暖通专业新技术

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1、暖通专业新技术1.蓄热原理物体在温度或状态发生变化时要吸收或放出热量，利用物体的这种特性，我们可以把热量蓄存起来，待需要时再释放出来。蓄热的意义在我们专业——供暖或空调工程的实际运行中，热负荷或冷负荷一般都是在变化的；供热和供冷，特别是自然界所能提供的热量或冷量与所需的热量（即负荷）无论是在时间上还是在数量上往往是不同步的。因此，为了充分利用能源，就需要蓄热。采用合适的蓄热方式，利用特定的装置，将暂时不用或多余的热量通过合适的材料蓄存起来，需要时再释放出来加以利用的方法称为蓄热技术。1.1蓄热技术的发展（1）可追溯到远古时代，天然的冰、雪，以改善生活环境（2）在国外的发展1873年

2、发明蓄能锅炉1929年变压蒸汽蓄能技术—蒸汽蓄能电站,高峰负荷发电50MW20世纪60年代，美国把相变材料热控技术用于航天上在相变储能理论研究与应用方面，美国一直处于领先地位，如太阳热储存、冰蓄冷技术、应用蓄热设备；其次是日本，20世纪70年代，研究用于采暖和制冷系统的相变材料，如水合硝酸盐、磷酸盐、氯化钙的蓄能；另外德国、瑞典、法国、意大利、前苏联等在蓄能的相变材料方面进行了大量的研究。（3）在国内的发展国内对蓄热相变理论和应用也进行了较广泛的研究，但起步晚，上世纪80年代开始，如相变蓄热、太阳房的蓄热、近年来的冰蓄冷，墙体蓄热，相变材料开发等研究较多。1.2热能的储存时间（1）

3、随时储存：随用随取。（2）短期储存：以天或周为储热的周期，其目的是维持一天（或一周）的热能供需平衡。（3）中期储存：以十天或二十天，或一个月、两个月为储热周期。（4）长期储存：以季节或年为储存周期，其目的是为了调节季节（或年）的热量供需关系。1.3蓄热材料1.3.1蓄热材料的必要条件（1）蓄热材料的热物性导热系数较大，比热较大，密度较大，焓值较大，相变材料的相变潜热较大。（2）蓄热温度范围适合根据需要的工作温度，选择合适材料，显热变化温度范围，相变温度等。（3）传热特性传热与材料的热物性有关，如导热系数，导温系数，比热以及流体的动力特性系数等。（4）循环动力要求循环动力小，流动阻力

4、小。（5）过冷和过饱和的特性在潜热蓄热中，PCM过冷却和过饱和都不能保持相变温度，而且蓄热量也会改变。（6）蓄热材料不易老化保持原有特性（性质稳定）。（7）蓄热材料的性能参数齐全性能参数齐全，而有些蓄热材料缺少完整的性能参数资料。（8）其他经济性（价格）、PCM的安全性（无毒、无害）、可燃性、对环境的污染和破坏性。1.3.2蓄热的方法大体可分为三类，即显热蓄热、潜热蓄热、化学蓄热。（1）显热蓄热通过温度升高或降低达到蓄热或释热的目的。比热容越大，密度越大，所蓄的热量就越多。在太阳能热水系统中多采用水作为蓄热材料；在空气为吸热介质的采暖系统中，通常选用岩石（床），卵石等为蓄热材料。(

5、2)潜热蓄热利用蓄热材料发生相变而蓄热。相变潜热比显热大得多，潜热蓄热具有更高的蓄热密度。一般大多采用固体—液体相变蓄热，熔点在适应范围内。液体—气体相变蓄热应用最广的是水，热性能、化学性能稳定，但体积变化大，蓄热容器大，适用于随时储存和短期储存。（3）化学蓄热利用某些物质在可逆化学反应中的吸热和放热来达到热能的蓄存和提取。是一种高能量密度的蓄存方法，技术难度大，在研究开发中，应用较少。1.3.3部分主要蓄热材料的热物性（1）显热蓄热材料固体岩石、土壤、混凝土等：导热系数小，反应慢，温度范围广，价格低；金属类：导热系数大，反应快，成形好，缺点是价格高，易氧化；高分子材料：价格比较便

6、宜，易成形，蓄热密度小，导热系数较小，一般不能用于高温。液体水：最常用，蓄热密度大，价格便宜，无污染，安全。水溶液：无腐蚀，氟类一般比较安全，使用温度可选择，缺点是蒸汽压力高，从环保方面受制约。复合媒体乳胶（蚀）液、胶囊固液系统温度域广，传热性能好等优点，有易沉淀等缺点。（2）潜热蓄热材料水，比热C=4.21KJ/Kg·K，固体相变潜热333KJ/Kg，与显热蓄热相比，装置紧凑，可小型化，蓄放热相变时，温度可保持一致。相变温度不能自由选择，反应慢，潜热蓄热系统中难以控制的是过冷，过饱和现象，它不仅与物性有关，还和容器壁，加热、冷却的速度，振动等多种因素相关。（3）化学蓄热材料蓄热密

7、度可非常大，受物性的组合限制，材料不同，蓄、放热的特性不同，反复使用常出现材料的劣化（老化）(4)蓄热材料表蓄热材料表T（K）Ρ（Kg/m3）C（KJ/Kg·K）λ（W/m·K）a（m·m2/s）tm（℃）△h（KJ/Kg）冰2739172.0672.221.1703332659182.0112.311.25石蜡C24H508001.80.370.2750.6162C24H428301.90.340.2236.4247NaNO31903580182混凝土23860.9