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蓄热 科普中国 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核 蓄热是指通过相应的装置对热力学能(热)的储存。蓄热设备是光热发电、多热源热力网、热泵系统的基础设备。蓄热产业链主要包括蓄热原材料、蓄热器产品、成套设备及建设、设施运维服务等。蓄热产业的发展重点包括：适用于高温蓄热的熔融盐蓄热及与光热发电的结合，高效蒸汽蓄热设施，新型蓄热相变材料。 中文名 蓄热 外文名 Heat storage 蓄热设备 光热发电、多热源热力网 蓄热产业 蓄热原材料、蓄热器产品 产业发展 高温蓄热的熔融盐蓄热 低温储能 低温储能是新发展起来的储能技术。低温储能是用低谷时段的电能来液化空气或氮气，并将其贮存在低温贮存罐中；在需要发电时，通过加热液化气体使其气化形成高压气体推动气轮机发电。英国的500kW的低温储能是早期商业化的项目。[1] 相变储能 胶囊相变材料推动了新的储能方法，相变储能。相变储能能够实现大规模的热能存储，包括以下几项特征： 采用作为储能的相变储能材料；在100MW光伏电站中温度为420℃的情况下储热24h及以上。这样，相变储能存储的能量就可以在夜间或者阴天的时候用于发电，从而提高了采用蒸汽进行郎肯循环的大型太阳能电厂的24h发电效率；储热的成本为每千瓦时热能15美元。[1] 融盐蓄热储能 熔融盐蓄热是指利用熔融盐使用温区大、比热容高、换热性能好等特点将热量通过传热工质和换热器加热熔融盐存储起来，需要利用热量的时候再通过换热器、传热工质和动力泵等设备将储存的热量取出以供使用。由于熔融盐在300℃以上的高温区具有价格低廉和良好的化学和热稳定性，是有效的高温热量储存介质。根据熔融盐蓄热方式的不同，可以主要分为潜热蓄热和显热蓄热。 熔融盐潜热蓄热主要是利用蓄热材料发生相变时吸收或放出的热量来实现能量的储存和释放。高温流体流经相变蓄热器，加热固体熔盐，熔盐熔化吸收热量，实现蓄热，高温流体加热熔盐后温度降低。需要放热时，低温流体流经相变蓄热器，熔盐凝固放出热量，加热低温流体变为高温流体。熔盐相变蓄热器般由管束、翅片、壳体和蓄热熔盐组成。 熔融盐潜热蓄热具有蓄能密度高，一般物质在相变时所吸收(或放出)的潜热，约在100~300kJ/kg 的范围内。蓄热或提热时的温度波动幅度小，~般仅在2~3C范围内。但熔盐相变蓄热最大的问题就是熔盐的导热系数低，因此相变蓄热所需的管束密度大，成本高，此外熔盐也存在过冷现象。[2] 蓄热条件 (1)热力学条件。①有合适的熔点和沸点。要求熔点要低、沸点要高，熔点低则不容易凝固，启动、保温等简单，而沸点高则性能稳定，使用温度范围广。②有合适的导热系数。导热系数大，则导热性能好，热量传输迅速，传热效果好。③蓄热密度大。对于相变蓄热系统，要求所选熔融盐具有较大的潜热值。④对于显热蓄热系统，要求热载体的比热容要大，则在相同体积或质量下蓄热能力强。⑤黏度小。热载体需要在系统管路中流动，黏度小则流动性能好，易于使用泵来输送。 (2)化学条件。①热稳定性好。在反复加热冷却的情况下能够保持物性基本不变，能够长期稳定工作。②腐蚀性小，与容器、管路等材料相容性好。③无毒，对人体以及环境无害。④不易燃易爆。 (3)经济性条件。热载体要来源广泛、容易得到，同时在满足各种性能的基础上成本要低，这对于热载体能否广泛使用是一个独立的重要指标。[2] 参考资料 [1] 王松芩．大规模储能技术及其在电力系统中的应用．中国电力出版社，2016.06 [2] 钱志新，刘志波．新能源，互联网．南京大学出版社，2015.06 |
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