相变式蓄热材料

相变蓄热球

基本原理：

相变蓄热是依靠物质相变过程（固－液态转化）中必须吸收或放出大量相变潜热的物理现象进行能量的存储和释放。由于单位体积的相变蓄热材料能够蓄存的能量远远大于单位体积的显热蓄能材料能够承受的范围，因此相变蓄热材料具有极大的应用范围。但合适的相变材料研发一直是全世界的热点和难点。

经过长期研究，开发出具有完全自主知识产权的中温相变蓄热材料SXC-CZ。该蓄热材料依靠物质相变过程中转移大量相变潜热，可提供79摄氏度供热平台，蓄能能力达到同体积常压水的7倍。

相变蓄热球是相变蓄热产品和相变蓄热应用工程中最基础的结构产品。它以良好的热传导材料为载体，填充锦立独有的SXC－CZ相变蓄热材料，在保持良好的相变蓄热性能的情况下，大大方便了产品的安装和工程的实施，它可广泛应用于各种蓄热产品和场所，在相同的效能下，它比取代传统的水蓄热体积将缩小7倍以上。

1． 79摄氏度的相变温度满足多种蓄热要求

2．优秀的蓄热性能，在相同体积下，蓄热能力是石蜡的3倍

3．良好的热传导性，热传导速度是石蜡10倍

4．物理性能非常稳定，可长期使用无衰减

5．标准化设计，易于蓄热产品的开发和蓄热工程中的应用基本参数：

二、

蓄热球产品说明

蓄热球又称球状蓄热体，蓄热小球具有热震稳定性好、蓄热量大、强度高、易清洗、可重复利用等优点。适用于气体及非气体燃料工业炉的蓄热球燃烧系统选用。

联盛高效蓄热球，比表面积可达到240m2/m3。众多蓄热小球将气流分割成很小流股，气流在蓄热体中流过时，形成强烈的紊流，有效的冲破了蓄热体表面的附面层，又由于球径很小，传导半径小、热阻小、密度高、导热性好，故可实现蓄热式烧嘴频繁且快速换向的要求。

蓄热球可利用20~30次/h的换向，高温烟气流经蓄热体床层后内便可将烟气降至130℃左右排放。

高温煤气和空气流经蓄热体在相同路径内即可分别预热到

仅比烟气温度低100℃左右，温度效率高达90%以上。

因蓄热小球体积十分小巧，加之小球床的流通能力强，即使积灰后阻力增加也不影响热换指标。

蓄热球具有抗氧化、抗渣性强的特点。

蓄热球主要用于冶金行业热风炉蓄能蓄热用的耐火球。蓄热球具有纯度、高强度大、热震稳定性好,使用寿命长等优点，蓄热球是一种以AL2O3、高岭土、合成骨料，莫来石晶体等材质制成。按照滚制和机压成型法两种。该产品具有强度高、抗热震性优良、更换清洗方便、使用寿命长等优点。蓄热瓷球主要有陶瓷小球、多孔圆柱瓷球、多孔圆瓷球三种，该产品具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、密度高、热阻小、强度高、蓄放热量大、导热性能好等显著优点，特别适应于空气分离设备蓄热器和钢铁厂高炉煤气加热炉作蓄热填料，该技术是通过对煤气和空气进行双预热，即使低热值的劣质

相变储热材料的制备与应用

相变储热材料的制备与应用 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 一、相变材料在国内外的发展状况 国外对相变储能材料的研究工作始于20世纪60年代。最早是以节能为目的，从太阳能和风能的利用及废热回收，经过不断的发展，逐渐扩展到化工、航天、电子等领域。近年来最主要的研究和应用集中在建筑物的集中空调、采暖及被动式太阳房等领域。国外研究机构和科研人员对蓄热材料的理论研究工作，尤其是对蓄热材料的组成、蓄热容量随热循环变化情况、相变寿命、储存设备等进行了详细的研究，在实际应用上也取得了很大进展。 相对于已经进入实用阶段的发达国家，我国在20世纪70年代末80年代初才开始对蓄热材料进行研究，所以国内相变储能材料的理论和应用研究还比较薄弱。上世纪90年代中期以来，国内研究重点开始转向有机相变材料和复合定形相变材料的研究开发。 二、相变储热材料的分类 （1）从材料的化学组成来看，主要分为无机类相变材料和有机类相变材料，而在课堂上我们主要讲解的是有机类相变材料。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)根据使用的温度不同又可以分为高、中、低温相变储热材料。一般使用温度高于100℃的相变储热材料称为高温相变储热材料。以熔融盐、氧化物和金属及其合金为主。使用温度低于100℃为中、低温相变储热材料，这类相变材料以水合盐、石蜡类、脂酸类为主，在低温类中也有利用液-气相变型的，如液氮、氦。 （3）从蓄热过程中材料相态的变化方式来看，可分为固液、固气、液气、固固四种相变。由于固气和液气两种方式相变是有大量气体产生，使材料的体积变的很大，所以实际中很少采用这两种方式。 三、相变材料的分类选择因素 （1）合适相变温度； （2）较大的相变潜热； （3）合适的导热性能；

