相变储热装置是一种利用相变材料(Phase Change Material,PCM)储热特性来储存释放热量的设备。
工作原理
相变储能利用材料在物态变化过程中热力学状态(焓)的变化来储存或释放热量。例如,冰在融化为水的过程中吸收大量热量,而在重新凝固时放出大量热量。这种吸热/放热过程中,材料温度不变,即在很小的温度变化范围内能带来大量能量的转换过程,是相变储能的主要特点。相变储能材料在相变时吸收或释放大量潜热并保持温度恒定的特性,使其在储能密度和温度控制方面具有优势。
应用
相变储热装置的应用非常广泛,包括但不限于:
• 太阳能的利用:存储太阳能、工业反应中的余热和废热。
• 电力的“移峰填谷”:通过谷电蓄热来平衡电网的电力需求。
• 废热和余热的回收利用:在工业过程中回收利用废热以提升能效。
技术参数
相变储热装置的技术参数包括:
• 容积储热密度大:相变储热体所需的容积小得多,即设备投资费用降低。
• 温度波动幅度小:物质的相变过程是在一定的温度下进行的,变化范围极小,这个特性可使相变储热体能够保持基本恒定的热力效率和供热能力。
• 有较大的熔解潜热:可以使用较少的材料存储所需热量。
• 密度大:存储一定热能时所需耍的相变材料体积小。
• 在固态和液态部都具有较大比热容:这样除了利用潜热以外,还应利用液体和(或)固体的显热。