子產(chǎn)品上使用的比較多 ,在建 筑采暖上并沒有作為熱源的先例 。 考慮到當(dāng)今的不同應(yīng)用 ,就像供暖和熱水生產(chǎn) , 顯熱和潛熱蓄熱是蓄熱的兩大主要蓄熱技術(shù) 。水和 13 巖石的顯熱蓄熱目前處于一個(gè)高度發(fā)達(dá)的階段 。 表1 顯熱儲(chǔ)熱材料的熱物性能 ( ( K 比熱 J ?g? ) 4. 18 1. 0 - 1 ) ( ( 導(dǎo)熱系數(shù) W?m? ) K 0. 57 4. 56. 0 1. 55. 0 1. 01. 5 - 1 ) ( 容積熱容量 kJ ? - 3 ? - 1 ) m K 4 010 3

12、 000 1 6002 300 2 350 水 ( 1 atm) MgO ( 90 %) 1 700 - 巖石 1. 92. 6 2. 12. 6 0. 8 - 0. 9 1. 0 耐火泥 目前 ,引人注目的幾種顯熱儲(chǔ)熱材料 : 太陽池 、 土壤 、 地下蓄水層 、 溫度分層型儲(chǔ)熱水槽 、 、 磚石 水泥 及將 Li2 O 與 Al2 O3 、 2 、 2 O5 、 2 等混合高溫 TiO B ZrO 燒結(jié)成型的顯熱儲(chǔ)熱材料 。 流體儲(chǔ)熱中 ,水作為儲(chǔ)熱介質(zhì) ,主要是用在居民 的日常生活熱水 ,及冬季主要用于供暖 ; 油作為儲(chǔ)熱 介質(zhì) ,有用于粘油儲(chǔ)熱的太陽能油庫的采暖上 ; 融巖 儲(chǔ)熱主要用

13、在航天器的太陽能儲(chǔ)熱上 。 固體儲(chǔ)熱已在鍋爐 、 電廠中得到應(yīng)用 。鎂橄欖 石 ( 2MgO ? 2 ) , 鐵橄欖石 ( FeSO4 ) 的比熱和容重 SiO 較大 , 有較高的導(dǎo)熱系數(shù) , 適于作儲(chǔ)熱材料 。巖石 、 小鵝卵石用于民用太陽能熱水器 , 儲(chǔ)熱溫度達(dá) 100 ; 用于工業(yè)儲(chǔ)熱 ,溫度達(dá) 1 000 。 1. 2. 2 相變式儲(chǔ)熱材料 相變材料與顯熱儲(chǔ)熱材料相比 , 它的儲(chǔ)熱密度 至少高出一個(gè)數(shù)量級(jí) , 能夠通過相變在恒溫條件下 19 2007 國外建材科技 年 第 28 卷 第 5 期 吸收或釋放大量的熱能 ,它也能儲(chǔ)存顯熱 ,但因溫度 變化小 ,這部分顯熱與相變潛熱相比是很小

14、的 。相 變材料有固2液相變 、 液2氣相變 、 固2氣相變和固2固 相變材料 4 大類 , 但是由于液2氣和固2氣相變過程 中有著大量氣體產(chǎn)生 ,體積變化很大 ,對(duì)容器的要求 很高 ,故在實(shí)際中應(yīng)用很少 。固2液和固2固相變材 料式目前研究最多 。最廣 , 也是最成熟的兩大類儲(chǔ) 熱材料 。 1) 固2液相變材料 固2液相變材料主要包括水和鹽 、 無機(jī)鹽 、 金屬 或合金 、 部分有機(jī)物等 。 ( 1) 水和鹽 它的使用溫度一般在 100 以下 (見表 2) , 式中低溫相變材料中目前較為廣泛的一 類 。無機(jī)水和鹽具有較高的潛熱和較大的體積儲(chǔ)熱 密度 、 固定的熔點(diǎn) ( 實(shí)際是結(jié)晶水脫出的溫度

15、 , 脫出 結(jié)晶水是鹽溶解而吸熱 , 降溫時(shí)發(fā)生逆過程吸收結(jié) 晶水放熱) 、 良好的導(dǎo)熱性能 、 無毒性 ,且大多式化工 副產(chǎn)品 ,價(jià)廉易得 。其缺點(diǎn)是過冷度大 、 易發(fā)生晶液 分離和熱性能的嚴(yán)重衰減等 。解決過冷度的方法主 要有 : 加微粒結(jié)構(gòu)與鹽類結(jié)晶物類似的成核劑 、 攪拌 法、 冷指法等 ; 解決晶液分離的方法有 : 攪拌法 、 淺盤 容器法 ,增稠 ( 懸浮) 劑法 、 額外水法等 。 (2) 無機(jī)鹽 這是一類使用溫度較高的相變材 料 ,從 1001 000 以上 ,其相變潛熱很高 ,特別是 Li 、 、 等第一主族元素的化合物 , 潛熱最高可超 Na K 過 1 000 kJ (

