相变储热的传热强化技术研究进展
2021-09-28林文珠凌子夜方晓明张正国
化工进展 2021年9期
林文珠,凌子夜,2,方晓明,2,张正国,2
(1 华南理工大学化学与化工学院,传热强化与过程节能教育部重点实验室,广东 广州 510640;2 广东省热能高效储存与利用工程技术研究中心,广东 广州 510640)
能源是人类社会发展的关键,能源资源在任何一个社会都是工业、农业、通讯和信息技术等行业发展的先决条件。2020 年我国原油对外依存度达到72.7%,能源安全存在隐患。能源消费以煤炭为主,带来了严重的环境污染问题。我国将2060 年实现碳中和确定为发展目标,大力开发利用太阳能等新能源,并提高能源的利用效率将是能源领域的发展趋势[1-3]。太阳能、工业废热余热存在不连续不稳定的缺点,必须采用储热技术进行利用[4]。储热技术包括显热储热、潜热储热(也称相变储热)和化学反应储热三大类。其中,相变储热是通过相变材料(phase change material,PCM)的固-液(固)相变过程进行热能的储存和释放,具有储热密度大、相变温度稳定和过程易控制等优点[5-7],在太阳能热利用[8]、工业余热回收[9]、建筑节能[10]等领域都具有广泛的应用前景。除在传统领域应用外,相变储热技术还可应用于高新技术领域,如电子器件及动力电池的热管理等[11]。
相变储热技术是通过相变材料的可逆相变过程进行热能的储存和释放,高低温介质与相变材料之间的传热是影响储热技术应用效果的关键因素之一,决定着储放热过程的时间和能源的利用效率。因此,相变储热技术的传热强化尤为重要。从应用的角度来看,相变储热技术的传热强化可分为三个方面:一是相变材料本身的导热强化;……
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