蓄热材料的研究现状及展望

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2007．No．1陶瓷·5·蓄热材料的研究现状及展望宋婧曾令可任雪潭税安泽刘艳春王慧(华南理工大学材料科学与工程学院广州510640)摘要全面地分析了各类蓄热材料的优缺点，着重介绍了各类潜热型蓄热材料的国内外研究现状．尤其对现在比较热门的复合相变蓄热材料的研究进展做了较为详细的论述，指出目前研究过程中存在的问题，并对潜热型蓄热材料的发展前景进行了展望。关键词蓄热材料相变材料温度调节节能在这3大类蓄热材料中，潜热型最具有发展前途，也是前言目前应用最多和最重要

2、的蓄热方式。材料蓄热的本质在于它可将一定形式的热量在特1潜热型蓄热材料的蓄热特点及研究定的条件下贮存起来，并能在特定的条件下加以释放现状和利用，因此可以实现能量供应与人们需求一致性的目的，并达到节能降耗的作用。正是这一本质，决定了物质由固态转变为液态，由液态转变为气态，或由蓄热材料必须具有可逆性好、贮能密度高、可操作性强固态直接转变为气态(升华)时，则将释放相变热，这是的特点。潜热型蓄热运用的基本原理。所以，潜热型蓄热按照按蓄热方式划分，蓄热材料一般可分为：显热型、相变的方式一般分为4类：固一固相变、固

3、一液相变、潜热型和化学反应型3大类⋯。其中，显热型的蓄热固一气相变及液一气相变。由于固一气相变和液一材料在储存和释放热能时，材料自身只是发生温度的气相变材料相变时体积变化太大，使用时需要很多的变化，而不发生其他任何变化。这种蓄热方式的优点复杂装置，因此尽管它们有很大的相变潜热，但在实际是操作简单，成本低，但在释放能量时，其温度发生连应用中很少被采用。综上所述，固一固相变和固一液续变化，不能保持恒温，因此无法达到控温的目的，该相变是目前蓄热材料中研究的重点另外，相变蓄热类材料蓄热密度较低，盛装容器体积庞大

4、，应用价值不材料按相变温度的范围可分为：高温、中温和低温蓄热是很高。潜热型是利用蓄热材料在相变时吸热或放热材料，按材料的组成成分可分为无机类和有机类(包括的现象，来进行热能储存和温度调节控制，这类材料不高分子类)蓄热材料。蓄热材料通常是由多组分体系仅具有容积蓄热密度大，而且具有设备简单、体积小、构成的，包括蓄热剂、相变温度调整剂、防过冷剂(成核设计灵活、使用方便且易于管理0等优点。它在相变剂)、悬浮剂、防相分离剂(当固、液相共存时因密度差蓄热过程中，材料近似恒温，可以此来控制体系的温易发生相分离)和促进

5、剂。度。而化学反应型储热材料是利用可逆化学反应通过1．1固一液相变材料蓄热的种类和特点热能和化学能的转换进行蓄热的。它是一种高能量密固一液相变材料是指在温度高于相变点时物l卡}{ff】度的储存方式，但它在使用时存在技术复杂、一次性投固相变为液相，吸收热量，当温度下降时物相又由液相资大及整体效率不高等缺点，从而限制了它的发展。变为固相，放出热量的一类相变材料。广东省自然科学驰金资助项}l(项¨编：0~20035)维普资讯http://www.cqvip.com·6·陶瓷目前固一液相变材料主要包括结晶无机物

6、类和有达l000次的试验，并预测该材料可相变2000次。仅栅物类2种。I，而无机物中最主要的是结晶水合盐次于美国的是日本，在20世纪70年代早期，日本三菱类。结晶水合盐类是中、低温相变贮能材料中的重要电子公司和东京电力公司联合进行了用于采暖和制冷类型，其相变温度一般在0一l50℃之间不等，具有较的相变材料的研究，研究了水合硝酸盐、磷酸盐、氟化大的熔解热和固定的熔点。它们具有使用范围，一、导物和氯化钙。我国对蓄热材料的研究始于20世纪80热系数大、熔解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、年代初，而且早期主

7、要研究对象是相变材料中的无机一般呈中性、毒性小及价格便宜等优点。但是，这类材水合盐类。1983年华中师范大学阮德水等对典型料通常存在着2个问题，一是过冷现象，当液态物质冷的无机水合盐Na2sO·10tt20和NaCH，CO0·3H。0的成却到“凝固点”时并不结晶，而须到“冷凝点”以下的一核作用进行了系统研究，较好的解决了无机水合盐的定温度时才开始结晶，同时使温度迅速上升到冷凝点。过冷现象。这就促使物质不能及时发生相变，造成结晶点滞后，成1．2．1无机水合盐类核率降低。目前的解决办法主要是：①加微粒结构与

8、无机水合盐是目前中低温广泛应用的储能相变材盐类结晶相类似的物质作为成核剂；②保留部分固态料，其在太阳房采暖系统、家用电器等领域已经得到应相变材料，即保持部分冷区，使未熔化的部分晶体作为用。表1列出了部分常用无机水合盐相变材料的物理成核剂，这种方法称为冷指法。二是出现相分离，即加性能，更多的其他无机水合盐(约70多种)的物理性能热使结晶水合物变成无机盐和水时，某些盐类有部分请参照文献[10]。不完全溶解于自身的结晶水，而沉于容器底部，冷却时表