應(yīng)用相變儲(chǔ)能時(shí),由于在固態(tài)時(shí)沒有對流,熱導(dǎo)率一般又都比較低,而體積又是在變化的,所以無論是充能時(shí)把熱量傳給儲(chǔ)能介質(zhì)還是在放能時(shí)從儲(chǔ)能介質(zhì)中把熱量放出,都不像顯熱儲(chǔ)存那么容易。因此要采取下面一些措施來提高其傳熱效率。
(1)相變材料與傳熱流體直接接觸換熱;
(2)把相變材料封裝后放在傳熱流體中;
(3)相變材料填充在換熱器的殼程,換熱管為翅片管或光管。
按照相變材料的成分,可分為無機(jī)物和有機(jī)物(包括高分子)兩類。使用最多的相變儲(chǔ)熱體是無機(jī)鹽類(水合鹽)以及石蠟等有機(jī)材料。
1、無機(jī)相變儲(chǔ)熱體
無機(jī)相變儲(chǔ)熱體廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)或公用設(shè)施中回收廢熱和儲(chǔ)存太陽能,它的儲(chǔ)能密度大、成本低、對容器腐蝕性小、制作簡單,是固一液相變儲(chǔ)能的主流,已取得顯著成果。
2、有機(jī)相變儲(chǔ)熱體
根據(jù)熔點(diǎn)、熔解熱、性能穩(wěn)定性、價(jià)格來看,飽和的碳?xì)浠衔?石蠟)、某些結(jié)晶聚合物(塑料)以及某些天然生成的有機(jī)酸都是比較實(shí)用的有機(jī)相變材料。其中石蠟作為建筑物供暖和空調(diào)系統(tǒng)的相變材料,得到了比較廣泛深入的研究。
(1)具有合適的熔點(diǎn)溫度
例如作為建筑物供儲(chǔ)熱系統(tǒng)的相變材料,其熔點(diǎn)溫度最好為20~35℃。而儲(chǔ)冷系統(tǒng)的相變材料的熔點(diǎn)應(yīng)為5~15℃。
(2)有較大的熔解潛熱
可以使用較少的材料存儲(chǔ)所需熱量。
(3)密度大
存儲(chǔ)一定熱能時(shí)所需耍的相變材料體積小。
(4)在固態(tài)和液態(tài)中部具有較大比熱容
這樣除了利用潛熱以外,還應(yīng)利用液體和(或)固體的顯熱。
(5)在固態(tài)與液態(tài)(換熱器)時(shí)具有高的熱導(dǎo)率
(6)無偏析,不分層,熱穩(wěn)定性好
(7)熱膨脹小,熔化時(shí)體積變化小
(8)凝固時(shí)無過冷現(xiàn)象,熔化時(shí)無過飽和現(xiàn)象
(9)沒有或有低的腐蝕性(這是為了采用價(jià)格低的容器材料),危險(xiǎn)性小(不產(chǎn)生有毒氣體,與工作介質(zhì)或傳熱介質(zhì)不起危險(xiǎn)的反應(yīng))
在技術(shù)方面,相變材料應(yīng)高效、緊湊、可靠、適用。另外,為了便于商業(yè)應(yīng)用,相變材料還應(yīng)容易生產(chǎn),價(jià)格低廉。
目前主要采用下述措施: 1、研究應(yīng)用強(qiáng)化傳熱技術(shù),擴(kuò)展傳熱面積和提高傳熱表面的傳熱性能; 2、改變換熱器折流板結(jié)構(gòu)(折流桿技術(shù)等)以提高殼程的傳熱膜系數(shù),增加介質(zhì)的湍流性,防止介質(zhì)走短流; 3換熱管內(nèi)...
