储热材料

摘要： 相变储热技术作为当前储热研究领域中的重点,在能源利用效率的提高方面效果显著。作为高效储热技术之一,固-固相变储热主要通过固体相变实现热量的吸收和释放。相比于固-液相变储热,固-固相变储热相变过程中体积变化小,同时无明显相分离、泄露等现象,在节能、环保和新能源等诸多领域中具有巨大的发展潜力。有机固-固相变储热材料主要包括高分子聚合物、多元醇以及层状钙钛矿,其中聚合物类主要由"软相"大分子借助化学键连接"硬相"聚合物骨架形成。"软相"作为相变过程的主体,升温至转变温度发生固-液转变;而"硬相"骨架限制其宏观流动,起到维持固体形态的作用。多元醇在低温下呈现层状晶体结构,层间分子通过氢键相连接,进行固相转变时部分氢键断裂,分子转向面心立方晶体结构。层状钙钛矿则是由有机层的长链烷烃以及无机层的金属配位四面体[MX_(4)^(2-)]交替组合而成的夹层状晶体结构,其固-固相变机理与高聚物相似,即有机层的长烷基链进行有序-无序转变,而无机层结构保持不变。现阶段在有机固-固相变储热材料的制备技术方面,聚合物类材料主要通过接枝共聚、嵌段共聚等方法,以聚乙二醇为相变介质借助化学键结合到聚合物骨架上而形成;多元醇适用于中高温工作条件下,其相变温度和相变焓与所含氢键数相关,通过多元复合配比可调整其热物性能;层状钙钛矿的热物性取决于其组成烷基链的长度,可选择制备多元体系以拓宽相变温度范围。近年来,为满足实际应用中对高储热功率的要求,除了致力于开发新型相变储热材料外,研究人员对相变材料的导热强化技术也在不断改进中。本文基于固-固相变的机理,针对当前国内外固-固相变储热技术的研究,分别从相变行为的特征、材料制备、性能优化技术和应用等方面对固-固相变储热技术进行了详细的总结和分析。并在此基础上,从材料制备和相变机制控制的角度,对固-固相变储热材料研究面临的技术壁垒以及未来的研究方向进行了科学的展望,以期对新型储热材料,尤其是中高温固-固相变储热材料的开发提供有价值的专业参考。

摘要： 膨胀石墨作为新型环保材料,在多个领域中发挥着显著的环保效用,应扩大其应用范围,强化环保成效。基于此,文章对新型环保材料膨胀石墨进行了概述,说明了新型环保材料膨胀石墨的应用类别与功能,阐述了新型环保材料膨胀石墨的具体应用,包括妥善处理含油污水、吸附有毒气体、充当污染物脱除材料、充当电池增强导电性、提升储热材料的导热性。

摘要： 建筑的能源成本随着建筑规模的不断扩大在不断提升,因此找到节能环保、价格低廉的建筑材料非常重要。为此,研究了复合相变储热材料在建筑节能中的应用这一课题。复合相变储热材料在混凝土中的应用,增强了混凝土的蓄热能力;运用在保温墙中,可以提升保温墙的控温能力;最后将复合相变储热材料与涂料相融合,提升了涂料的黏结强度。通过实例分析可知,应用复合相变储热材料后的建筑比应用前保温能力更强。

摘要： 建筑物的能源消耗非常大,且会产生大量温室气体,若将建筑产生的多数能耗应用于空间加热与冷却,可以营造更加舒适且良好的热环境。相变材料属于潜能储能材料,可在相变时储存或者释放能量,有效缓解温度波动,还可确保建筑物的整体热舒适性。以相变材料作为辅料进行建筑围护结构设计制造,可在很大程度上提升其热容量,且基于相变储能作用,可全面控制传热过程,因此在建筑领域常采用固液相变材料。基于此,本文以相变材料作为载体制备了建筑围护结构用复合相变蓄热材料,并对其性能进行了测试分析。

摘要： 我国高寒地区全年平均气温低,平均气温低于0°C的时间长。低温环境易造成农牧区供水设备发生冰冻,无法正常运行,严重影响供水安全。为保障低温环境下供水设备的安全运行,设计了防冻保温装置,包括储热材料设计、管路设计、翅片设计、传热计算等,该设计可在缺少电力供应的情况下保障供水设备安全运行,对装备防冻具有重要的意义。

摘要： 基于标准热阻和能量流法,推导出储热材料与换热流体的瞬态换热热阻,通过类比电路分析法,获得了储热-换热过程的瞬态热量流模型及动态响应时间常数.进一步引入节点温度,重新定义换热热阻,获得了储热与换热过程耦合的三阶电路瞬态热量流模型,求解得到了加热、储热和释热三类时间常数,可用于协同表征储热材料中储热与释热的快慢程度,从而实现了多类储热材料的归一化动态表征.通过数值模拟验证与应用对比分析,发现基于多时间常数的归一化动态模型用于表征储热材料的动态特性是可行的,可直接对不同换热、储热材料进行对比分析.案例分析发现与固体储热材料换热时,液态金属的动态换热能力优于熔融盐,而相比于水蒸气和CO2,空气与陶瓷材料换热能更快达到稳态.

