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來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-03-10

當(dāng)前儲(chǔ)熱技術(shù)主要可分為四類(lèi):顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱、吸附/吸收的熱化學(xué)儲(chǔ)熱、可逆反應(yīng)的熱化學(xué)儲(chǔ)熱。據(jù)報(bào)告介紹,除顯熱儲(chǔ)熱已經(jīng)使用百年以上,潛熱儲(chǔ)熱(相變儲(chǔ)熱)才剛剛開(kāi)始使用,其他兩類(lèi)熱化學(xué)技術(shù)還處于研發(fā)初期。在當(dāng)前儲(chǔ)熱技術(shù)發(fā)展中,儲(chǔ)熱技術(shù)在從材料、單元與裝置、優(yōu)化與集成等方面面臨著多項(xiàng)挑戰(zhàn)。在儲(chǔ)熱材料方面,當(dāng)前需要追求更高能量密度、更寬溫域、更長(zhǎng)壽命、更高經(jīng)濟(jì)性的材料,為適應(yīng)太空技術(shù)需求,儲(chǔ)熱材料需要往低溫方向拓展,在高溫區(qū)同樣也需適應(yīng)更高的溫度以滿足更多應(yīng)用場(chǎng)景需求,拓展溫區(qū)實(shí)現(xiàn)-200~1500℃。相變儲(chǔ)熱主要分為熱化學(xué)儲(chǔ)熱、顯熱儲(chǔ)熱和相變儲(chǔ)熱。長(zhǎng)春地采暖安裝價(jià)格

相變儲(chǔ)熱是利用儲(chǔ)熱材料在熱作用下發(fā)生相變而產(chǎn)生熱量?jī)?chǔ)熱的過(guò)程。相變儲(chǔ)熱具有儲(chǔ)能密度高,放熱過(guò)程溫度波動(dòng)范圍小等優(yōu)點(diǎn)得到了越來(lái)越多的重視。將相變儲(chǔ)熱材料應(yīng)用于溫室來(lái)儲(chǔ)熱太陽(yáng)能,應(yīng)用到的相變儲(chǔ)熱材料主要有CaCl-6H2O、NaSO4-10H2O和聚乙二醇。太陽(yáng)能熱發(fā)電儲(chǔ)熱系統(tǒng)中的相變儲(chǔ)熱材料主要為高溫水蒸氣和熔融鹽,利用熔融鹽作為儲(chǔ)熱介質(zhì)具有溫度使用范圍寬,熱容量大,粘度低,化學(xué)穩(wěn)定性好等特性,但鹽類(lèi)相變材料在高溫下對(duì)儲(chǔ)熱裝置有較強(qiáng)的腐蝕性。相變儲(chǔ)熱有著哪些優(yōu)點(diǎn)?容積儲(chǔ)熱密度大。因?yàn)橐话阄镔|(zhì)在相變時(shí)所吸收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。甘肅太陽(yáng)能儲(chǔ)熱器制造商相變儲(chǔ)熱可以分為固–液相變、液–氣相變和固–氣相變。

高溫相變儲(chǔ)熱-相變溫度在400℃以上,主要應(yīng)用于小功率電站、太陽(yáng)能發(fā)電、工業(yè)余熱回收等方面,一般可分為三類(lèi):鹽與復(fù)合鹽、金屬與合金和高溫復(fù)合相變材料。顯熱技術(shù),相變儲(chǔ)熱技術(shù)和熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)三種蓄熱技術(shù)形式中,顯熱儲(chǔ)熱的成本非常低,這主要是由于顯熱蓄熱材料,如水,砂石、混凝土或熔鹽等成本較低,盛放這些儲(chǔ)熱介質(zhì)的罐以及相關(guān)蓄放熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單。但蓄熱材料的容器需要有效的熱絕緣,這對(duì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可能會(huì)增加不少的成本投資。相變儲(chǔ)熱和熱化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱的系統(tǒng)成本要高于顯熱儲(chǔ)熱,且由于相變儲(chǔ)熱和熱化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱需要強(qiáng)化熱傳導(dǎo)技術(shù)與相應(yīng)的設(shè)備使系統(tǒng)效率、蓄能容量等性能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn),所以,除材料之外系統(tǒng)其它設(shè)備成本也相對(duì)較高。有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料主要包括石蠟,脂肪酸及其他種類(lèi)。

