蓄熱

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蓄熱是指通過相應的裝置對熱力學能(熱)的儲存。蓄熱設備是光熱發(fā)電、多熱源熱力網(wǎng)、熱泵系統(tǒng)的基礎設備。蓄熱產(chǎn)業(yè)鏈主要包括蓄熱原材料、蓄熱器產(chǎn)品、成套設備及建設、設施運維服務等。蓄熱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點包括：適用于高溫蓄熱的熔融鹽蓄熱及與光熱發(fā)電的結合，高效蒸汽蓄熱設施，新型蓄熱相變材料。

中文名

蓄熱

外文名

Heat storage

蓄熱設備

光熱發(fā)電、多熱源熱力網(wǎng)

蓄熱產(chǎn)業(yè)

蓄熱原材料、蓄熱器產(chǎn)品

產(chǎn)業(yè)發(fā)展

高溫蓄熱的熔融鹽蓄熱

低溫儲能

低溫儲能是新發(fā)展起來的儲能技術。低溫儲能是用低谷時段的電能來液化空氣或氮氣，并將其貯存在低溫貯存罐中；在需要發(fā)電時，通過加熱液化氣體使其氣化形成高壓氣體推動氣輪機發(fā)電。英國的500kW的低溫儲能是早期商業(yè)化的項目。[1]

相變儲能

膠囊相變材料推動了新的儲能方法，相變儲能。相變儲能能夠實現(xiàn)大規(guī)模的熱能存儲，包括以下幾項特征：

　　采用作為儲能的相變儲能材料；在100MW光伏電站中溫度為420℃的情況下儲熱24h及以上。這樣，相變儲能存儲的能量就可以在夜間或者陰天的時候用于發(fā)電，從而提高了采用蒸汽進行郎肯循環(huán)的大型太陽能電廠的24h發(fā)電效率；儲熱的成本為每千瓦時熱能15美元。[1]

融鹽蓄熱儲能

熔融鹽蓄熱是指利用熔融鹽使用溫區(qū)大、比熱容高、換熱性能好等特點將熱量通過傳熱工質和換熱器加熱熔融鹽存儲起來，需要利用熱量的時候再通過換熱器、傳熱工質和動力泵等設備將儲存的熱量取出以供使用。由于熔融鹽在300℃以上的高溫區(qū)具有價格低廉和良好的化學和熱穩(wěn)定性，是有效的高溫熱量儲存介質。根據(jù)熔融鹽蓄熱方式的不同，可以主要分為潛熱蓄熱和顯熱蓄熱。

熔融鹽潛熱蓄熱主要是利用蓄熱材料發(fā)生相變時吸收或放出的熱量來實現(xiàn)能量的儲存和釋放。高溫流體流經(jīng)相變蓄熱器，加熱固體熔鹽，熔鹽熔化吸收熱量，實現(xiàn)蓄熱，高溫流體加熱熔鹽后溫度降低。需要放熱時，低溫流體流經(jīng)相變蓄熱器，熔鹽凝固放出熱量，加熱低溫流體變?yōu)楦邷亓黧w。熔鹽相變蓄熱器般由管束、翅片、殼體和蓄熱熔鹽組成。

熔融鹽潛熱蓄熱具有蓄能密度高，一般物質在相變時所吸收(或放出)的潛熱，約在100~300kJ/kg 的范圍內。蓄熱或提熱時的溫度波動幅度小，~般僅在2~3C范圍內。但熔鹽相變蓄熱最大的問題就是熔鹽的導熱系數(shù)低，因此相變蓄熱所需的管束密度大，成本高，此外熔鹽也存在過冷現(xiàn)象。[2]

蓄熱條件

(1)熱力學條件。①有合適的熔點和沸點。要求熔點要低、沸點要高，熔點低則不容易凝固，啟動、保溫等簡單，而沸點高則性能穩(wěn)定，使用溫度范圍廣。②有合適的導熱系數(shù)。導熱系數(shù)大，則導熱性能好，熱量傳輸迅速，傳熱效果好。③蓄熱密度大。對于相變蓄熱系統(tǒng)，要求所選熔融鹽具有較大的潛熱值。④對于顯熱蓄熱系統(tǒng)，要求熱載體的比熱容要大，則在相同體積或質量下蓄熱能力強。⑤黏度小。熱載體需要在系統(tǒng)管路中流動，黏度小則流動性能好，易于使用泵來輸送。

(2)化學條件。①熱穩(wěn)定性好。在反復加熱冷卻的情況下能夠保持物性基本不變，能夠長期穩(wěn)定工作。②腐蝕性小，與容器、管路等材料相容性好。③無毒，對人體以及環(huán)境無害。④不易燃易爆。

(3)經(jīng)濟性條件。熱載體要來源廣泛、容易得到，同時在滿足各種性能的基礎上成本要低，這對于熱載體能否廣泛使用是一個獨立的重要指標。[2]

參考資料

[1] 王松芩．大規(guī)模儲能技術及其在電力系統(tǒng)中的應用．中國電力出版社，2016.06

[2] 錢志新，劉志波．新能源，互聯(lián)網(wǎng)．南京大學出版社，2015.06