摘要： 化学储热作为一种储热密度高、存储时间长、运输距离远的储热方式,近些年来得到广泛研究。首先针对现存的几类固–气两相化学储热反应体系的基本原理和研究进展进行了综述,主要涉及金属氢氧化物反应体系、金属氧化物反应体系、碳酸盐反应体系以及水合盐反应体系。然后依据固相反应物在反应器内的运动状态,将反应器分为固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器3类,并分别对其研究进展进行了总结。最后基于目前在化学储热研究中存在的一些不足,分析了化学储热未来的发展趋势。目前,化学储热充/放热过程的有效控制仍需进一步研究,化学反应速率与传热的强化与匹配也还存在技术困难。长期运行状况下,化学储热的循环稳定性仍有待进一步探究。

摘要： 利用火焰产生的热烟气对NaNO3/SiO2/C复合无机相变储热材料进行直接接触式热冲击实验,借助于锥形量热仪、DSC、TG和DTG等表征手段分析了材料阻燃性和不同升温速率下材料的受热相变和热分解过程.研究发现,温度低于350°C时,材料的相变峰温和潜热随着升温速率的增大而增大,热性能和安全性较好;温度高于500°C时,热分解的失重率也随着升温速率的增大而增大,且热分解加剧,热性能和安全性能变差.

摘要： 设计和搭建热冲击实验系统,以旋流滞止火焰形式对复合无机相变储热材料进行垂直热冲击,研究高温下热冲击对储热材料的热性能、微观结构、化学稳定性的影响并评价其安全性.结果表明,由于热传导、热对流和热辐射综合作用于复合无机相变储热材料上,适度热冲击,热量可被储热材料吸收并储存,熔融盐硝酸钠发生物理相变,温度下降后能基本恢复原样,储热性能稳定;而过度热冲击,过高的热量和温度会导致熔融盐硝酸钠的分解,生成亚硝酸钠和氧气,如温度不断升高,会进一步分解生成一氧化氮和二氧化氮,储热能力会急剧降低,甚至失去储热能力而导致毁损.这对于储热材料在工业应用中的储热稳定性、化学稳定性和使用安全性具有重要指导意义.

摘要： 为改善柴油机的冷启动性能,降低启动阶段有害气体的排放,以聚乙二醇(10000)作为相变储热材料,根据某型柴油机在低温下的升温需求,设计一种改善柴油机冷启动性能的多管道环腔相变储热装置.通过Fluent软件对该储热装置在环境温度分别为-40、-30、-20、-10和0°C情况下进行12 h的保温仿真计算,研究保温材料厚度和环境温度对其保温性能的影响,结论表明:在不影响车辆正常运行的前提下应尽可能地增加保温材料的厚度;选取50 mm厚的二氧化硅气凝胶作为保温材料,在-40°C的环境温度下保温12 h后,该装置仍具备加热冷却液的能力.

摘要： 储热技术是太阳能热发电行业的关键技术,也是实现能源多样化综合应用的核心技术.通过大规模储热应用,可将不可控的能量输入转化为可控的能量输出,改善风能、太阳能等可再生能源的不连续、不稳定性,以实现安全、稳定供电、供能. 根据储热技术在能源结构中的重要性和发展趋势,本文重点介绍了太阳能热发电中储热系统和储热材料的研究及应用,并提出风-光-热-储系统解决方案,以实现风电、光伏、储能式光热等不同类型可再生能源联合发电.该解决方案以具备储能的太阳能热发电作为调节手段,补偿风力发电、光伏发电的间歇性和不稳定性,并利用智慧能源技术将光热、风力、光伏联合电力平稳上网,以推动光热、光伏、风电产业协同健康发展,实现能源产业结构转型升级.

摘要： 低熔点合金具有导热系数高、储能密度大、使用温度范围广、性能稳定等特点,是一种潜在的宽温域传热工质和中低温相变储热材料.本文结合低熔点合金的相变温度、相变潜热、热导率及相变稳定性等热物理性能,综述了低熔点合金相变储热材料的研究进展;介绍了液态低熔点合金传热材料的蒸汽压、表面张力、黏度及比热容等性能,以及低熔点合金在高温下与容器材料的相容性;对低熔点合金传热储热材料的下一步研究进行了展望.

