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常用的多元醇有季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基乙烷、三甲醇丙烷、2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇等。多元醇的相变温度较高,很大程度上限制了其使用。每一种多元醇都有一定的转变温度和转变热,多元醇之间还可以形成转变温度较低的“合金”,如果将两种多元醇按不同比例混合,可以得到具有不同的较宽相变温度范围的混合储热材料,以适应对温度有不同要求的应用。多元醇相变材料的缺点是将其加热到固—固相变温度以上时,它们由晶态固体转变为塑晶,塑晶有很高的固体蒸气压,易挥发,从而导致其使用时仍需容器封装。
高分子相变材料主要是指一些高分子交联树脂,如交联聚烯烃类、交联聚缩醛类和一些接枝共聚物。目前使用较多的是聚乙烯。聚乙烯价廉,易于加工成各种形状,表面光滑,易于与发热体表面紧密结合,导热率高,且结晶度越高其导热率也越高。尤其是结构规整性较高的聚乙烯,具有较高的结晶度,因而单位重量的熔化热值较大。
高密度聚乙烯的熔点一般都在125℃以上,但通常在100℃以上时就会软化,经过辐射交联或化学交联之后,其软化点可以提高到150℃以上,而晶体的转变却在120~135℃之间。这种材料的使用寿命长、性能稳定、无过冷和层析现象,材料的各种力学性能均较好,便于加工成各种形状,具有较大的实际应用价值。
聚乙二醇/纤维素共混物也是一种复合固—固相变材料。利用嵌段共聚或接枝共聚等化学方法改性,可以得到主链侧链型的固—固相变材料,该相变材料具有很好的热稳定性。但作为固—固相变材料,聚乙二醇/纤维素共混物存在两个缺点:一是工艺复杂;二是由于作为基体的纤维素是半刚性分子,与聚乙二醇形成的共混物不具有热塑性,不宜进行热加工和热成型。
2相变材料的应用
2.1在太阳能供暖系统上的应用
相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多项优势,非常适合于太阳能供暖系统储热,以替代传统的取暖设备。组合式相变储热单元换热器为方形结构,主要由钢板、折流板、高密度聚乙烯管组成。相变储热材料用石蜡封装在管内,每根管内都留有5%~10%的空余空间,用来避免储热材料受热膨胀将管胀裂,这种供暖系统在实际中已有应用。
2.2在工业加热过程的应用
在工业加热设备的余热利用系统中,传统的储热器通常是采用耐火材料作为吸收余热的储热材料,由于热量的吸收仅仅是依靠耐火材料的显热容变化,这种储热室具有体积大、造价高、热惯性大、输出功率逐渐下降等缺点,在工业加热领域难以普遍应用。相变储热系统是一种可以替代传统储热器的新型余热利用系统,它主要利用物质在固/液两态变化过程中潜热的吸收和释放来实现热能的贮存和输出,潜热与显热容相比较不仅包含有更大的能量,而且潜热的释放是在恒定温度下进行。与常规的储热室相比,相变储热系统体积可以减少30%~50%;因此,利用相变储热系统替代传统的储热器,不仅可以克服原有蓄热器的缺点,使加热系统在采用节能设备后仍能稳定地运行,而且有利于余热利用技术在工业加热过程的广泛应用。
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北极星储能网获悉,11月6日,山东省人民政府发布关于印发青岛都市圈发展规划的通知,其中提到,协同发展新能源,加快发展海上风电,积极安全有序发展核电,推进可再生能源制氢和低谷电力制氢试点。因地制宜发展生物质能、地热能、海洋能等新能源。有序发展抽水蓄能,积极推动储电、相变材料储能等储能
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