相变式蓄热材料

相变蓄热球 基本原理： 相变蓄热是依靠物质相变过程（固－液态转化）中必须吸收或放出大量相变潜热的物理现象进行能量的存储和释放。由于单位体积的相变蓄热材料能够蓄存的能量远远大于单位体积的显热蓄能材料能够承受的范围，因此相变蓄热材料具有极大的应用范围。但合适的相变材料研发一直是全世界的热点和难点。 经过长期研究，开发出具有完全自主知识产权的中温相变蓄热材料SXC-CZ。该蓄热材料依靠物质相变过程中转移大量相变潜热，可提供79摄氏度供热平台，蓄能能力达到同体积常压水的7倍。 相变蓄热球是相变蓄热产品和相变蓄热应用工程中最基础的结构产品。它以良好的热传导材料为载体，填充锦立独有的SXC－CZ相变蓄热材料，在保持良好的相变蓄热性能的情况下，大大方便了产品的安装和工程的实施，它可广泛应用于各种蓄热产品和场所，在相同的效能下，它比取代传统的水蓄热体积将缩小7倍以上。

1． 79摄氏度的相变温度满足多种蓄热要求 2．优秀的蓄热性能，在相同体积下，蓄热能力是石蜡的3倍 3．良好的热传导性，热传导速度是石蜡10倍 4．物理性能非常稳定，可长期使用无衰减 5．标准化设计，易于蓄热产品的开发和蓄热工程中的应用基本参数： 二、 蓄热球产品说明 蓄热球又称球状蓄热体，蓄热小球具有热震稳定性好、蓄热量大、强度高、易清洗、可重复利用等优点。适用于气体及非气体燃料工业炉的蓄热球燃烧系统选用。

联盛高效蓄热球，比表面积可达到240m2/m3。众多蓄热小球将气流分割成很小流股，气流在蓄热体中流过时，形成强烈的紊流，有效的冲破了蓄热体表面的附面层，又由于球径很小，传导半径小、热阻小、密度高、导热性好，故可实现蓄热式烧嘴频繁且快速换向的要求。 蓄热球可利用20~30次/h的换向，高温烟气流经蓄热体床层后内便可将烟气降至130℃左右排放。 高温煤气和空气流经蓄热体在相同路径内即可分别预热到 仅比烟气温度低100℃左右，温度效率高达90%以上。 因蓄热小球体积十分小巧，加之小球床的流通能力强，即使积灰后阻力增加也不影响热换指标。 蓄热球具有抗氧化、抗渣性强的特点。 蓄热球主要用于冶金行业热风炉蓄能蓄热用的耐火球。蓄热球具有纯度、高强度大、热震稳定性好,使用寿命长等优点，蓄热球是一种以AL2O3、高岭土、合成骨料，莫来石晶体等材质制成。按照滚制和机压成型法两种。该产品具有强度高、抗热震性优良、更换清洗方便、使用寿命长等优点。蓄热瓷球主要有陶瓷小球、多孔圆柱瓷球、多孔圆瓷球三种，该产品具有耐高温、抗腐蚀、热震稳定性好、密度高、热阻小、强度高、蓄放热量大、导热性能好等显著优点，特别适应于空气分离设备蓄热器和钢铁厂高炉煤气加热炉作蓄热填料，该技术是通过对煤气和空气进行双预热，即使低热值的劣质

相变蓄热材料综述

相变蓄热材料综述 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

相变虚热材料综述蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“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，是世界范围内的研究热点．目前，主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热三种．显热蓄热是利用物质的温度升高来存储热量的．利用陶瓷粒、水、油等的热容进行蓄热，把已经高温或低温变换的热能贮存起来加以利用，如固体显热蓄热的炼铁热风炉、蓄热式热交换器、蓄热式燃烧器等，通常的显热蓄热方式简单，成本低，但储存的热量小，其放热不能恒温的缺点化学反应蓄热是指利用可逆化学反应的结合热储存热能．发生化学反应时，可以有催化荆，也可以没有催化剂一种高密度高能量的蓄热方式，它的储能密度一般高于显热和潜热，此种储能体系通过催化剂和产物分离易于能量长期储存．潜热蓄热（相变蓄热）是利用物质在凝固／熔化、凝结／气化、凝华／升华以及其他形式的相变过程中，都要吸收或放出相变潜热的原理来进行能量储存的技术．利用相变材料相变时单位质量（体积）潜热，蓄热量非常大能把热能贮存起来加以利用，如空间太阳能发电用蓄热器，深夜电力调峰用蓄热器，其储能比显热一个数量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点。 一相变蓄热材料的分类 根据相变种类的不同，相变蓄热一般分为四类:固一固相变、固一液相变、液一气相变及固一气相变。由于后两种相变方式在相变过程中伴随有

