[00132519]蓄热式供暖装置的关键技术创新及应用

相变储热技术是一种利用蓄热材料在相变过程中吸收或释放大量潜热的特性来进行热能储存与释放的一种新技术。相变储能技术是材料科学与能源科学的有效结合,其本质是热能的储存与利用。利用相变储能技术热储存与利用的本质,可解决能量在供求时间和空间上不匹配的矛盾,从而提升能源的有效利用率。 相变储能技术的核心是相变材料,而相变材料具有储能密度大和相变恒温的特点,因此其产品可广泛应用于太阳能热利用、电力系统调峰、电子器件温控、燃机余热回收、谷电储热供暖及纺织调温等领域。 主要技术创新点： （1）针对无机水合盐的严重过冷问题,利用成核理论和反复实验找到了系列无机水合盐相变材料的有效成核剂及规律性改性方法。同时,制备出了多种性能稳定、储热密度高、安全稳定、价格低廉、储热温度在32℃-120℃范围内的中低温复合相变蓄热材料; （2）相变材料的腐蚀泄露问题是企业设计和推广相变蓄热装置时面临的重点难题,通过比较不同金属、塑料、涂层与熔融相变材料之间的相容性,找到了多种可耐无机水合盐腐蚀的材质,同时研究了实施方法。 （3）基于研制的中低温复合相变蓄热材料特性,设计了多种新型多腔式相变储热装置模块化储热装置。装置已在北方推广应用,并取得实测数据。此外,将脉动热管、锂电池组件、太阳能管和相变蓄热材料进行结合,进行了多种形式的创新性拓展应用研究。 性能指标及与国内外同类技术比较： 相变储热的关键技术难点在于相变蓄热材料和储热装置的研究开发。项目组与合作单位共同开发出多种复合相变蓄热材料,并已大规模应用于储能式供热系统中。另外,所研制的复合相变蓄热材料,经权威机构检测,单位体积内的储热量最高可达到600MJ/m?以上。基于6000次的冷热循环冲击,性能衰减小于10%,综合性能达到了国际先进水平。 对促进行业科技进步的作用和意义： 相变储能技术的研究,对太阳能热储存、电力移峰填谷、余热回收利用等技术的发展具有重要的促进作用。同时,对于我国当前的“清洁供暖改造”和“节能减排”,相变储能技术也发挥着关键性的作用。因此,对应温度下的相变蓄热材料制备及关键技术应用研究,具有重要的实际应用意义。 应用情况,或推广应用的范围、条件和前景： 研制的相变蓄热材料已应用于多种型式的储热单元和储热设备,所述储热单元（蓄热芯、蓄热球）和储热设备（储热罐、热库、蓄热器）已推广应用于太阳能蓄热供暖系统、北方“煤改电”清洁能源替代供暖系统、大棚蔬菜夜间防冻恒温系统及电厂储热调峰系统中。相变蓄热材料和对应的储热设备主要应用范围是建筑供热/供暖、大棚防冻恒温、电子/电池器件恒温控制。应用时的条件为具备稳定热源,如常见热源太阳能、谷期电能和工业废热。在当前国内开展的清洁能源替代供暖改造政策推动下,相变储热技术的应用前景较好,按照近三年的市场推广应用情况,预计到2020年,相变储热材料及设备将达到千亿级的市场规模。