文档介绍：相变储能材料在供暖系统中的应用综述
相变储能材料在供暖系统中的应用综述
摘要: 介绍了相变储能材料的种类及其应用选择,并对相变储热材料在供暖系统中的应用进行了综述。最后对供暖中应用相变储能材料中存在的问题进行了分析和探讨。
关键词:相变材料;储热;供暖系统
中图分类号:TE44文献标识码: A
进入二十一世纪以来,全球性的能源枯竭日益突出,常规能源可开采量已屈指可数。太阳能是一个巨大的、可再生的、无污染的能源,并且以其安全、经济等优点,成为了开发利用可再生能源中的重要组成部分。然而太阳能的间歇性、不稳定性等条件因素,使得研究进入了寻找如何获得可靠的、性能稳定的储热材料。因此,对于太阳能热泵系统而言,相变储热材料的研究变得十分重要。
作为将相变储热材料制作成储能模块与地板低温辐射采暖相结合,利用太阳能热泵低品位廉价热源为该系统提供热量,不仅可以提高室内舒适性,还能够有非常显著的节能效应。

1相变储能材料的研究
相变储能材料(PCM)的研究,具体指相变机理,相变材料的制备技术,相变材料的物理性质、使用寿命以及稳定性等。
由于机理不同,相变可分为扩散型相变(如脱溶、珠光体转变等)、无扩散型转变(如马氏体转变)、贝氏体型相变、块型转变(G-M转变)、有序-无序转变、亚稳态分解以及晶化等。
根据相变形态变化,相变材料可以三类:固-液、固-固和复合定形相变材料。
-液相变储能材料
固-液相变蓄热储能材料是三种材料中研究相对成熟的、应用较广的一类。目前研究最多固-液相变储能材料的主要有三类:无机类相变储能材料、有机类相变储能材料以及复合相变储能材料。
(1)无机物相变储能材料:主要包括结晶水合盐类、熔融盐类、金属及其合金和氟化物等。其中最典型的是结晶水合盐类,结晶水合盐提供了熔点从几摄氏度到一百多摄氏度的可供选择的相变材料。它们有比较大的熔解热和固定的熔点(实际是脱出结晶水的温度),脱出的结晶水使盐溶解而吸热,降温时其发生逆过程,吸收结晶水而放热[1]。
(2)有机物相变储能材料:常见的有多元醇、石蜡、脂肪酸以及其它有机物[2]。其中最典型的材料是石蜡:它是由直链烷烃混合形成的具有相变潜热高、化学性质稳定、几乎无过冷和相分离现象、无腐蚀性、价格低廉等优点,在与普通建筑材料掺杂复合后,便可用于制备相变储热墙板。
(3)复合相变储能材料:目前主要有多元醇类相变储能材料、正烷烃与脂肪酸混合在一定温度条件下制得的低共熔混合物;将两种或是三种多元醇类相变储能材料按照不同的配比混合,形成“共熔合金”,并对材料的相变潜热及相变温度进行调节,从而得到具有合适相变潜热和相变温度的混合相变储能材料;有机类相变材料与无机类相变材料掺杂复合而成的相变材料,这类材料拥有两者共同的优点,同时弥补了两类材料的不足之处,从而制得到了性能更好的相变材料[3]。
-固相变储热材料
固-固相变材料主要有三类:无机盐类、多元醇类和有机高分子类。其中后两种在实际中的应用较多。
(1)多元醇具有固定的相变温度及相变热,为满足各种情况下对贮热温度的相应要求,可以将两种或多种多元醇按不同比例混合,形成共融“合金”,从而对相变温度进行调节,获得实际中所需要的相变温度。
(2)高分子交联树脂类蓄热材料,包括交联聚烯烃类