當(dāng)前來(lái)講,帶有儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)相較于帶有儲(chǔ)熱的光伏發(fā)電系統(tǒng),是具備足夠的成本優(yōu)勢(shì)的。在未來(lái)的20年,即使儲(chǔ)熱技術(shù)不能產(chǎn)生突破性的變化,帶有儲(chǔ)熱的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的成本也能是與帶儲(chǔ)熱的光伏系統(tǒng)成本相當(dāng)。也就是說(shuō)在未來(lái)的二、三十年,即使考慮到太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)不產(chǎn)生突破性的變化,也能夠充分地與帶儲(chǔ)熱的光伏進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。另外,從能源梯級(jí)利用的角度來(lái)考慮,太陽(yáng)能熱發(fā)電還可以與供暖和供冷技術(shù)耦合使用。這樣,太陽(yáng)能熱發(fā)電的系統(tǒng)能效會(huì)更高,總的經(jīng)濟(jì)成本應(yīng)該會(huì)更低。顯熱儲(chǔ)熱是目前應(yīng)用非常普遍的一種儲(chǔ)熱方式。

儲(chǔ)熱未來(lái)發(fā)展面臨技術(shù)與科學(xué)挑戰(zhàn):在單元與裝置方面,材料模塊和單元需要進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)與排列組裝,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)熱換熱裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及材料模塊、單元、儲(chǔ)熱換熱裝置的規(guī)模化制造。在系統(tǒng)集成與優(yōu)化方面,要注意能源系統(tǒng)集成儲(chǔ)熱技術(shù)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué),系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬與優(yōu)化,以及復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制。儲(chǔ)熱技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究涵蓋從材料到單元操作再到系統(tǒng)的寬廣尺度范圍,其挑戰(zhàn)在于建立一個(gè)一個(gè)跨尺度的反饋機(jī)制,獲得從材料特性到系統(tǒng)性能的關(guān)聯(lián)關(guān)系,其中包括理解跨尺度的多相輸運(yùn)現(xiàn)象,從而建立分子層面特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系。儲(chǔ)熱的方式簡(jiǎn)單,成本低,但儲(chǔ)存的熱量小。山西相變儲(chǔ)熱原理多少錢(qián)

相變儲(chǔ)熱技術(shù)主要的儲(chǔ)熱方法有顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱三種。長(zhǎng)春地采暖安裝價(jià)格

儲(chǔ)熱材料的研究目前主要是集中于顯熱儲(chǔ)熱材料和相變材料,尤以儲(chǔ)熱密度高、儲(chǔ)熱裝置結(jié)構(gòu)緊湊的高溫相變材料為主,其中各種混合鹽類(lèi)因其可以在中高溫工作區(qū)域內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)不同鹽類(lèi)的配比來(lái)控制物質(zhì)的熔融溫度而吸引了很多研究者的興趣。除了鹽類(lèi)的簡(jiǎn)單混合,研究人員正嘗試加入金屬合金以及其它復(fù)合材料并通過(guò)納微材料合成技術(shù)和納微尺度傳熱強(qiáng)化技術(shù)制備成滿足要求的納微結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱材料,以解決其傳熱性能(導(dǎo)熱系數(shù))、力學(xué)性能(強(qiáng)度)和化學(xué)穩(wěn)定性較差的問(wèn)題。在儲(chǔ)熱過(guò)程(系統(tǒng))方面,不僅關(guān)注儲(chǔ)熱換熱器本身的性能,而且以換熱系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)整體為著眼點(diǎn),通過(guò)在現(xiàn)有的熱流網(wǎng)絡(luò)中添加儲(chǔ)熱單元這一環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)能量的比較好配置,提高系統(tǒng)整體的效率 。如前所述,終端用戶所需的各種能量絕大部分是通過(guò)熱能的形式轉(zhuǎn)化或以熱能為較終形式的,因而加入儲(chǔ)熱環(huán)節(jié)是對(duì)系統(tǒng)能量流在時(shí)空上調(diào)節(jié)和優(yōu)化配置的較簡(jiǎn)單方式。然而必須注意這樣一種系統(tǒng)尺度上的調(diào)節(jié)是一種多物理過(guò)程、非穩(wěn)態(tài)、強(qiáng)非線性耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。長(zhǎng)春地采暖安裝價(jià)格

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