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有一类材料,既可用于建筑墙体,又可用于纺织穿戴,既能蓄热又能蓄冷......那就是相变材料。
相变材料是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质,转变物理性质的过程称为相变过程,过程中相变材料将吸收或释放大量的潜热。
通俗地说,水和冰的转换是一个最典型的相变过程的例子,当温度低至0℃时,水由液态变为固态(结冰);当温度高于0℃时水由固态变为液态(溶解)。在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量,而在溶解过程中吸收大量的热能量。
常见相变材料可分为有机相变材料、无机相变材料等,例如典型的石蜡和无机盐,如今,这些材料的应用已经渗透了能源市场和日常生活等多个领域。
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建筑节能
相变材料应用到建筑上是建筑领域的革命性发展,可以达到节能60%至90%的水平。我国对相变蓄能材料及应用的研究起始于上世纪90年代,在建筑领域,相变储能材料常用于大容量储冷储热,一般与供热系统或建筑材料结合,可成为建筑组成中的一部分,如内墙、楼板等。
在国内,针对建筑领域,目前已经有相变砂浆、相变水泥、相变腻子、相变混凝土、相变石膏板、相变涂料等一系列保温节能产品。
一般而言,建筑物围护结构中相变材料的最佳熔点与建筑物所在地区的气候、应用的季节时段以及应用目的有关,目前市场上有不同种类的相变材料匹配不同需求。例如,应用于墙体的相变材料的适宜熔点范围为20~30℃,用于屋顶的相变材料应具有较高的熔点,以避免室内空气过热的现象。
以中国建筑材料科学研究总院为例,近年来,其在建筑相变蓄热材料方面进行了多项创新性研究,开发了5℃、8℃、20℃、25℃、30℃、40℃、57℃等一系列长寿命且低成本建筑用相变材料,以及基于这些材料的建材制品或构件,例如相变石膏板、相变地暖、相变吊顶、高蓄热泡沫混凝土保温板等。
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蓄热供暖
基于高性能的相变材料的相变蓄热装置应用于清洁供暖,是相变材料应用的又一种创新形式。
蓄热技术最大的潜力就在于解决由于时间、空间或强度上的热能供给与需求间不匹配所带来的问题,在利用风能、太阳能等间歇性能源供暖时能够发挥重要作用,可以利用廉价的低谷电价,极大程度地降低电供暖运行成本。
相变蓄热技术以其储热密度高、储释热过程温度恒定等优势成为蓄热供暖领域的研究热点。目前已有案例的中低温相变储热供热系统有两种,一种是电锅炉+相变储热装置在夜间的低谷电时段,开启电锅炉进行制热,将热量储存在相变储热设备中,在白天电价高峰时段可关闭电锅炉,由储热设备放热供暖。
另一种是将电加热、储热装置放置在一个结构中,储热材料封装在柱形或球形的容器中,形成能量柱(球),多根能量柱(球)置于水箱中,水箱中装有电加热器。
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冷链运输
我国冷链物流虽然起步较晚,但是近几年呈现出良好的发展势头和强劲的发展动力。根据相关数据统计,预计到年,我国冷链物流市场规模有望突破亿元。目前,相变蓄冷技术在冷链相关领域已有成熟应用,市场规模亦在持续扩大。
冷链物流一般包括预冷、包装、仓储、运输、配送等环节,主要的基础设施有冷库、冷藏车、保温盒等。相变蓄冷作为食品、药品等冷藏保鲜的重要手段之一,在冷库仓储和运输配送等环节中,均可发挥重要作用。
以中国中车集团为例,其相变蓄冷移动冷库在国内疫情反复期间,多次保障援助物资跨省跨区的顺利运输。年1月,首趟承载云南鲜花、蔬菜共.3吨货物的中老铁路国际货物列车“澜湄快线”正式发车,“中车号”蓄冷式智能移动冷链装备第一次走出国门。
此外,资本对相变蓄冷、温控冷链业务相关的企业的
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