相变蓄热技术在热泵中的应用

相变蓄热技术在热泵中的应用 汪南，杨硕，朱冬生 （华南理工大学化学与化工学院传热强化与过程节能教育部重点实验室，广州， 510640） 摘要：本文综述了蓄热技术的研究进展及其在热泵中的应用，并重点介绍了一种相变蓄热式热泵热水器，最后对这种技术的发展进行了展望。 关键词：蓄热相变热泵热水器 0 前言 能源是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础，随着人类对能源的需求量不断增大，能源问题越来越引起人们的重视。但是，大多数能源存在间断性和不稳定性的特点，导致大量热能在时间与空间匹配上的不平衡性，从而使得一方面能源短缺，另一方面又有大量余热被白白浪费。因此，合理利用能源、提高能源利用率是当务之急。 蓄能技术就是采用适当的方式，利用特定的装置，将暂时不用的或者多余的热能通过一定的储能材料储存起来，等到需要时再利用的方法，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术。相变蓄热技术在太阳能、工业余热、废热利用以及电力调峰等方面具有很大的潜在应用优势，近年来引起了众多科研工作者的重视。 1 蓄热技术的研究进展 1983年，美国Telkes博士在蓄热技术方面做了大量工作[1]。她对水合盐，尤其是十水硫酸钠(Na2S04?10H2O)进行了长期的研究，对Na2S04?10H2O的相变寿命进行了多达1000次的实验，并预测该材料可相变2000次，并在马萨诸塞州建起了世界上第一座PCM被动太阳房。20世纪70年代早期，日本三菱电子公司和东京电力公司联合进行了用于采暖和制冷系统的相变材料的研究，他们研究了水合硝酸盐、磷酸盐、氟化物和氯化钙。在相变材料应用方面，他们特别强调制冷和空调系统中的储能。东京科技大学工业和工程化学系的Yoneda等人研究了一系列可用于建筑物取暖的硝酸共晶水合盐，从中筛选出性能较好的MgCl2?6H20和Mg(NO3)2?6H2O共晶盐(熔点59.1℃)。位于Ibaraki的电子技术实验室对相变温度范围为200～300℃的硝酸盐及它们的共晶混合物进行了研究。德国GawronK和Schroder J在对-65～0℃的温度范围内相变性能的研究后，推荐在储冷中采用NaF-H20共晶盐(-3.5℃)；在低温储热或热泵应用中采用KF?4H20；在建筑物采暖系统中，采用CaCl2?6H20(29℃)或Na2HP04(35℃)。Krichel绘制了大量PCMs的物性图表。他认为石蜡、水合盐和包合盐(elath-rate)是100℃以下储能用相变材料的最佳候选材料。 我国对蓄热相变的理论和应用也进行了广泛的研究[2-9]，中国科学技术大学从1978年开始进行相变储热的研究，陈则韶、葛新石、张寅平等人[10～12]在相变材料热物性测定和相变过程导热分析方面做了大量工作，申请了多项专利。1983年，华中师范大学阮德水等[13]对典型的无机水合盐Na2S04?10H2O

相变蓄热材料综述

相变虚热材料综述 蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“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，是世界范围内的研究热点．目前，主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热蓄热和化学反应蓄热三种．显热蓄热是利用物质的温度升高来存储热量的．利用陶瓷粒、水、油等的热容进行蓄热，把已经高温或低温变换的热能贮存起来加以利用，如固体显热蓄热的炼铁热风炉、蓄热式热交换器、蓄热式燃烧器等，通常的显热蓄热方式简单，成本低，但储存的热量小，其放热不能恒温的缺点化学反应蓄热是指利用可逆化学反应的结合热储存热能．发生化学反应时，可以有催化荆，也可以没有催化剂一种高密度高能量的蓄热方式，它的储能密度一般高于显热和潜热，此种储能体系通过催化剂和产物分离易于能量长期储存．潜热蓄热（相变蓄热）是利用物质在凝固／熔化、凝结／气化、凝华／升华以及其他形式的相变过程中，都要吸收或放出相变潜热的原理来进行能量储存的技术．利用相变材料相变时单位质量（体积）潜热，蓄热量非常大能把热能贮存起来加以利用，如空间太阳能发电用蓄热器，深夜电力调峰用蓄热器，其储能比显热一个数量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点。 一相变蓄热材料的分类 根据相变种类的不同，相变蓄热一般分为四类:固一固相变、固一液相变、液一气相变及固一气相变。由于后两种相变方式在相变过程中伴随有

大量气体的存在，使材料体积变化较大，因此尽管它们有很大的相变热，但在实际应用中很少被选用，固一固相变和固一液相变是实际中采用较多的相变类型。根据材料性质的不同，一般来说相变蓄热材料可分为:有机类、无机类及混合类相变蓄热材料。其中，石蜡类、脂酸类是有机类中的典型相变蓄热材料;结晶水合盐、熔融盐和金属及合金等是无机类中的典型相变蓄热材料。混合类又可分为:有机混合类、无机混合类及无机一有机混合类。 根据使用温度范围的不同，潜热蓄热材料（相变蓄热）又可分为分为高、中、低温三种． 1低温相变蓄热材料 低温相变蓄热材料主要有无机和有机两类无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金．结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类，具有价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性等优点．但在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素，严重影响了水合盐的广泛应用决过冷的办法主要有两种，一种是加入微粒结构与盐类结晶物相类似的物质作为成核剂．例如，Dr．Telkes经过千余次试验后发现在Na2SO。·10HzQ中加入硼酸能明显地降低过冷度；另一种是保留一部分固态相变材料，即保持一部分冷区，使未融化的一部分晶体作为成核剂，这种方法文献上称为冷指(Cold finger)法，虽然操作简单，但行之有效∞J．为了解决相分离的问题，防止残留固体物沉积于容器底部，人们也研究了一些方法，一种是将容器做成盘状，将这种很浅的盘状容器水平放臵有助于减少相分离；另一种更有效的方法是在混合物中添加合适的增稠剂，防止混合物中成分的分离，但并不妨碍

