相变储能材料的研究及应用新进展-第3页-北极星储能网

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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。

原标题：相变储能材料的研究及应用新进展

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