文档介绍：第三讲:太阳能的热储存
没太阳时(阴雨天、晚上)怎么办?
想办法把阳光充足时的太阳能储存起来,以供无阳光时使用——这就是太阳能热储存要讨论的问题。
热能储存
显热储存
潜热储存
化学储存
显热蓄热:利用储热介质的热容量进行蓄热,把已经过高温或低温变换的热能贮存起来加以利用,具有化学和机械稳定性好、安全性好、传热性能好,但单位体积的蓄热量较小,很难保持在一定温度下进行吸热和放热。
潜热蓄热:利用相变材料(PCM)相变时单位质量(体积)的潜热蓄热量非常大的特点,把热量贮存起来加以利用。一般具有单位重量(体积)蓄热量大、在相变温度附近的温度范围内使用时可保持在一定温度下进行吸热和放热、化学稳定性好和安全性好,但相变时液固两相界面处的热传导效果较差。
储热方式
显热储热、潜热储热、化学储热
不同状态下水的显热与相变潜热比较
热水显热储存系统的储热量计算公式
m-总水量(kg)
-水的比热容(kJ/kg. ℃) . ℃
-水的温度差(℃)
典型太阳热水系统示意图
其它固体显热储热系统:
水的单位质量的热容量相当高,/℃的热能,金属铜、铁、,,/ ℃,/ ℃。
相变储热(潜热储热)
潜热储热(Latent Thermal Energy Storage,LTES)或称相变储能,它是利用物质在物态变化(固-液、固-固或汽-液)时,单位质量(体积)潜热蓄热量非常大的特点把热能储存起来加以利用。
相变材料(Phase Change Material,PCM)利用潜热蓄放热的这类物质我们称它们为相变储能材料。
相变储能技术(phase change energy storage technology)采用相变储热方式,利用特定的装置,将暂时不用或多余的热能通过相变材料储存起来,需要时再利用的方法称为相变储能技术。
相变材料按相变方式一般可分为以下四类:
-固相变材料;
-液相变(熔化、凝固)材料;
-汽相变(汽化、液化)材料;
-气相变(升华、凝聚)材料。
一般说来,从1到4相变潜热逐渐增大。但由于第3类和第4类相变过程中有大量气体,相变时物质的体积变化很大,因此尽管这两类相变过程中相变潜热很大,但在实际应用中很少被选用。
无机水合盐
熔点(℃)
潜热
(J/g)
密度(g/cm3)
比热(J/g﹒K)
固
液
固
液
KF·4H2O
Na2CO3·10H2O
33
247
-
Na2S2O3·5 H2O
~50
201
NaOAc· 3 H2O
226
-
NH4Al(SO4)2·12H2O
259
-
Na2SO4·10H2O
254
-
-
-
CaCl2·6 H2O
174
-
-
表1部分常用无机水合盐相变材料的热物性能
Table1The thermo-physical performances of some salt-hydrate
表2 部分单元熔融无机盐相变储能材料的热物性能
Table 2 The thermo-physical performances of some single anic salts
相变材料
熔点(℃)
密度(g/cm3)
比热(固) (J/g﹒K)
潜热(J/g)
LiF
848
1035
NaF
995
789
NaCl
891
486
Na2SO4
884
KCl
776
346
Na2CO3
858
285
MgCl2
715
454
Ca(NO3)2
561
130
表3 部分共晶混合盐相变储能材料热物性能
Table 3 The thermo-physical performances of some anic eutectics salts
相变材料(wt%)
熔点Tm(℃)
潜热(J/g)
导热系数(W/)
32Li2CO3/33Na2CO3/35K2CO3
397
-