适于暖通空调体系之低温相变储能原料研制

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1、适于暖通空调体系之低温相变储能原料研制第1章绪论1.1课题及研究目的和意义在用电高峰期，一般会出现拉闸限电的现象，从而影响了人们的生活及企业的生产。而在用电低谷时期，电力资源不能被很好的利用，从而导致电力的浪费。毫无疑问，过大的电网负荷峰谷差将会严重的阻碍我国经济的发展。为了解决这一问题，我国政府在1994年出台了峰谷电价政策和1995-2000年节电规划，明确指出了节约高峰电力将是缓解缺电矛盾的重要一环，并提出到2000年，用电移峰1000-1200万千瓦的目标，以缓解目前存在的矛盾。到2007年，全国大部分省市均在销售侧实行了峰谷电价政策。200

2、8年国务院扩大了峰谷电价的实施范围，促进了节能减排。为了鼓励用户各自将用电高峰削平，各省市、地区的电力部门纷纷公布用电政策和峰谷分时电价，以经济手段推动电力移峰填谷的实现，并且大力提倡创新发展低谷用电节能产业。目前建筑节能已变成我国现阶段能源战略的重点，这也是关系到我国国计民生的重大课题。由于能源的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性，为了合理的解决能源供给与需求失配的矛盾，提高能源利用效率和保护环境，储能技术应运而生。它在太阳能的利用、电力的移峰填谷、废热和余热的回收利用，以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是近年来能源科

3、学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。相变储能是指物质在相变过程中吸收或释放能量。物质相变的过程是一个等温或近似等温，并伴有大量能量吸收或释放的过程，正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。本课题的研究目的是筛选可用于暖通空调系统中，且相变温度为19~45℃和70℃左右的低温相变储能材料，以及探索此相变储能材料的制备工艺，并对其热物性进行描述。进而对其应用技术方面进行探索。研制用于空调领域的低温相变储能材料，可将用电低谷期的廉价电能转化成热能储存起来，在用电高峰期再将这部分热量释放出来，减少高峰期的用电量，实现了削峰填谷的效应。

4、从而为提高电厂电网的效率，减少电厂电网设备投资，缓解电力供应压力提供了一条可持续发展的技术方案，研究结果具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。1.2国内外研究现状与分析1.2.1国外研究现状Salyer等人将硬脂酸以及其他脂肪酸经过特殊的处理后与SiO2等无机盐颗粒混合，得到一种以SiO2等无机盐为核、周围吸附着脂肪酸分子的稳定结构。这样脂肪酸可以随着温度的变化而发生相变，成为一种类似于固-固相变的PCM粉末。相变焓约为50J/g～150J/g，相变温度与脂肪酸的碳原子数量有关，约在-15℃～70℃之间。Inaba利用瞬态热线法、DSC差示热量扫描

5、仪、水热量计和体积膨胀计量器分别研究了较高熔点石蜡(54℃)和高聚乙烯按74:26的质量比混合而成的定形相变材料的有效热传导率、相变焓、比热和密度。通过测试得出此相变材料的相变焓为121.4kJ/kg，并且提出了该相变材料的比热和热传导率的拟合公式。Hadjievaa研究了无机水合盐Na2S2O3•5H2O在混凝土中的渗入情况，并研究了相变混凝土的热性能，Na2S2O3•5H2O的相变焓大约210kJ/kg，而相变混凝土的相变焓大约为110kJ/kg。热循环过程中存在渗漏现象，物理和化学稳定性能还有待进一步提高。Kenisarin

6、分析了太阳能储存系统所用的一百多种有机物和无机物的热物性。并且研究了影响其热容及稳定性的因素。指出脂酸类有机物越来越受关注，其价格便宜，能够应用于不同领域。脂酸类有机物的相变温度范围为-5℃~71℃，相变潜热范围为45~210kJ/kg。AhmetSari等人研究了棕榈酸和月桂酸的热物性，认为棕榈酸（相变温度为59.8℃）和月桂酸（相变温度为42.6℃）相变温度太高限制了在低温太阳能设备中的应用。他们用DSC技术分析了棕榈酸与月桂酸的混合物（质量比69:31）的热物性，结果表明其混合物的相变温度为35.2℃，相变潜热为166.3kJ/kg。Maria

7、NataliaR.Dimaano等人研究了65%的癸酸与35%的月桂酸的混合物，其相变温度为18℃，但是对应用于低温热能储存仍然较高。因此，他们在混合物中添加了十五烷，并进行了DSC测试，当癸酸-月桂酸混合物与正十五烷按照90:10的比例混合时，相变温度达到13.3℃，相变潜热达到142.2kJ/kg。SaritA,KaygusuzK研究了硬脂酸相变蓄能材料的热性能和相变稳定性，该蓄能材料的相变温度为60~61℃，相变潜热为186.5kJ/kg，但该蓄热材料需要容器封装，增加了传热热阻。日本KANAGA的交键聚乙烯小球加到石膏板中制备相变墙板。Kak

8、uichi等人研究了丁四醇的热物特性，发现其特性与冰相似，相变焓达到320kJ/kg，并且其特殊的性质是密度