摘要： 本文综述了相变储热材料的研究现状,详细讨论了其分类、性能及优缺点,同时介绍了各类相变材料的一些应用及要解决的问题.

摘要： 介绍了飞轮储能、压缩空气储能、电池储能等储能技术。在此基础上研究了储热材料的工作温度区间，及其成分与性质。采用重结晶法、沉淀法制备了储热熔盐材料；分析了改性无机盐相变储热材料、泡沫金属相变材料、合金相变储热材料-Mg/Bi合金、有机/无机复合相变储热材料、凝胶因子等材料的微观结构以及储热机理。

摘要： 分析了铝管外换热流体温度及流速对铝管内石蜡储放热的影响，并通过简化石蜡相变模型，反推得到放热过程中液相石蜡区域半径。结果表明：风速越大，储热时间越短，最短的储热时间为1380s，属于温度为80°C、风速为3m/s的情况；在一定温度下，风速越大，管壁温度下降越快，放热时间越短；通过反推液相区半径发现，风速越小，石蜡凝固越慢，放热结束时的液相区越大；最小液相半径出现在空气温度为80°C，风速为1.5m/s的情况下，其值为4.19mm。

摘要： 分析了铝管外换热流体温度及流速对铝管内石蜡储放热的影响，并通过简化石蜡相变模型，反推得到放热过程中液相石蜡区域半径。结果表明：风速越大，储热时间越短，最短的储热时间为1380s，属于温度为80°C、风速为3m/s的情况；在一定温度下，风速越大，管壁温度下降越快，放热时间越短；通过反推液相区半径发现，风速越小，石蜡凝固越慢，放热结束时的液相区越大；最小液相半径出现在空气温度为80°C，风速为1.5m/s的情况下，其值为4.19mm。

摘要： 分析了铝管外换热流体温度及流速对铝管内石蜡储放热的影响，并通过简化石蜡相变模型，反推得到放热过程中液相石蜡区域半径。结果表明：风速越大，储热时间越短，最短的储热时间为1380s，属于温度为80°C、风速为3m/s的情况；在一定温度下，风速越大，管壁温度下降越快，放热时间越短；通过反推液相区半径发现，风速越小，石蜡凝固越慢，放热结束时的液相区越大；最小液相半径出现在空气温度为80°C，风速为1.5m/s的情况下，其值为4.19mm。

摘要： 分析了铝管外换热流体温度及流速对铝管内石蜡储放热的影响，并通过简化石蜡相变模型，反推得到放热过程中液相石蜡区域半径。结果表明：风速越大，储热时间越短，最短的储热时间为1380s，属于温度为80°C、风速为3m/s的情况；在一定温度下，风速越大，管壁温度下降越快，放热时间越短；通过反推液相区半径发现，风速越小，石蜡凝固越慢，放热结束时的液相区越大；最小液相半径出现在空气温度为80°C，风速为1.5m/s的情况下，其值为4.19mm。

摘要： 本发明涉及一种基于相变材料的储热器和包括该储热器的移动储热装置。所述储热器包括外壳、填充在外壳中的导热相变材料和位于外壳内的包括加热流体管道的换热器。本发明还涉及包括所述储热器和运输装置的移动储热装置。本发明的储热器内大量填充高性能相变材料作为储热介质，属于热源端与客户端的热量传递而非介质传递，显著优于以热源端的水介质或填充有少量相变材料的移动储热装置的储热性能；所述储热器还包括独立于加热流体管道的受热流体管道分开，可用于非洁净高温流的余热回收，长期使用不会污染例如自来水管道；本发明的可选的控制系统能够实现实时监控与后台监控。

摘要： 一种储热式热泵空调装置的储热器，由石墨/石蜡复合相变储热材料、外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器和圆柱型容器所组成。外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器置于圆柱型容器内，石墨/石蜡复合相变储热材料填充在外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器外的容器空间内，制冷介质在外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器的管内流动，并通过盘管壁和翅片与盘管外石墨/石蜡复合相变储热材料进行热量交换，实现热量的储存和释放。石蜡/石墨复合相变储热材料为定型相变材料，在发生相变时始终保持固态，不存在液态的泄漏问题，而且可抑制石蜡的可燃性；石墨/石蜡复合相变储热材料导热系数大，而且外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器换热面积也大，因而传热效率高。

摘要： 本发明的一侧面提供一种树脂组合物、储热材料及包括储热材料的物品，树脂组合物含有丙烯酸树脂，所述丙烯酸树脂是使包含下述式(1)所表示的第一单体、与可和第一单体共聚且具有封闭异氰酸酯基的第二单体的单体成分聚合而成。式中，R

