储热材料是储热装置的构成主体,也是影响其储、放热性能的重要因素之一。不同材料的热力性能有所差异,选择相对适合的储热材料对储热装置性能影响非常大。最近几年随着国家清洁供暖政策的持续推进,电储热需求也越来越大,储热材料的其种类也愈来愈多。
通常蓄热材料按蓄热温度温度可划分为低温、中温、高温三种。蓄热温度在 100℃以下的蓄热材料属于低温蓄热材料,在 100~250 ℃之间的蓄热材料属于中温蓄热材料,高于250 ℃以上的蓄热则属于高温蓄热材料 。
固体电蓄热中最常用的材料-----镁砖就属于高温蓄热材料,下面我就介绍一下这种材料的各种特性。
镁砖的主要成分是氧化镁
氧化镁(MgO)是镁的氧化物,是一种碱土金属氧化物,是冶镁的原料。氧化镁在高温高压下,性能稳定,绝缘性强,可以在 800 ℃ 以上的高温高压储能环境下使用,有高度耐火绝缘性能。这种卓越的高温高压性能,再加上其较高的比热容,使得氧化镁储热材料成为应用最广泛的显热储热材料之一。该材料是主要的储热材料,下表为氧化镁与其他材料的对标表。
氧化镁根据其纯度,最高可达2000 ℃ ,常用的固体电蓄热用镁砖其含氧化镁在92%左右,其适用的储热工作温度几乎能满足1600 ℃ 以下的所有蓄热工况。现在的电加热元件最高使用温度一般在800℃以下,因此镁砖是非常适合用于电蓄热。氧化镁作也有较高的储热容量。氧化镁的比热容约为 1000J/kg· ℃,相比金属、混凝土和熔盐等其他储热材料和熔盐类储热材料,在相同的质量和温升下,氧化镁储存的热量更多。
供暖和制冷需求占全球最终能耗的一半左右。其中,近50%用于工业过程,另有46%用于住宅和商业建筑用于空间(供暖)和用水加热(供热),并在较小程度上用于烹饪。其余用于农业,不仅用于加热温室,还用于干燥、土壤加热、水产养殖。这种能源大部分来自化石燃料或生物质的低效利用。因此,供暖和制冷是空气污染的主要来源,占全球能源相关二氧化碳排放量的40%以上。
对加热和冷却的需求将继续增长。全球对冷却的需求已经增加了两倍,随着气候变化增加热浪的数量和严重程度,为数十亿人提供空调和制冷的紧迫性也在增加。精心管理的能源转型对于为目前无法获得此类能源服务的人们提供清洁,实惠和可靠的供暖和制冷至关重要。仅在南方地区,为家庭和小农提供适当的冷却技术可以防止每年价值40亿元的食品被破坏。从化石燃料和低效利用生物质转向现代可再生能源也将大大减少室内和室外空气污染,减少呼吸道感染和空气污染引起的可避免的死亡率。
传统的化石能源供能是比较稳定的,毕竟刮风打雷下雨都不耽误把煤矿丢进炉子里烧,但新能源就不是这么一回事了。大多数的可再生清洁能源,包括光伏、光热、风能等,都有显著的不稳定性,光伏和光热的输出取决于日照情况,风电的输出则有赖于大气流动。这就导致了它们有峰有谷,供电成本时高时低。如果用这些能源作为主要的取暖、制冷方式,将面临很大的时间调配问题:比如,现在电量很足但温度合适,你不想开空调;等温度过高(或过低),人感到太热(或太冷)时想开空调,电量又不足了。相变储能蓄热材料的的应用本质上让热能的时间调配成为了一件简单的事:电量充足时制热(或制冷)将能量储存在墙内,等电量不足时再释放出来,极大提高了新能源的利用率,也降低了碳排放量。
如今,天帅智能科技的相变储能蓄热供暖设备已经投入市场,公司研究人员们也在继续潜心钻研,期望为广大客户构建更加优秀的相变储能蓄热体系。随着碳中和计划的稳步前进,我们离“把家家户户都变成低碳小屋”的愿景也越来越近了。
随着国家“碳达峰、碳中和”的推进,碳排放的费用会随着碳市场碳配额价格一路上涨,碳排放费用会越来越高,化石能源(煤炭、石油、天然气)会越来越贵。国家会大力治理雾霾以及对燃煤取暖进行改革规范,相变储能蓄热清洁采暖行业得到了大力支持和前所未有的快速发展。各级政府出台了大量清洁采暖利好政策,居民实施清洁采暖可享受优惠电价,家用电和取暖电价分开等等。
在国家碳中和政策的推动下,相变储能蓄热清洁采暖迎来了发展的春天。中国供热市场的未来应该是相变储能蓄热采暖的主场。天帅智能科技股份有限公司系我国华北地区率先成功研制出“相变储能清洁供暖技术”并在全国应用推广的高新技术企业。响应国家环保工作要求,投入清洁供暖技术研发产业。历经多年的努力,研制成功并对外发布“相变储能清洁供暖”系列产品,进入成熟的商业化运营阶段。
天帅智能科技全新研发的相变储能蓄热采暖装置,利用的是夜间低价谷电,在有效消纳富余电力的同时,还能实现电力的“移峰填谷”,为稳定和平衡国家电网系统压力做贡献。中国是世界第二大电力消费国,也是世界第一装机容量大国。利用夜间低价谷电储能蓄热供暖,将大大有助于替代燃煤供热,减少雾霾。再者,相变蓄热电采暖装置,利用低价谷电加热,白天停止加热,白天不使用电,只从相变储热单元中释放热量来实现供暖,能够有效节约运行成本,降低能耗,是可以被市场长期选择的一种新型清洁供暖方式。
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