相变蓄热材料的节能分析

2019年4月 2019年第4期0引言 近年建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，其中取暖和空调能耗在建筑能耗中就占50％耀70％，相变储能节能技术亟待应用于建筑节能领域。相变储能技术是利用相变蓄热材料将一定形式的能量在特定条件下贮存、释放，应用于建筑节能领域时能有效降低室内温度的波动幅度，保证室内供热质量；同时相变蓄热材料具有热密度大、相变过程材料可以近似恒温地稳定输出热量、装置简单等优点，是目前蓄热技术研究和应用的主要方向[1]。 1建筑节能相变蓄热材料的类型和比较 1.1蓄热材料的分类1.1.1显热蓄热材料 显热蓄热材料是依靠物质本身温度的变化过程来进行热量储存，由于可采用直接接触式换热，或流体本身就是蓄热介质，因而蓄、放热过程相对比较简单，是早期应用较多的蓄热材料；由于其放热过程不能恒温，蓄热密度小，蓄热设备体积大，蓄热效率低，而且与周围环境存在温差会造成热量损失，热量不能长期储存，所以不适合长时间、大容量蓄热，限制了显热蓄热材料的进一步发展[2]。1.1.2热化学蓄热材料 热化学蓄热材料蓄热密度高、无污染，在有催化 剂、温度高和远离平衡态时热反应速度快，但反应过程复杂、技术难度高，而且对设备安全性要求高，一次性投资大，与实际工程应用尚有较大距离。1.1.3吸附蓄热材料 吸附蓄热材料的蓄热密度可高达800kJ/kg ～1000kJ/kg ，具有蓄热密度高、蓄热过程无热量损失等优点。但由于吸附蓄热材料通常为多孔材料，传热传质性能较差，而且吸附蓄热较为复杂，这是吸附蓄热材料应用的主要问题[3]。 1.1.4相变蓄热材料 相变蓄热材料是利用物质在相变过程产生的相变热来进行热量的储存和利用。与显热蓄热材料相比，相变蓄热材料蓄热密度高达200kJ/kg 以上，能通过相变在恒温下放出大量热量，且具有蓄、放热过程近似等温，过程容易控制等优点，因此相变蓄热材料是当今蓄热材料研究和应用的主流。常见的潜热蓄热材料有CaCl 2·6H 2O 、C 2H 3NaO 2·3H 2O 、有机醇等。1.2蓄热材料的选择及分析 通过对显热蓄热、相变蓄热、热化学蓄热及吸附蓄热材料的对比和分析，从经济性、热物性、化学性、储能方式等方面看，相变蓄热材料在当今世界有更好的应用前景。 2相变蓄热材料的实例应用分析 不同气候条件的地区应采用不同的相变储能方式，针对100℃以下低温余热，考虑到太原市冬季浴室蓄热系统用户端的用热需求，选定CaCl 2·6H 2O 为研究对象并对该相变材料进行了相应的热力学分析。 收稿日期：2019-01-20 第一作者简介：侯婉靖，1998年生，女，山西河津人，2020年将毕业于山西大学建筑环境与能源应用工程专业，在读本科生。 相变蓄热材料的节能分析 侯婉靖，孔令娜，王 萍，王晓东，管 磊 （山西大学动力工程系，山西太原030013） 摘要：随着现代城市供热区域不断增加，供热管网不能完全满足供热增长需求，而相变蓄热技术是缓解热量供求双 方在时间、强度及地点上不匹配和不均匀的有效方式，是合理、高效利用能源及减轻环境污染的有效途径。通过对各种余热回收相变蓄热材料进行分析研究，以浴室供暖为实例，具体分析研究了CaCl 2·6H 2O 相变材料的节能经济效益。关键词：余热回收；相变蓄热材料；节能技术中图分类号：TK02文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2019)04-0069-02 Energy-saving Analysis of Phase Change Heat Storage Materials HOU Wanjing,KONG Lingna,WANG Ping,WANG Xiaodong,GUAN Lei (Department of Power Engineering,Shanxi University,Taiyuan 030013,Shanxi,China) Abstract:With the continuous increase of heating districts in modern cities,the existing heating pipe networks cannot fully meet the heating demand growth.The phase change heat storage technology is an effective way to alleviate the mismatch and unevenn-ess of heat supply and demand in time,intensity and location,and is an effective way to rationally and efficiently use energy and reduce environmental pollution.Through the analysis and research on various waste heat recovery and phase change heat storage materials,taking a bathroom heating as an example,this paper analyzed the energy-saving and economic benefits of CaCl 2·6H 2O phase change materials in detail. Key words:waste heat recovery;phase change heat storage material;energy-saving technology （总第163期）节能减排 69··