16、見表 3 ) , 但是鋰鹽的價(jià)格很昂貴 。 kg 具有高性價(jià)比的無機(jī)鹽有 NaCl 、 、 、 2 SO4 、 NaF KCl Na Na2 CO3 等 。另外 , 可以根據(jù)需要將各種無機(jī)鹽制 成混合鹽或共晶鹽 , 得到所需溫度的高儲(chǔ)熱密度相 變材料 。無機(jī)鹽固2液相變材料 ( 如 :Li F 、 ) 目前 NaF 已經(jīng)在空間太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用 。 表2 幾種水和鹽相變材料的熱物性能 材料 KF? H2 O 4 Na2 CO3 ? H2 O 10 Na2 S2 O3 ? H2 O 5 NaOAc? H2 O 3 N H4 Al ( SO4 ) 2 ? H2 O 12 熔點(diǎn) 18. 5

17、33 50 58. 5 94. 5 ( g 潛熱 J ? ) 231 247 201 226 259 - 1 ( cm 密度 g? - 3 ) ( ( K 比熱 J ?g? ) - 1 ) 固 液 固 液 1. 45 1. 46 1. 75 1. 45 1. 64 1. 45 - 1. 84 1. 88 1. 48 2. 79 2. 39 3. 34 2. 41 - 1. 67 1. 28 - 1. 706 3. 05 表3 幾種無機(jī)鹽相變材料的熱物性能 材料 LiF NaF NaCl Na2 SO4 KCl 33. 4LiF 5NaF 1MgF2 49. 17. 熔點(diǎn) 848 995 891

18、 884 776 650 ( cm 密度 g? - 3 ) 2. 295 2. 558 2. 165 2. 779 1. 984 - 表4 幾種有機(jī)相變材料熱物性 ( cm 密度 g? - 3 ) ) 0. 7500. 782 ( 70 ) 0. 886 ( 40 ) 0. 847 ( 40 ) 0. 941 ( 40 材料 石蠟 癸酸 熔點(diǎn) - 87. 9 31. 5 62. 5 70. 7 ( g 潛熱 J ? - 1 ) 225. 7267. 5 153 187 203 棕櫚酸 硬脂酸 ( 3) 金屬相變材料 它的優(yōu)點(diǎn)是具有非常大的 導(dǎo)熱系數(shù) ,一般高于其他儲(chǔ)熱材料的幾十倍甚至上 20

19、百倍 。此外 ,金屬相變材料還具有較大大儲(chǔ)熱密度 、 較好的熱穩(wěn)定性和較長的使用壽命等優(yōu)點(diǎn) 。金屬的 ( ( K 比熱 ( 固) J ?g? ) 1. 536 1. 114 0. 839 0. 958 0. 681 1. 14 - 1 ) ( g 潛熱 J ? - 1 ) 1 035 789 486 169. 5 346 860 ( ( 導(dǎo)熱系數(shù) W?m? ) K 0. 0120. 016 0. 149 ) 0. 165 ( 70 ) 0. 172 ( 70 - 1 ) 2007 國外建材科技 年 第 28 卷 第 5 期 良好儲(chǔ)熱特性 ,促使國內(nèi)外許多學(xué)者紛紛開始研究 金屬相變材料 ,80

20、年代以后 ,Birchnall 、 Riechman 、 張 仁元等人對(duì)金屬相變材料進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究 。 研究發(fā)現(xiàn) ,Al2Si 、 2Zn 、 2Cu 、 2Cu 等用作儲(chǔ)熱 Mg Al Mg 材料 ,性能良好 。但是金屬相變材料在相變中有液 相產(chǎn)生 ,使用時(shí)必須有容器盛裝 ,容器材料對(duì)金屬相 變來說必須是惰性的 ,且容器必須密封 ,以防止泄露 影響環(huán)境 ,造成對(duì)人員的傷害 。這一缺點(diǎn)很大程度 上束縛了金屬相變材料在世紀(jì)中的應(yīng)用 。 ( 4) 有機(jī)相變材料 主要包括石蠟 、 脂肪酸 、 聚 烯烴 等 。石 蠟 有 直 鏈 烷 烴 混 合 而 成 , 分 子 式 為 C n H2 n +