熱水器加熱體材質(zhì)選擇哪種最好: 非金屬的加熱器好,因?yàn)樗粫?huì)結(jié)水垢,延長了熱水器的使用壽命,而且還保障你百分之百的安全。
你買這幾種就不會(huì)結(jié)垢了 1,金屬發(fā)熱體。金屬屬于一種直接利用金屬電阻發(fā)熱,然后傳遞熱量根據(jù)相關(guān)的控制,從而達(dá)到我們理想的加熱狀態(tài)。但是金屬是產(chǎn)生水垢的條件之一,也就是在滿足溫度和長期潮濕不能流動(dòng)的水里...
(1)容積儲(chǔ)熱密度大
因?yàn)橐话阄镔|(zhì)在相變時(shí)所吸收(或放出)的潛熱約為幾百至幾千kJ/kg。例如,冰的熔解熱為335kJ/kg,水的比熱容為4. 2kJ(kg·℃),巖石的比熱容為0.84kJ(kg·℃)。所以儲(chǔ)存相同的熱量,相變儲(chǔ)熱體所需的容積小得多,即設(shè)備投資費(fèi)用降低。
許多場合需要限制儲(chǔ)熱設(shè)備的空間尺寸及質(zhì)量(如在原有的建筑物中安裝儲(chǔ)熱設(shè)備等),就可優(yōu)先考慮采用相變存儲(chǔ)設(shè)備。
(2)溫度波動(dòng)幅度小
物質(zhì)的相變過程是在一定的溫度下進(jìn)行的,變化范圍極小,這個(gè)特性可使相變儲(chǔ)熱體能夠保持基本恒定的熱力效率和供熱能力。因此,當(dāng)選取的相變材料的溫度與熱用戶的要求基本一致時(shí),可以不需要溫度調(diào)節(jié)或控制系統(tǒng)。這樣,不僅設(shè)計(jì)簡化,而且能降低不少成本。
由于以上優(yōu)點(diǎn),相變儲(chǔ)能越來越受到重視。美國、日本、法國、德國等都在進(jìn)行深人的研究和開發(fā),有些相變儲(chǔ)熱裝置已投人運(yùn)行。
對相變儲(chǔ)熱體的開發(fā)研究,已進(jìn)入了實(shí)用階段。主要用來存儲(chǔ)太陽能、工業(yè)反應(yīng)中的余熱和廢熱。相變儲(chǔ)熱在建筑節(jié)能中也獲得了一定的應(yīng)用,包括相變蓄能圍護(hù)結(jié)構(gòu)、相變儲(chǔ)熱地板輻射供暖系統(tǒng)、蓄冷系統(tǒng)等。2100433B
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以石蠟作為相變材料,制作了內(nèi)通流體螺旋盤管結(jié)構(gòu)的相變儲(chǔ)熱單元。在對儲(chǔ)熱單元儲(chǔ)熱過程進(jìn)行傳熱分析的基礎(chǔ)上,利用實(shí)驗(yàn)手段對儲(chǔ)熱單元在不同工況下的儲(chǔ)熱性能進(jìn)行了研究。通過對其儲(chǔ)熱過程中相變材料相變過程的分析,提出儲(chǔ)熱器設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到其準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式,為其在工程中的應(yīng)用提供了依據(jù)。
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綜述近十年來太陽能相變儲(chǔ)熱裝置的研究現(xiàn)狀,主要分析對不同幾何結(jié)構(gòu)相變儲(chǔ)熱裝置的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀,闡述相變儲(chǔ)熱裝置數(shù)值模擬研究的相關(guān)理論與方法,并對強(qiáng)化相變傳熱的措施進(jìn)行討論,在此基礎(chǔ)上提出相變儲(chǔ)熱裝置的未來研究方向。
中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊:光熱發(fā)電因伴有儲(chǔ)熱系統(tǒng)而具備了可持續(xù)穩(wěn)定與可調(diào)度供電的核心競爭優(yōu)勢,美國能源部SunShot計(jì)劃提出到2020年實(shí)現(xiàn)6美分/kWh的光熱發(fā)電成本目標(biāo),其中對儲(chǔ)熱系統(tǒng)設(shè)定的目標(biāo)為15美元/kWhth。而目前的實(shí)際成本仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這一目標(biāo)值,如何更快地降低儲(chǔ)熱系統(tǒng)的成本是光熱發(fā)電行業(yè)須著力突破的關(guān)鍵一環(huán)。
