[实用新型]泡沫铜－相变材料储能构件及采用它的温控装置

说明书

技术领域

本发明属于环保节能领域，具体涉及泡沫铜-相变材料储能构件及采用它的温控装置。

背景技术

采用相变材料作为工作介质制成的相变储能装置，可用于解决热能供给和需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用，以及工业与民用建筑采暖与空调的节能等领域具有广泛的应用前景，已成为世界范围的研究热点。

相变材料(phase change material-PCM)是指在其物相变化过程中，可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量，从而达到能量的储存和释放目的的一类材料。相变包括固(相)-液(相)、液(相)-气(相)等多种形式，本发明是指利用固-液相变潜热来储存热能的技术，因其具有储热密度大、储热过程近似等温、过程易控制等优点，而成为最具实际发展潜力、目前应用最多和最重要的储能方式(见：张正国：复合相变储热材料的研究与发展[J].化工进展，2003，22(4)：462-463)。

目前常用的相变材料包括无机物类和有机物类。绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点，这限制了其使用。有机类相变材料具有固体成型好，不易发生相分离及过冷现象，腐蚀性较小，性能稳定等特征，但与无机类相比，其热导率低，在相变过程中传热性能差。

有机相变材料热导率低，在相变过程中传热性能差的缺点直接导致相变储能装置储、放热过程即相变速率低，这对于储热或放热时间有严格要求的储热系统(如空间太阳能储热系统)将严重影响其性能和效率。对于地面民用太阳能装置，由于相变材料热导率低，导致在有限的日照时间内，只有表面少量相变材料熔化(如图1所示)，从而使太阳能储能装置只能够储存有限的热能。类似的问题，在用于电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用，以及工业与民用建筑和空调的节能等领域也存在，由于把热能(电能)导入和随后导出相变材料是一个缓慢、低效的过程，致使在有效工作时间内仅有有限的相变材料发生物相变化过程，从而使能量的储存和释放也十分有限。此外，相变储能装置在重力场中使用时，如传热面在上表面，则因相变材料在重力作用下凝固时脱离传热面而导致其传热速率和效率大大降低，破坏了相变储能装置的储能性能和结构的稳定性；单纯相变材料难以实现真正意义上的等温(实际熔化吸热过程是在其熔点以上的某一范围内)，也难以实现精确的温度控制。