21、2 。隨著炭鏈的增長 ,熔點(diǎn)和潛熱會(huì)變大 。常 用石蠟 ( n = 12 36 ) 的熔點(diǎn)為 - 12 75. 9 , 潛熱 一般大于 200 kJ ,見表 4 。其優(yōu)點(diǎn)是潛熱大 、 kg 固體 成型好 、 不易發(fā)生過冷和相分離 、 腐蝕性較小 ; 其缺 ( 點(diǎn)有 : 導(dǎo)熱性能差 , 導(dǎo)熱系數(shù)一般低于 0. 5 W m ? K) ,體積密度和儲(chǔ)熱密度都很小 , 價(jià)格較高 , 且有些 物質(zhì)易揮發(fā) 、 易燃燒 ,容易被空氣中的氧氣緩慢氧化 而失去出熱性能 。 一般說來 , 有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料的相變溫度及相變熱隨著氣碳鏈的增長而增長 。為得到合適的相變 溫度及像變熱 ,常將幾種有機(jī)物配合形成多組分有

22、機(jī)儲(chǔ)熱材料 ,從而拓寬了這種材料的使用范圍 。 2) 固2固相變材料 固2固定形相變材料主要是通過晶體有序2無序 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變 ,進(jìn)行可逆儲(chǔ)熱和釋能 ,由于它在相變過程 中不生成液體或氣體 , 具有體積變化小 、 物過冷 、 相 分離 、 物腐蝕 、 傳熱性較好 、 性能穩(wěn)定且壽命長等優(yōu) 點(diǎn) ,是一種理想的儲(chǔ)熱材料 , 日益受到人們的重視 , 已經(jīng)逐漸成為最有應(yīng)用開發(fā)前途的一類新型功能材 料 。固 - 固相變材料目前主要有 : 多元醇 、 高密度聚 乙烯和層狀鈣鈦礦及部分無機(jī)鹽類等 。 ( 1) 多元醇 主要包括季戊四醇 ( PE) 、 新戊二 醇 ( N P G) 、 三羥甲基乙烷 ( P G)

23、 、 2N P G、 G N P G PE P 2 變?yōu)榈蛯?duì)稱的各向同性的面心結(jié)構(gòu) ,同時(shí)氫鍵斷裂 , 分子開始振動(dòng)無序和旋轉(zhuǎn)無序 , 放出氫鍵 。多元醇 的固 - 固相變的大小與該多元醇每一分子中 , 所含 的羥基數(shù)目有關(guān) 。每一分子所含羥基數(shù)越多 ,則固2 固相變熱越大 ,見表 5 。但由于多元醇易于升華 ,雖 然所發(fā)生的是固2固轉(zhuǎn)變 ,可它作為相變儲(chǔ)熱材料使 用時(shí)仍然需要容器封裝 ,而且是密封的壓力容器 。 等 。低溫時(shí) ,它們具有對(duì)稱的層狀提心機(jī)構(gòu) ,同一層 中的分子以范德華力連接 , 層與層之間的分子由 OH 形成氫鍵連接 。當(dāng)達(dá)到固 - 固相變溫度時(shí) , 將 表5 幾種多元醇的熱性

24、能 材料 分子中羥基數(shù) 個(gè) 轉(zhuǎn)變溫度 ( ( K 比熱容 J ? g? ) - 1 ) ( g 轉(zhuǎn)變焓 J ? - 1 ) 熔點(diǎn) ( cm 密度 g? - 3 ) PE 4 188 2. 84 323 260 1. 333 OG 3 81 2. 75 193 198 1. 193 NPG 2 43 1. 76 131 126 1. 046 ( 2) 聚乙烯 主要包括高密度聚乙烯 ( HDPE) 和線性低密度聚乙烯 ( LLDPE) 。價(jià)格便宜 ,易于加 工成各種形狀 ,表面光滑 ,易于與發(fā)熱體表面緊密結(jié) 合 ,導(dǎo)熱率高 ,且結(jié)晶越高其導(dǎo)熱率也越高 , 相變焓 也較高等 。因此 , 聚乙烯是一種

