245 蓄能应用方法-蓄热 ●语音讲解-原理与材料 常用蓄热原理 温度变化-显热。 固液相变-潜热。 固固相变-潜热;定形相变;构象变化,微细复合结构等。 化学变化-反应热;吸收,吸附等。 典型蓄热材料 显热蓄热材料 水,4.2kJ/(kg.℃),1000kg/m3。 土壤(湿砂),2.1kJ/(kg.℃),1650kg/m3。 石(大理石),0.8kJ/(kg.℃),2700kg/m3。 陶瓷,1.1kJ/(kg.℃),2700kg/m3。 使用简单安全,寿命较长,成本很低;蓄热密度小,吸放热不能恒温。 潜热蓄热材料 通过固液相变或固固相变(分子构象变化)过程的吸放热特性实现蓄热。 无机蓄热材料 结晶水合盐、熔融盐、金属或合金等。 价格便宜,体积蓄热密度大,熔解热大,热导率比有机蓄热材料大。 有机蓄热材料 石蜡,脂肪酸,高级脂肪烃、醇、羧酸及其盐类,聚合物等。 相变时体积变化小, 过冷度轻, 无腐蚀等。 定形相变蓄热材料 通过结晶水合盐类,大分子材料类,多元醇类,层状钙钛矿类,石墨基复合材料类,金属基复合材料类等。 热化学蓄热材料 吸附剂、吸收剂等与水蒸气反应蓄热(分子筛,硅胶,Al2O3,LiCl,LiBr等)。 金属氢化物、氨化物、无机盐与水等可逆热化学反应,有催化剂和远离平衡态时吸放热速度较快。 蓄热密度高,可控性好,可长期蓄热,反应过程较复杂、技术难度较高。 蓄热密度高(可达1MJ/kg以上),蓄热过程能量损失小, 易与应用装置集成。 复合(组合)蓄热材料 石蜡-纤维织物类,石蜡-混凝土类等;硬脂酸-高密度聚乙烯类等;无机盐-陶瓷类,水合盐-混凝土类等。 快速吸热和放热-导热良好材料为骨架,骨架内充填相变蓄热材料。 便于应用和管理-用普通定形材料和固液相变材料形成定形相变复合结构材料,且对相变材料的腐蚀性、体积变化、破损流溢等问题也可很方便处理。 便于解决相变温度滞后和相变过程分层偏析等问题-通过将相变材料包裹在微元胞腔中,可很好地解决上述问题。 部分蓄热材料基本参数。 定形相变蓄热材料 石蜡 芒硝(十水硫酸钠,Na2SO4-10H2O) ●语音讲解-元件与应用 典型蓄热元件 目标 蓄热密度大,吸热放热速率快,稳定性好、不离析,无毒、无腐蚀、不燃,蓄放热时体积变化小,蓄能温度适宜,成本低,来源广,制备方便,应用安全,环境友好等。 蓄热球 蓄热块(板、墙等) 典型蓄热应用 室内供暖 热水制取 冷热双蓄 当建筑面积不太大,且建筑附近有较多空间可利用时(如城郊或农村有院子的民居或工商业建筑等),可用土壤夏季蓄热,冬季蓄冷;以夏季蓄热为建筑为例,设建筑面积100m2,平均供暖热负荷5000W,设供暖季120天,供暖季共需热能: 5kW*24h/d*120d =14400 kWh=51840 MJ 设土壤蓄热温度40℃,冬季可放热至30℃,土壤密度取1.65ton/m3,比热取2.1MJ/(ton.℃),则所需的土壤体积约为: 51840 /(1.65 *2.1*(40-30)) =1496m3 设埋管深度为30m,则所需的场地面积约为: 1496/30=50 m2 利用土壤跨季节蓄热蓄冷时,要求该土壤区域没有明显的地下水流动。 蓄热衣物 废热远程利用 工业过程蓄热辅助加热 ●研讨 调研身边采用蓄热技术的产品其特点。 调研新型蓄热材料及其特性? 调研新型蓄热元件及其特点? 分析典型场合蓄热技术与应用装置的集成方法? 分析蓄热原理、材料、元件及应用的发展方向? |
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