除了目前常見的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù),更多新型的低成本儲(chǔ)熱系統(tǒng)方案被提出并開始逐步推向?qū)嶒?yàn)和示范驗(yàn)證。美國佛羅里達(dá)大學(xué)研發(fā)的膠囊式相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)就是一種獨(dú)特的新型儲(chǔ)熱解決方案。據(jù)稱,采用該技術(shù)可以大大削減儲(chǔ)熱成本。CSPPLAZA記者為此采訪了Verdicorp中國區(qū)代表北京百富麗科技有限公司總經(jīng)理佟光華。
佟光華表示,該儲(chǔ)熱技術(shù)采用膠囊式包裝熔鹽以實(shí)現(xiàn)相變儲(chǔ)熱。之所以采用這種膠囊結(jié)構(gòu),是為了解決傳統(tǒng)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)投資成本高及有腐蝕性的問題。首先,熔鹽的優(yōu)勢是價(jià)格低廉,來源普遍,物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,導(dǎo)熱系數(shù)與載熱容量高。但是考慮到熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的熱損失和熔鹽的腐蝕性問題,必須對熔鹽管道做好保溫,以避免熔鹽凝固,同時(shí)目前采用的雙罐系統(tǒng)也使得熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的投資較為高昂。儲(chǔ)熱系統(tǒng)的投資是光熱發(fā)電站僅次于光場的第二大類別。削減熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)高昂的投資成本,可大幅降低光熱發(fā)電的度電成本。
相變?nèi)埯}是一種具有特殊感光性和可快速充放熱的具有特殊導(dǎo)熱性的高溫材料,由多種不同的熔鹽以一定比例配比而成,具體可根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行溫度需要選擇材料配比。將這種相變材料封裝于小型的膠囊狀球體中,可有效解決相變材料對儲(chǔ)熱箱體的腐蝕問題,并可采用價(jià)格更為低廉的單罐設(shè)計(jì)。
對于該儲(chǔ)熱球的制造和封裝工序,研究人員首先采用液壓機(jī)將這種粉狀相變蓄熱材料壓縮,然后用一種低成本、可硬化并具有高滲透率的聚合物涂布將壓縮后的相變材料包裹起來,再通過加熱工序,使相變材料膨脹,聚合物涂布膨脹將空氣逼出材料球內(nèi),形成真空。再通過放熱過程,相變材料在球體內(nèi)由外向內(nèi)冷卻成為固態(tài),因空氣在加熱過程中被逼出,中心部位形成真空狀態(tài),然后采用電鍍或高溫?zé)Y(jié)技術(shù)將包裹起來的相變儲(chǔ)熱球封裝一層金屬外殼或者陶瓷外殼。(見圖1)
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分子中原子或原子團(tuán)互相連接次序相同,但空間排列不同而引起的異構(gòu)體稱為立體異構(gòu)體,有兩類立體異構(gòu)體。
1.構(gòu)型異構(gòu)體
因鍵長,鍵角分子內(nèi)雙鍵、有環(huán)等原因引起的立體異構(gòu)體稱為構(gòu)型異構(gòu)體。
2.構(gòu)象異構(gòu)體
僅由于單鍵的旋轉(zhuǎn)而引起的立體異構(gòu)體稱為構(gòu)象異構(gòu)體,有時(shí)也稱為旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體。
在礦物形成過程中,由于各種因素的影響,使正在生長(或長成后)的礦物產(chǎn)生各種缺陷,介質(zhì)在礦物繼續(xù)生長過程中被圈閉于這些缺陷中而保留、保存下來。這些獨(dú)立的封閉體系就是流體包裹體。