相变储能材料 ppt课件
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相变储能材料相变过程一般是等温或近似等温过程,相变过程中伴有能量的吸收或释放,这部分能量称为相变潜热,利用相变过程的这一特点开发了许多相变储能材料。
与显热储能材料相比,潜热储能材料不仅能量密度较高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。
另外,它还有一个很大的优点,即这类材料在相变储能过程中,材料近似恒温,可以以此来控制体系的温度。
利用储能材料储能是提高能源利用效率和保护环境的重要手段之一,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾,在能源、航天、军事农业、建筑、化工、冶金等领域展示出十分广泛和重要的应用前景,储热材料的研究目前已成为世界范围内的研究热点。
相变储能材料的相变形式一般可分为四类:固—固相变、固—液相变、液—气相变和固—气相变。
由于后两种相变过程中有大量气体,相变物质的体积变化很大,因此,尽管这两类相变过程中的相变潜热很大,但在实际应用中很少被选用。
与此相反,固—固相变由于体积变化小,对容器要求低(容器密封性、强度无需很高) ,往往是实际应用中希望采用的相变类型。
有时为了应用需要,几种相变类型可同时采用。
相变储能材料按相变温度的范围分为高温(大于250 ℃) 中温( 100~250 ℃)和低温( 小于100 ℃) 储能材料; 按材料的组成成分又可分为无机类、有机类(包括高分子类) 及无机、有机复合相变储能材料。
相变材料是由多成份构成的,包括主储热剂、相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组成。
1、相变储能材料的机理相变材料从液态向固态转变时,要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中,材料要从环境中吸热,反之,向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热,发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时,材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时,产生了一个宽的温度平台。
该温度平台的出现,体了恒温时间的延长,并可与显热和绝缘材料区分开(绝缘材料只提供热温度变化梯度)。
水合物相变储能材料
水合物相变储能材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。
其在相变化过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量,从而达到热量存储和释放的目的,存储和释放热量的能力为相变材料的潜热。
以生活中常见的水为例,当温度低至0°C时,水由液态变为固态(结冰);当温度高于0°C时,水由固态变为液态(溶解)。
在这个过程中,水会吸收或释放热量。
此外,CaCl ₂·6H₂O是一种十分重要的无机水合盐相变材料,其相变温度为29°C,相变焓值为191J/g 左右,适合做与人类生活相关的节能材料。