一种新型高温复合相变蓄热材料的制备pdf

第31卷第5期2006年10月 昆明理工大学学报(理工版)Journal of Kun m ing University of Science and Technol ogy (Science and Technol ogy )Vol .31　No .5　Oct .2006 收稿日期:2005-09-09.基金项目:云南省自然科学基金重点项目(项目编号:2002C0003Z ). 第一作者简介:张兴雪(1979～),女,在读硕士生.主要研究方向:新型能源材料. 一种新型高温复合相变蓄热材料的制备 张兴雪,王华,王胜林,张翅远 (昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650051) 摘要:采用粉末烧结工艺将相变材料Na 2CO 3和基体材料Mg O 进行复合,制成一种新型高温复合相变蓄热材料.通过XRD 和TG ?DT A 分析,结果表明:由Na 2CO 3/Mg O 构成的复合相变蓄热材料具有良好的化学相容性,在845℃时出现吸热峰.通过对其蓄热密度的计算可知:制备成的蓄热材料具有蓄热密度高的特点,能够实现高温蓄热. 关键词:相变材料;高温蓄热;潜热蓄热 中图分类号:TK02文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2006)05-0017-03 Prepara ti on of a New Com posite La ten t Therma l Energy Storage M a ter i a l a t H i gh Te m pera tures ZHAN G Xi ng 2xue ,W AN G Hua,W AN G She ng 2li n,ZHAN G Ch i 2yuan (Faculty of Electric Po wer Engineering,Kun ming University of Science and Technol ogy,Kun ming 650051,China ) Abstract:A ne w type of high te mperature phase change material was obtained thr ough the powder sintering method,compounding Mg O as matrix and Na 2CO 3as phase change material .XRD analysis sho ws that the mate 2rial has g ood che m ical compatibility and TG -DT A analysis shows that an endother m ic peak arises at 845℃.Calculati ons indicate that the composite PC M is characterized by high ther mal energy st orage density and heat st orage at high te mperatures . Key words:phase change material (PC M );heat st orage at high te mperatures;latent -heat ther mal st orage 0引言 常用的高温蓄热材料可分为显热式和潜热式.显热式高温蓄热材料具有性能稳定、价格便宜等优点,但其蓄热密度低,蓄热装置体积庞大;潜热式高温蓄热材料虽然存在着高温腐蚀、价格较高等问题,但因其蓄热密度高,蓄热装置结构紧凑,而且吸—放热过程近似等温,易于运行控制和管理,因而引起人们极大的关注[1]. 在高温蓄热方面,其核心为高温蓄热介质的选择.潜热蓄热介质主要有无机盐和金属等,其中在无机盐潜热蓄热介质中以碱金属碳酸盐的效果最好,它们在温度范围、蓄热密度以及稳定性等方面都比较适宜,价格也比较低廉[2].选用Na 2CO 3与Mg O 制备相变蓄热材料,采用直接接触换热方式,不需要换热器,能减少蓄热材料用量和缩小容器尺寸,因而可以较大幅度提高蓄热系统的经济性.同时这种高温复合相变蓄热材料对提高能源利用率和开发新能源都具有重要的意义. 1实验 1.1原料的选择 无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料,在结构上是把相变材料和陶瓷基体材料纯机械性地复合在一起,相变材料的熔化和凝固过程是在陶瓷基体材料中进行,所以对相变材料和陶瓷材料的选择相当苛刻.首先保证二者在高温下有良好的化学相容性和化学稳定性;二是熔融盐与陶瓷体间要有较好的润湿特性;三是

