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傳統(tǒng)的相變貯熱材料主要有用于常、中溫貯熱的部分水合鹽及某些有機(jī)物(石蠟、脂肪酸等)和用于高溫貯熱的熔鹽。水合鹽因易于獲取、成本較低且貯熱密度大而一度被認(rèn)為是較理想的相變貯熱介質(zhì)，但這種材料有兩大缺點(diǎn)：過冷和析晶。前者指相變材料在經(jīng)歷一定次數(shù)的相變過程后不能在預(yù)定溫度下發(fā)生相變；后者則指相變材料出現(xiàn)分層現(xiàn)象，導(dǎo)致相變潛熱降低。另外，盡管水合鹽材料本身費(fèi)用較低，但為了防止其中水分減少引起相變潛熱降低，所用容器必須密封，而且許多水合鹽對(duì)容器有腐蝕性，這些就大大增加了投資。如在加拿大，CaCl2·6H2O每噸價(jià)格只有90美元，而以其作為相變材料制成的貯能模塊每噸零售價(jià)達(dá)3000美元。有機(jī)相變材料本身成本雖然較水合鹽為高，但它們無過冷現(xiàn)象，比較穩(wěn)定，對(duì)容器要求較低，故貯熱器總成本并不高。但有機(jī)相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏低，為了達(dá)到較高的換熱效率需要對(duì)換熱器進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。熔鹽的相變溫度一般在200℃以上，主要用于高溫貯熱；由于熔鹽對(duì)某些容器有腐蝕性，故對(duì)容器材料的選擇有比較嚴(yán)格的要求。 上面所述傳統(tǒng)相變材料在使用過程中都需要特定容器，以防止相變材料泄漏；它們不能與傳熱介質(zhì)直接接觸。以上因素不僅增加了熱阻，降低了換熱效率，而且使成本大大提高，阻礙了相變貯熱系統(tǒng)的推廣使用。 為了獲得低成本的相變貯熱系統(tǒng)，所選用相變貯熱材料成本應(yīng)該較低，且對(duì)容器要求不高；而為了獲得較高的換熱效率，則希望傳熱介質(zhì)能夠與相變貯熱材料直接接觸。由此，一類新型相變材料——定形相變貯熱材料引起了人們的極大興趣。這類相變材料在相變前后均能維持原來的形狀(固態(tài))，它對(duì)容器要求很低，這就大大降低了相變貯熱系統(tǒng)的成本，而且某些性能優(yōu)異的定形相變材料可以與傳熱介質(zhì)直接接觸，使換熱效率得到很大提高。 |
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