高温相变换热材料的研究进展和应用

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1、万方数据第16卷第3期真空与低温2010年9月Vacuum＆Cryogenics125高温相变换热材料的研究进展和应用陈恩明，刘益才，陈凯，辛天龙，陈丽新(中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：随着全球性能源与环境的不断恶化，能源充分利用和新能源开发成为业界关注的重点。相变储热是利用相变材料在其物相变化过程中从环境吸收热(冷)量或向环境释放热(冷)量，从而达到能量的储存或释放的目的，并能与新能源结合应用。分析了高温相变材料的种类和各自特点，介绍了其在各行各业的应用情况，并对高温相变材料的未来发展进行了展望。关键词：相变材料；储热材料；相变中图分类号：TQl

2、l5文献标识码：A文章编号：1006-7086(2010)03-0125-06DOI：IO．39696．issn．1006--7086．2010．03．001THEDEⅦLOPⅣ【ENTANDAPPLICATIONoFHlGH—TENⅡ’ERATUREPHASE—CHANGEM．ATER队LSCHENsi-ming，LIUYi-c．ai，CI-IENKai，XINTian-long．C耻NLi-xin(SchoolofEnergyScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changslm410083,China)Abstrac

3、t：Asthedepravationoftheglobalenergycrisisandenvironmentalproblems，newenergyaswellasnewenergy—utilizingmethodsarecomingintofocus．Phase-changeenergystoragewiththepurposeofstoringorreleaseenergymakeuseofphasechangematerials(PCMs)toabsorbheat(cold)fromtheenvironmentorreleaseheat(cold)totheenvi

4、ronmentduringtheirphasechangeprocess．PCMscanalsointegratewithnewenergyapplicationmethods．Thisstudyanalyzedthedifferenttypesofhigh—temperaturephasechangematerialsandtheirowncharacteristics，introduceditsapplicationinvariousindustries，andmadeaprospectofhigh-temperaturephasechangematerialsfort

5、hefuturedevelopment．Keywords：PCM；energy—·storingmaterial；phasechanging1引言物质相变过程是一个等温或近似等温过程，在这个过程中伴随有能量的吸收或释放。相变储热是利用相变材料在其相变过程中，从环境吸收或释放热量，达到储能或放能的目的。高温相变材料具有相变温度高，储热容量大，储热密度高等特点，它的使用能提高能源利用效率，有效保护环境i1一，目前已在太阳能热利用、电力的“移峰填谷”、余热或废热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域得到了广泛的应用D．41。2相变储热技术储热方法通常有3种：显热储热、化学

6、反应储热和潜热储热(相变储热)。相变储热可以实现能量供应与人们需求在时间和空间达到一致的目的，又具有节能降耗的作用。相变储热材料按相变方式一般分为4类：收稿日期：2010-4)6-21．收稿日期：国家自然科学基金项目(50676110)资助。作者简介：陈思明(1987一)，男，湖北省武汉市人，硕士研究生，从事热声热机相关研究。万方数据126真空与低温第16卷第3期固一固相变、固一液相变、固一气相变及液一气相变材料圈；按相变温度范围可分为高温、中温和低温储热材料；按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括高分子类)储热材料。由于固一气相变材料相变时体积变化太大，使用时需要很多

7、的复杂装置，在实际应用中很少采用。相变储热材料在储热、放热过程中，温度波动范围很小，材料近似恒温，故可控制温度。其储热容量大，储热密度高，单位质量、单位体积的储热量要远远超过显热储热材料；且较之于化学反应储热，相变储热具有设备简单、体积小、设计灵活、使用方便等优势M。3高温相变储热材料3．1高温固一液相变材料固一液相变材料是指在温度高于相变点时物相由固相变为液相，吸收热量，当温度下降时物相又由液相变为固相，放出热量的一类相变材料。目前固一液相变材料主要包括结晶无机物类和有机物类2种。无机盐高温相变材料主要为高温熔融