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熔鹽作為相變儲(chǔ)熱材料,相變焓較大、儲(chǔ)熱密度高、價(jià)格適中,在中高溫儲(chǔ)熱應(yīng)用領(lǐng)域具有較大的發(fā)展?jié)摿Α5侨埯}導(dǎo)熱性不佳且與金屬合金相變材料都存在較嚴(yán)重的高溫腐蝕等問(wèn)題,仍然是制約其規(guī)模應(yīng)用的難題。太陽(yáng)能、工業(yè)余熱的分散性和大能級(jí)跨度以及可再生能源的間歇性等,都需要中高溫相變儲(chǔ)熱技術(shù)。儲(chǔ)熱技術(shù)的研究涉及到材料科學(xué)、化學(xué)工程、機(jī)械工程、傳熱傳質(zhì)學(xué)與多相流動(dòng)等多個(gè)學(xué)科的交叉領(lǐng)域。開(kāi)發(fā)高性能中高溫相變儲(chǔ)熱材料對(duì)中高溫儲(chǔ)熱領(lǐng)域,尤其太陽(yáng)能熱發(fā)電、工業(yè)余熱回收等領(lǐng)域有著重要意義。與之相比,功率型需求一般要求有快速響應(yīng)能力,但是一般放電時(shí)間不長(zhǎng)(如系統(tǒng)調(diào)頻)。北京家用采暖
儲(chǔ)熱主要包括顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱三種形式。采用儲(chǔ)熱技術(shù)可緩解熱能供求在時(shí)間上、強(qiáng)度上和空間上不匹配的矛盾,是熱能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的重要手段。潛熱儲(chǔ)熱是利用儲(chǔ)熱材料相變過(guò)程釋放或吸收的潛熱進(jìn)行熱量的存儲(chǔ)和釋放。相比于顯熱儲(chǔ)熱,潛熱儲(chǔ)熱具有單位體積儲(chǔ)熱密度大的優(yōu)點(diǎn),且在相變溫度范圍內(nèi)具有較大能量的吸收和釋放,存儲(chǔ)和釋放溫度范圍窄,有利于充熱放熱過(guò)程的溫度穩(wěn)定。為了提高能量轉(zhuǎn)換效率和降低成本,太陽(yáng)能熱利用技術(shù)正朝著更高工作溫度發(fā)展,熱發(fā)電的工作溫度已經(jīng)超過(guò)600℃,而大量工業(yè)余熱的溫度也非常高。陜西家用采暖系統(tǒng)生產(chǎn)廠化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱在受熱或冷卻時(shí)發(fā)生可逆反應(yīng)。
中溫相變儲(chǔ)熱材料的效率相對(duì)較低,體積和質(zhì)量相對(duì)龐大,適合大規(guī)模應(yīng)用,主要針對(duì)地面民用領(lǐng)域,經(jīng)常作為其他設(shè)備或應(yīng)用場(chǎng)合的加熱源,可用于太陽(yáng)能熱發(fā)電、移動(dòng)蓄熱等相關(guān)領(lǐng)域。這類材料有硝酸鹽、硫酸鹽和堿類。另外,通過(guò)將2種或2種以上無(wú)機(jī)或有機(jī)類相變材料結(jié)合在一起進(jìn)行復(fù)合也是制備中溫相變儲(chǔ)熱材料的一種可行途徑。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:鹽與復(fù)合鹽、金屬與合金和高溫復(fù)合相變材料。
相變儲(chǔ)熱是一種以相變儲(chǔ)能材料為基礎(chǔ)的高新儲(chǔ)能技術(shù)。主要分為熱化學(xué)儲(chǔ)熱、顯熱儲(chǔ)熱和相變儲(chǔ)熱。顯熱儲(chǔ)熱是目前應(yīng)用非常普遍的一種儲(chǔ)熱方式,然而它的儲(chǔ)熱密度小。相比起來(lái),相變儲(chǔ)熱的儲(chǔ)熱密度是顯熱儲(chǔ)熱的5~10倍甚至更高。由于具有溫度恒定和儲(chǔ)熱密度大的優(yōu)點(diǎn),相變儲(chǔ)熱技術(shù)得到了非常普遍的研究,尤其適用于熱量供給不連續(xù)或供給與需求不協(xié)調(diào)的工況下。相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)作為解決能源供應(yīng)時(shí)間與空間矛盾的有效手段,是提高能源利用率的主要途徑之一。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。
太陽(yáng)能熱利用與建筑節(jié)能等領(lǐng)域?qū)ο嘧儍?chǔ)熱材料的需求,使低溫范圍儲(chǔ)熱材料具有普遍的應(yīng)用前景;高溫工業(yè)爐儲(chǔ)熱室、工業(yè)加熱系統(tǒng)的余熱回收裝臵以及太空應(yīng)用,推動(dòng)了高溫相變儲(chǔ)熱技術(shù)的迅速發(fā)展。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)制冷、低溫和高溫相變儲(chǔ)熱材料(PCM)做了相當(dāng)多的研究,但中溫PCM則較少使用。不過(guò),近年來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展給中溫PCM的應(yīng)用創(chuàng)造了很大的空間。高溫相變儲(chǔ)熱材料:高溫相變材料的熱物性相變材料的熱物性主要包括:相變潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、膨脹系數(shù)、相變溫度等直接影響材料的儲(chǔ)熱密度、吸放熱速率等重要性能,相變材料熱物性的測(cè)量對(duì)于相變材料的研究顯得尤為重要。能量型需求一般需要較長(zhǎng)的放電時(shí)間(如能量時(shí)移),而對(duì)響應(yīng)時(shí)間要求不高。電地暖采暖爐生產(chǎn)廠家
顯熱儲(chǔ)熱是通過(guò)儲(chǔ)熱材料的溫度的上升或下降來(lái)儲(chǔ)存熱能。北京家用采暖
儲(chǔ)熱系統(tǒng)普遍應(yīng)用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié),典型應(yīng)用領(lǐng)域主要包括:發(fā)電側(cè)、輔助服務(wù)、電網(wǎng)側(cè)、可再生能源領(lǐng)域和用戶側(cè)。根據(jù)儲(chǔ)熱技術(shù)數(shù)據(jù),截至2017年底,從全球已投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)熱項(xiàng)目的應(yīng)用分布上來(lái)看,輔助服務(wù)領(lǐng)域的累計(jì)規(guī)模比較大,占比約為34%,集中式可再生能源并網(wǎng)和用戶側(cè)領(lǐng)域分列二、三位,占比分別為28%和18%。與會(huì)**指出,目前儲(chǔ)熱的投資回收期比較長(zhǎng),通常是在7~10年左右,經(jīng)濟(jì)性不是很好,但目前儲(chǔ)熱在調(diào)頻領(lǐng)域的收益很好,其調(diào)頻能力相當(dāng)于火電調(diào)頻的20倍。以中國(guó)電力科學(xué)研究院運(yùn)營(yíng)的電網(wǎng)的儲(chǔ)熱調(diào)頻電站示范項(xiàng)目為例,每年可增收1500萬(wàn)~2000萬(wàn)元的收益。北京家用采暖
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