蓄热方式

按蓄热方式来分，蓄热材料可以分为四类：显热蓄热材料、相变蓄热材料、热化学蓄热材料和吸附蓄热材料。 1、显热蓄热材料 显热蓄热材料是利用物质本身温度的变化过程来进行热量的储存，由于可采用直接接触式换热,或者流体本身就是蓄热介质，,因而蓄、放热过程相对比较简单，是早期应用较多的蓄热材料。在所有的蓄热材料中显热蓄热技术最为简单也比较成熟。 显热蓄热材料大部分可从自然界直接获得，价廉易得。显热蓄热材料分为液体和固体两种类型，液体材料常见的如水，固体材料如岩石、鹅卵石、土壤等,其中有几种显热蓄热材料引人注目,如Li2O与Al2O3、TiO2等高温烧结成型的混合材料。 由于显热蓄热材料是依靠蓄热材料的温度变化来进行热量贮存的,放热过程不能恒温,蓄热密度小,造成蓄热设备的体积庞大,蓄热效率不高,而且与周围环境存在温差会造成热量损失,热量不能长期储存,不适合长时间、大容量蓄热,限制了显热蓄热材料的进一步发展。 2、相变蓄热材料 相变蓄热材料是利用物质在相变（如凝固/熔化、凝结/汽化、固化/升华等）过程发生的相变热来进行热量的储存和利用。 与显热蓄热材料相比,相变蓄热材料蓄热密度高,能够通过相变在恒温下放出大量热量。虽然气一液和气一固转变的相变潜热值要比液一固转变、固一固转变时的潜热大,但因其在相变过程中存在容积的巨大变化,使其在工程实际应用中会存在很大困难,因此目前的相变潜热蓄热研究和应用主要集中在固—液和固—固相变两种类型。根据相变温度高低,潜热蓄热可分为低温和高温两种，低温潜热蓄热主要用于废热回收、太阳能储存以及供热和空调系统。高温相变蓄热材料主要有高温熔化盐类、混合盐类、金属及合金等,主要用于航空航天等。常见的潜热蓄热材料有六水氯化钙、三水醋酸钠、有机醇等。 潜热蓄热方式具有蓄热密度较高(一般都可以达到200kJ/kg以上)，蓄、放热过程近似等温，过程容易控制等优点，因此相变蓄热材料是当今蓄热材料研究和应用的主流。 3、热化学蓄热材料 热化学蓄热材料多利用金属氢化物和氨化物的叮逆化学反应进行蓄热，在有催化剂、温度高和远离平衡态时热反应速度快。国外已利用此反应进行太阳能贮热发电的实验研究,但需重点考虑储存容器和系统的严密性,以及生成气体对材料的腐蚀等问题。 热化学蓄热材料具有蓄热密度高和清洁、无污染等优点,但反应过程复杂、技术难度高,而且对设备安全性要求高,一次性投资大,与实际工程应用尚有较大距离。 4、吸附蓄热材料 吸附是指流体相(含有一种或多种组分的气体或液体)与具有多孔的固体颗粒相接触时,固体颗粒(即吸附剂)对吸附质的吸着或持留过程。因吸附剂固体表面的非均一性,伴随着吸附过程产生能量的转化效应,称为吸附热。在吸附脱附循环中,可通过热量储存、释放过程来改变热量的品位和使用时间,实现制冷、供热以及蓄热等目的。 吸附蓄热是一种新型蓄热技术”,研究起步较晚,是利用吸附工质来对吸附/解吸循环过程中伴随发生的热效应进行热量的储存和转化。吸附蓄热材料的蓄热密度可高达800 ～1000kJ/kg,具有蓄热密度高、蓄热过程无热量损失等优点。由于吸附蓄热材料无毒无污染,是除相变蓄热材料以外的另一研究热点,但由于吸附蓄热材料通常为多孔材料,传热传质性能较差,而且吸附蓄热较为复杂,是目前需要重点研究解决的问题。 蓄热材料的工作过程包括两个阶段：一是热量的储存阶段,即把高峰期多余的动力、工业余热废热或太阳能等通过蓄热材料储存起来；二是热量的释放阶段,即在使用时通过蓄热材料释放出热量,用于采暖、供热等。热量储存和释放阶段循环进行,就可以利用蓄热材料解决热能在时间和空间上的不协调性,达到能源高效利用和节能的目的。

基于Fluent石蜡相变材料模拟

一、问题背景： 为了解决日益严重的能源短缺问题，如何更加充分地利用现有的化石能源，开发利用绿色能源成为世界各国关注的重要议题。随着现有化石能源的逐步开采利用，世界各国已经普遍认识到降低对传统能源（如煤炭、石油、天然气能源等）的依赖性，以及对绿色能源（如太阳能、风能、地热能等）实现充分开发利用的重要性，使用再生类能源并通过提高能源利用效率的方式成为应对能源枯竭现状的重要手段。蓄热技术就是这类能够提高能源利用效率的典型技术手段，蓄热技术通过将间歇性或者不稳定的热量通过蓄能介质暂时储存，在有使用要求时释放能量，解决能源利用高峰阶段造成的能源匹配不足的问题。经过多年应用发展，蓄热技术已经在太阳能、地热能、风能、工业废热、电网系统的“移峰填谷”等领域有了一定程度的应用，并表现出强劲的发展势头。 二、蓄热技术 蓄热技术一般通过利用蓄热介质的比热容、潜热等物理特性实现对采集能源多余热量的暂时储存，主要分为显热蓄热、潜热蓄热和化学热反应蓄热，其中前两种技术属于物理蓄热范畴。 显热蓄热 显热蓄热通过提升蓄热介质材料的温度进而提高物质内能的方式实现储热，储热能力取决于材料的比热容（提升物质单位温升所需要的外部能量）等物理参数。显热蓄热的突出弱点在于由于蓄能介质

（例如水）在多余能量的储存过程中伴随着物质温度的上升，不能满足部分设备对于恒温放热的要求。同时，显热蓄热材料蓄热能力有限，储能密度较低，往往需要较大容积的容器提供储能保证，限制了显热蓄热技术的大规模推广应用。 ●潜热蓄热 潜热蓄热技术充分利用了相变介质在相态改变时会吸收或释放巨大的能量，并藉此实现对多余能量的储存和释放。这类利用相变过程实现能量吸收释放的材料被称为相变材料。相比显热蓄热材料，相变材料的相变潜热与蓄热材料的比热特性相比在储热能力方面有了极大的提升，同等质量的储热介质能够实现对更多能量的储存，降低了对储热设备容积、质量等方面的要求，降低了整体设备成本。同时，潜热蓄热材料在相变吸热放热过程中近似等温过程，方便了实际工程控制。尽管如此，由于相变蓄热材质在导热、传热特性方面的不足，以及某些无机盐相变材料存在的相分离和过冷现象以及某些固有的化学反应，会严重影响储热设备的使用寿命。 ●化学热反应蓄热 化学热反应在反应过程中会释放大量热量，与外部环境进行热交换，化学热反应蓄热即是利用这一热交互过程实现能量和吸收和释放。基本原理如下：利用正化学反应吸热，将能量转化为化学能储存，之后利用负反应放热，将通过正反应储存的能量通过热量的方式释放出来。化学热反应蓄热与相变潜热蓄热技术有相似的优势特点，但是由于化学热反应存在反应过程复杂、反应速度过快、反应过程复杂难

