储热材料及其应用

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储热材料及其应用

作者：龚欣欣 张元芳

来源：《科技创新与应用》2014年第34期

摘 要：文章介绍了储热的主要分类及其原理，对存储材料分类，说明各类材料的特点。介绍了储热材料在工程中的应用和发展。 关键词：存储材料；蓄能；蓄冷/热 引言

能源和环境问题的日益严重迫使人们不断开发清洁能源能源。风能、太阳能、地热能、生物能、海洋能等不断被人们开发研究。储热介质是一种能够储存能量并提高能源利用率起到环境保护作用的物质。储热介质为储热技术的核心，人们对其研究也在不断深入。储热技术已在太阳能利用、电力调峰、工业废热和余热的回收利用中广泛应用。 1 储热方法及储热材料 1.1 显热存储

显热存储是指储热材料随着温度的升高或降低而吸热或放热的现象。显热存储介质普遍存在易得、化学性质稳定，但温度波动大。根据显热存储介质的形态可分为液体显热存储介质和固体显热存储介质。液体显热存储介质有乙醇、丙醇、丁醇异、丁醇辛烷和水。当储热温度较高时高压容器的费用很高，水则不适合做为存储介质。固体显热存储介质主要有岩石土壤金属类以及无机氧化物类。固体显热存储介质不和其他物质发生反应、不易腐蚀、便宜易得。固体显热存储主要有岩石床储热器和地下土壤储热器。 1.2 潜热存储

潜热存储是指物质由固到液、液到气或由固到气时吸收相变热，逆反应时释放相变热。按化学组成分为有机物类和无机物类。无机物类储热密度大、腐蚀性小、成本低，是目前固-液存储主要的研究方向。广泛用于废热、余热回收和太阳能相变储能。无机物类分为水和盐类和熔盐类。水和盐类主要应用于中低温相变存储，其融化热大、热导率高、体积变化小。但因其易出现过冷和分层现象要加入防过冷剂和防相变分离剂。常用的无机水和盐相变材料主要有硫酸钠水合盐、三水醋酸钠等。常见的熔盐是硝酸盐、碳酸盐、氯化物和氟化物。其缺点是热导率低和腐蚀严重。有机相变材料在固态时易成型、腐蚀性小、化学性质稳定、便宜易得、不易出现过冷和分层。有机相变材料主要分为石蜡、酯酸类、多元醇类。石蜡的分子式为CnH2n+2，它由直链烷烃混合而成。其熔点和溶解热随着碳链的增加而增大，当n=12～36时的熔点为-12～759℃。石蜡的热导率仅为0.15W/（m·℃），密度小溶解时体积增大11%～15%。酯酸类的分子式为CnH2n+2O2，其性能类似于石蜡类。多元醇适用于固-固相变蓄热，

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