25、性能良好的相變材 料 ,尤其是結(jié)構(gòu)規(guī)整性較高的聚乙烯 ,如高密度聚乙 烯 ,線性低密度聚乙烯等 , 具有較高的結(jié)晶度 , 因而 單位重量的熔化熱值較大 ,但在某些使用場合下 ,略 嫌其相變溫度太高 。其具體性能見表 6 。 表6 部分聚乙烯相變溫度和相變熱 材 料 高密度聚乙烯 線性低密度聚乙烯 相變溫 度 126. 4 133. 5 轉(zhuǎn)變焓 (J ? - 1 ) g 157. 9 212. 0 ( 3) 層狀鈣鈦礦 是一種有機(jī)金屬化合物 ,因?yàn)?其晶體結(jié)構(gòu)是層型的 ,和礦物鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)相似 ,故 稱偉層狀鈣鈦礦 。純的層狀鈣鈦礦以及它們的混合 物在固2固轉(zhuǎn)變時(shí)有較高的相變焓 ( 42146

26、kJ ) , kg 時(shí)仍然很穩(wěn)定 , 通過相變點(diǎn)連續(xù) 1 000 次冷熱循環(huán) 后熱性能的可逆性仍很好 ,但是價(jià)格較貴 ,約為石蠟 的 10 倍 。 (4) 無機(jī)鹽類 主要是利用無機(jī)鹽固體狀態(tài)下 Li2 SO4 、 KHF2 、 H4 SCN 等代表性物質(zhì) ,通過它們的 N 轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化較小 ( 5 %10 %) ,在相當(dāng)高的溫度 不同種晶型的變化而進(jìn)行吸熱和放熱的 , 主要有 相變溫度較高 ,適合于高溫范圍內(nèi)的儲(chǔ)熱和控溫 ,而 中、 低溫的材料較少 ,目前在實(shí)際中的應(yīng)用也不是很 多。 1. 2. 3 化學(xué)反應(yīng)式儲(chǔ)熱材料 化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱材料就是利用可逆化學(xué)反應(yīng)過程 中的熱效應(yīng)進(jìn)行能量的儲(chǔ)存或釋放

27、 , 下式就是一種 典型的化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ) ( 釋 ) 熱過程 , H 代表所能儲(chǔ)存 的最大熱量 。 Na2 S? H2 O ( 固) + H Na2 S ( 固) + n H2 O ( 氣) n 最新研究表明 , 一些可逆化學(xué)反應(yīng)過程在儲(chǔ)熱 方面比純物理過程 ( 熱容量變化和相變) 更有效 。其 主要優(yōu)點(diǎn)不僅在于出熱量大 , 而且如果反應(yīng)過程能 21 2007 國外建材科技 年 第 28 卷 第 5 期 用催化劑或反應(yīng)物控制 , 就可以長期儲(chǔ)存熱量 。其 中 ,儲(chǔ)存低中溫?zé)崃孔钣行У幕瘜W(xué)反應(yīng)是水合 脫水 反應(yīng) ,該反應(yīng)的可逆性很好 ,對(duì)設(shè)計(jì)多用途的低中溫 儲(chǔ)熱系統(tǒng)非常有益 。但是目前研究較多的無機(jī)

28、水合 物、 氫氧化物及多孔材料均有一致命缺點(diǎn) ,就是反應(yīng) 過程中有氣體產(chǎn)生 ,故對(duì)反應(yīng)器的要求非?？量?,而 且應(yīng)用時(shí)存在的技術(shù)復(fù)雜 、 一次性投資大及整體效 率不高等缺點(diǎn) 。因以上問題 , 化學(xué)儲(chǔ)熱材料應(yīng)用領(lǐng) 域很狹窄 ,目前化學(xué)儲(chǔ)熱廣泛應(yīng)用于化學(xué)熱泵 、 化學(xué) 熱管 、 化學(xué)熱機(jī)和滅火材料等方面 。 2 ,唐黎明 . 相變儲(chǔ)熱材料研究進(jìn)展 J . 化學(xué)世界 , 戴 3 陳愛英 ,汪學(xué)英 . 相變儲(chǔ)能材料及其應(yīng)用 J . 洛陽工業(yè) 4 阮德水 ,黎厚斌 . 磷酸氫二納及其低共熔物貯熱性能研 5 阮德水 ,張?zhí)?. 水合鹽相變熱長期貯存的研究 J . 太 6 , 丁益民 . 相變儲(chǔ)能材料的研

29、究及應(yīng)用 J . 鹽 張 靜 7 Abhat A. Low Temperature Latent Heat Thermal Ener2 gy Storage J . Heat storage materials. Solar Energy , 1983 ,30 :3132332. 2632275. ( 2) :1232125. 6012609. 8 Amar M Khudhair , Mohammed M Farid. A Review on alsJ . Energy Conversion and Management ,2004 , ( 45 ) : 9 Accwrino A C , Fi

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