带相变蓄热材料热管仿真与试验对比研究

Modeling and Simulation 建模与仿真, 2014, 3, 12-16 https://www.wendangku.net/doc/3418670600.html,/10.12677/mos.2014.31003 Published Online February 2014 (https://www.wendangku.net/doc/3418670600.html,/journal/mos.html) The Contrast of Simulation and Experiment of Heat Pipe with Heat Storage Material Jiangfeng Lu, Tong Zhu, Hai Wang School of Mechanical Engineering, Tongji University, Shanghai Email: lstar5101@https://www.wendangku.net/doc/3418670600.html, Received: Dec. 27th, 2013; revised: Jan. 13th, 2014; accepted: Jan. 17th, 2014 Copyright ? 2014 Jiangfeng Lu et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons At-tribution License all Copyrights ? 2014 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Jiangfeng Lu et al. All Copyright ? 2014 are guarded by law and by Hans as a guardian. Abstract:Heat storage material combined with heat pipe is a new type of heat pipe used in spacecraft. Taking full ad-vantage of heat storage characteristics of phase change material and the excellent transfer performance of heat pipe, it offers new ideas for spacecraft thermal control design on high-power and short-term operation equipment or intermit-tent work equipment. By modeling and contrasting the simulation and experiment results, the heat pipe with heat sto-rage material has a good effect on temperature control. Keywords: Heat Storing Materials; Heat Pipe; Simulation; Experiment 带相变蓄热材料热管仿真与试验对比研究 陆江峰，朱彤，王海 同济大学机械与能源工程学院，上海 Email: lstar5101@https://www.wendangku.net/doc/3418670600.html, 收稿日期：2013年12月27日；修回日期：2014年1月13日；录用日期：2014年1月17日 摘要：带相变蓄热材料热管是一种新型的航天器用热管，它充分利用了相变材料的相变蓄热特性和热管优异的等温性，为航天器大功率短时工作单机或脉冲式工作单机的热控设计提供新思路。本文对这种新型热管建立了空间应用模型，并通过计算及试验对比，表明该热管具有良好的热控效果。 关键词：相变蓄热材料；热管；仿真；试验 1. 引言 带相变蓄热材料热管是一种新型的航天器用热管[1]，它充分利用了相变材料的相变蓄热特性[2]和热管优异的等温性[3]，为航天器大功率短时工作单机或脉冲式工作单机的热控设计提供了新的思路。对于航天器来说，能源的供应、管理及高效利用一直是航天技术发展的热点[4]。针对今后月球探测及地月系以外的航天活动来说，如何合理利用航天器上能源、充分利用单机产生的热能，是该类型探测活动的关键问题所在。而利用相变蓄热材料存储、释放热量[5,6]来控制单机的温度，或抑制其温变速率及温度波动，是解决此问题的一种简单而有效的方法[7,8]。 本文针对已经研制出来的某种型号带相变蓄热材料热管[9]，在典型的大功率短时工作单机热控方案基础之上，建立了该热管的空间应用模型，模拟出了该热管在轨应用的状况；同时通过该热管实物模型的摸底试验，与仿真结果做出了对比，分析研究了带相

具有蓄热相变材料的太阳能辐射采暖

具有蓄热相变材料的太阳 能辐射采暖 Solar radiant heating with heat storage phase change materials 姓名：彭松涛 学号：129044398 专业：建筑节能技术与工程 班级：节121 指导老师：程波 学校:安徽工业大学 2015年12月12日

具有蓄热相变材料的太阳能辐射采暖Solar radiant heating with heat storage phase change materials 【摘要】：在当今注重节能、环保和舒适的环境下，太阳能地板辐射采暖逐渐以其舒适性和安全性为大家所接受。本文主要讨论了地板辐射采暖的形式，优缺点以及相变蓄热材料等。说明太阳能地板辐射采暖蓄能技术具有明显的经济、社会效益和广阔的应用前景。 【关键词】太阳能，地板辐射采暖，定形相变材料。相变蓄热 0引言 低温地板辐射采暖是一种更为先进、舒适的采暖形式，该采暖形式已经在西方发达国家广泛应用，在我国的应用也越来越广泛。随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高，更为舒适的地板辐射采暖形式必会越来越多地被人们接受和使用。太阳能地板辐射采暖是一种以采集的太阳能作为热源，通过敷设于地板中的盘管加热地面进行供暖的系统。 相变材料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。把相变材料与建筑围护结构结合，制成相变蓄能围护结构，用于建筑物室内温度的调控。相变蓄能围护结构可以大大增加围护结构的蓄热作用，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱、作用时间被延迟（如图 1 所示），从而提高建筑物的温度自调节能力和改善室内环境，达到节能和舒适的目的。

