潛熱儲能

根據相變溫度高低，潛熱蓄熱又分為低溫和高溫兩部分。低溫潛熱蓄熱主要用于廢熱回收、太陽能儲存以及供暖和空調系統(tǒng)。高溫潛熱蓄熱可用于熱機、太陽能電站、磁流體發(fā)電以及人造衛(wèi)星等方面。

低溫相變材料主要有冰、石蠟等。高溫相變材料主要采用高溫熔化鹽類、混合鹽類和金屬及合金等。

高溫熔化鹽類主要是氟化鹽、氯化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽類物質?；旌消}類溫度范圍寬廣，熔化潛熱大，但鹽類腐蝕嚴重，會在容器表面結殼或結晶遲緩。因此，應用時要求較高。常見的潛熱儲存方法有冰蓄熱、蒸汽蓄熱、相變材料蓄熱等。

如果建筑物采用混凝土墻體，那么即使在夏季也常能保持室內涼爽舒適。與之相反，木質或石膏板材質的輕質建筑結構的房屋很快就會熱起來。原因在于各種建筑材質的蓄熱能力不同。實心混凝土墻體比木材或石膏能存儲更多的熱量，因此熱緩沖效果更好。它們在白天吸收熱量，夜間又重新將熱量釋放出來。

潛熱儲能材料具有相當大的熱容量。熱量“潛藏”于此，一旦達到某一溫度，這種材料就開始吸收熱量，但是整個過程中它自身的溫度不會發(fā)生變化。其原理是添加于材料內部的小顆粒會利用吸收的熱量實現(xiàn)相變．如從固體轉化為液體。因此人們通常也將潛熱儲能材料稱作相變儲能材料(PCM)。已經可以在建筑材料內部添加分散、細小的石蠟顆粒。石蠟顆粒接觸熱量后會立即熔化．但不會導致溫度的升高。與未使用PCH處理過的墻體相比，做PCM處理的墻體在更長的時間段內墻體溫度明顯更低。

以細小顆粒狀分散的石蠟一般被添加到石膏內層灰漿或墻體底漆內。在涼爽的夜間。石蠟重新凝固并在此過程中將熱量釋放出來。對于輕型建筑結構，同樣可以通過添加細小的顆粒狀分散的石蠟形成PCM。通過對夜間通風進行有效控制來降低建筑物的溫度。潛熱儲能首先適用于行政辦公建筑．它可以減少空調制冷的使用頻率或干脆無需空調制冷。2100433B

潛熱儲能是利用物質在凝固/熔化、凝結/氣化、凝華/升華以及其他形式的相變過程中，都要吸收或放出相變潛熱的原理進行蓄熱，所以也可稱為相變儲能。相變可以是固一液、液一氣、氣一固及固一固，其中以液一固相變最為常見。從能量密度的角度來講，潛熱儲存的能量要比顯熱儲存的大很多。

潛熱儲存其儲能量大，且在溫度不變情況下放熱。2100433B

常見的相變過程主要有固-液、固-固相變兩種類型。固-液相變是通過相變材料的熔化過程來進行熱量儲存，凝固過程來放出熱量；而固-固相變則是通過相變材料的晶體結構發(fā)生改變或固體結構進行有序-無序的轉變而可逆地進行儲、放熱。當前正在考慮的潛熱蓄熱材料有：氟化物、硫酸鹽、硝酸鹽以及石蠟等有機蓄熱材料。

相變潛熱儲能是利用材料在相變過程中吸收或者釋放潛熱來儲能和釋能，其儲能密度要比顯熱儲能系統(tǒng)至少高出一個數量級[13-16】。相變儲能還有一個優(yōu)點是可以穩(wěn)定地輸出熱量并且換熱介質溫度基本不變，進而可以使得蓄熱系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下運行。

通常物質的相變包括以下幾種形式：固態(tài)．液態(tài)相變、液態(tài)一氣態(tài)相變、固態(tài)一氣態(tài)相變及固態(tài)一固態(tài)相變四。雖然液態(tài)。氣態(tài)或固態(tài)一氣態(tài)在轉化時所伴隨著的相變潛熱比固液轉化時的相變潛熱大許多，但相變過程中容積的巨大變化使得其在工程上的實際應用有著很大困難，所以目前考慮的大都是固液相變式蓄熱。2100433B

物質發(fā)生相變（物態(tài)變化），在溫度不發(fā)生變化時吸收或放出的熱量叫作“潛熱”。物質由低能轉變?yōu)楦吣軙r吸收潛熱，反之則放出潛熱。例如，液體沸騰時吸收的潛熱一部分用來克服分子間的引力，另一部分用來在膨脹過程中反抗大氣壓強做功。熔解熱、汽化熱、升華熱都是潛熱。潛熱的量值用每單位質量的物質或用每摩爾物質在相變時所吸收或放出的熱量來表示。