摘要： 本发明涉及储热材料技术领域，公开了一种低取向度储热材料、制备储热材料用组合物及储热材料制备方法，以所述储热材料的总质量计，所述储热材料包括37‑70wt％的鳞片石墨，13‑47wt％的连续相组分和15‑49wt％的球形粉体；其中，所述连续相组分包括碳组分或石墨组分，所述球形粉体的球度为0.8‑1，球形粉体粒径与鳞片石墨粒径的比值为0.3‑1；所述储热材料的垂直热导率/面向热导率的比值为0.3‑0.6，面向热导率为40‑80W/mK。本发明提供的储热材料具有取向度低，密度小且抗压强度好的优点。

摘要： 本发明属于储热技术领域，尤其涉及一种以陶瓷为储热材料的高温储热装置及储热方法，高温储热装置包括罐体，所述罐体内设有盘管式换热器，所述罐体与盘管换热器之间填充有陶瓷球，所述陶瓷球内包裹有铝丝，所述罐体内还填充有铝，所述罐体外面套有保温层，所述保温层包括第一抗热传导保温层、抗热辐射保温层、第二抗热传导保温层、物理保护层，所述抗热辐射保温层位于第一抗热传导保温层、第二抗热传导保温层之间，所述物理保护层位于第二抗热传导保温层的外面。

摘要： 一种储热式热泵空调装置的储热器，由石墨/石蜡复合相变储热材料、外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器和圆柱型容器所组成。外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器置于圆柱型容器内，石墨/石蜡复合相变储热材料填充在外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器外的容器空间内，制冷介质在外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器的管内流动，并通过盘管壁和翅片与盘管外石墨/石蜡复合相变储热材料进行热量交换，实现热量的储存和释放。石蜡/石墨复合相变储热材料为定型相变材料，在发生相变时始终保持固态，不存在液态的泄漏问题，而且可抑制石蜡的可燃性；石墨/石蜡复合相变储热材料导热系数大，而且外表面具有花瓣型翅片的螺旋盘管换热器换热面积也大，因而传热效率高。

摘要： 本发明涉及储热材料技术领域，公开了一种低取向度储热材料、制备该储热材料的组合物及其制备方法。以储热材料的总量为基准，该储热材料包括20‑60wt％的多孔导热骨架、40‑80wt％的填充在所述多孔导热骨架内的碳组分或石墨；其中，储热材料的孔隙率≤1％，垂直热导率与面向热导率之比为0.5‑1，面向热导率为50‑300W/mK。本发明提供的储热材料具有垂直热导率与面向热导率差异小，面向热导率大，基本不存在内部孔隙的优点。

摘要： 本发明涉及储热材料技术领域，公开了一种储热碳材料及其制备方法与应用、用于制备储热碳材料的组合物。该储热碳材料的石墨化度≥92％；所述储热碳材料的整体取向度D(x)/D(z)为500‑900；所述高强度储热碳材料的z面取向度D(z)/E(z)为0.2‑8；所述储热碳材料的抗压强度20‑60MPa，热导率200‑500W/mK。该储热碳材料具有高的石墨化度以及特定的整体取向度和z面取向度，由此该储热碳材料具有高的成型密度、热导率以及抗压强度。

摘要： 本发明涉及储热材料领域，公开了一种高强度储热碳材料及其制备方法与应用、一种用于制备高强度储热碳材料的组合物。该强度储热碳材料的石墨化度≥90％；所述高强度储热碳材料的整体取向度D(x)/D(z)为100‑500；所述高强度储热碳材料的z面取向度D(z)/E(z)为2‑30。该高强度储热碳材料具有特定的整体取向度和z面曲线度，并且该储热碳材料在保持高的成型密度和热导率的前提下，具有优异的抗压强度。

摘要： 本发明涉及储热材料技术领域，公开了一种煤基储热碳材料及其制备方法与应用、一种用于制备煤基储热碳材料的组合物与应用。所述煤基储热材料包括组分A和组分B；所述组分A的ID/IG为0‑0.6，所述组分B的ID/IG1；其中，ID为通过拉曼光谱获得的D峰的高度，IG为通过拉曼光谱获得的G峰的高度；所述煤基储热碳材料通过XRD获得的c轴方向的微晶尺寸Lc为15‑70nm，a轴方向的微晶尺寸La为15‑150nm，(002)晶面的层间距d002为3.345‑3.370nm。该煤基储热碳材料既包含有强度高的碳结构又有热导率高的石墨结构，使得该煤基储热同时具备高的抗压强度和高的热导率。