相变蓄热材料

1 文献综述 1.1 相变蓄热材料 1.1.1相变蓄热材料的研究背景 随着全球能源形势的日益紧张，节能与环保受到世界各国越来越多的重视。但是由于能源的供给与需求具有较强的时间性和空间性，在许多能源利用系统中(如太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性(失配)，从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。例如：在不需要热时，却有大量热的产生，有时候供应的热却有很大一部分作为余热被损失掉，这些都需要一种类似于储水池储水一样的物质把热量储存起来，需要时再释放出来，这样的物质称为热能储存材料(蓄热材料)。人们对蓄热材料，特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。二十世纪二十年代以来，特别是七十年代能源危机的影响，相变蓄热的基础和应用技术研究在发达国家迅速崛起，并得到不断的发展，日益成为受人重视的新材料。在太阳能利用、电力的“削峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能领域具有广泛的应用前景，近年来已成为世界范围的研究热点。相变储能材料作为储能技术的基础，在国内外得到了极大的发展。 1.1.2 相变蓄热材料的分类 根据蓄热材料的化学组成分类 (1) 无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类，价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性，且工作温度跨度比较大，更重要的是可在高温下进行蓄热。例如KNO3-NaNO3熔盐、K2CO3-Na2CO3熔盐、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、Na2CO3·10H2O、Na2SO4·5H2O等[1]。但其在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素，严重影响水合盐的广泛应用[2-3]。 (2) 有机相变材料主要包括石蜡, 脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐，包括石蜡类、非石蜡类、某些聚合物等。大部分的脂肪酸都可以从动植物中提取, 其原料具有可再生和环保的特点, 是近年来研究的热点。其他还有有机类的固-

相变蓄热,看起来很美

相变蓄热，看起来很美 苏州豪德新能源有限公司 陈志强 “无水箱的”热泵热水机还有一种可能的实现途径，那就是相变蓄热。 蓄热有两种：显热蓄热和潜热蓄热。显热蓄热是通过加热蓄热介质提高其温度，将热能储存其中。用数学公式表示显热的吸放热过程如公式（1）。常用的显热蓄热材料有水、土壤、岩石常规的热泵热水机水箱中的水既是蓄热载体，也是直接用户使用的物质，不需要再次放热，算是一种比较特殊的显热蓄热。 Q=C ×(T 2-T 1) ×M ……………………………………………………………(1) 式中C 为单位体积物体比热容，水的比热容为4.2J/(kg ·℃) M 为被加热的物质的质量 T 1为初始温度，T 2为被加热后的温度 1、 显热蓄热的优缺点 典型的显热蓄热的热泵热水产品是在一个非承压水箱中放置两组换热盘管AB 和CD ，如图二十一所示。水箱内盛满导热性能良好的蓄热液体，比如软化水之类，盘管AB 用来把管道内高温冷媒的热能释放到非承压水箱的蓄热载体中，当蓄热载体温度足够高时另外一组盘管CD 内的水在流动过程中吸收蓄热载体中的热能，可以被直接加热后流至用户末端。实际过程中存热、蓄热和放热三个步骤可以分开，也可以合在一起操作，甚至可能同时发生存热、蓄热和放热过程。 这种显热蓄热有利也有弊。有利的是通过二次换热方式实现了不承压水箱承存热 蓄热 放热 图二十一：热能存储系统的存、蓄、放过程原理 A B C D

压供水，降低了水箱的制造成本，同时解决了铜盘管在水中结垢腐蚀的问题。弊端是显热蓄热无法克服二次换热的效率问题。因为蓄热材料温度必须大于出水温度，蓄热材料中的热能才能通过温差传递出来，所以常规显热蓄热所能利用的热能仅仅是高于用水温度（比如40℃）的中高温热能；而热泵加热效率和加热温度有限，蓄热介质所能达到的温度常常也只有50-60℃，所以通过显热蓄热所获得的高温热能的量是很少的。为了得到足够的热能往往需要增大蓄热水箱的容积，这与希望通过相变蓄热来减少水箱容积的目的恰恰是背道而驰。所以利用显热蓄热的热泵热水器产品在市场上迟迟无法打开销路。 相变蓄热是否能解决水箱容积大的问题呢？ 2、相变潜热蓄热的优点 众所周知：物质有固液气三相，三相之间的转变称之为相变。相变与温度和压力有关。水在常压下0℃时产生固液相变，100℃时产生液气相变。制冷剂R22在绝对压力0.5MPa时汽液相变温度为0.23℃，而在绝对压力2.0MPa时汽液相变温度为51.3℃。固相变为液相、液相变为气相需要吸收热能，液相变为固相、气相变为液相会放出热能。以水为例：1kg0℃冰转化为0℃水需要吸收336kJ的热能。将1kg0℃水转化为100℃的水需要吸收420kJ的热量，而由100℃水转化为100℃蒸汽需要吸收热量2268kJ。 一般情况下利用液气相变进行蓄热难以实施，所以有实际应用价值的是固液相变蓄热。若物质的溶解热为λ，则质量为M的物质在相变时吸收或者放出的热能为 Q=λ×M (2) 与显热蓄热相比，相变潜热蓄热的优点有： （1）容积储热密度大：相变潜热蓄热的热能往往是比较大的，比如冰转变为水的相变潜热是同质量的水温度上升80度所吸收的热能。所以选择合适的相变材料，利用相变蓄热可以有效减少蓄热容积。 （2）温度波动幅度小：物体相变过程是在一定温度下进行的，变化范围相对较小，这个特性可使得相变后的物质能够保持基本恒定的供热能力。因此，当选取的相变材料的温度与用户用水温度相当时，可以设计出简单可靠的恒温供热系统。 3、理想的相变材料特性 理想的相变材料具有下列性质：