提高非金属相变储能材料能量源效率的方法

摘要

本发明涉及新能源利用技术领域，是一种提高非金属相变储能材料能量源效率的方法：采用具有液固相变的非金属相变材料，如烷烃、酯类及其混合物作为蓄能介质，在非金属相变储能材料中混合成比例的金属纤维，或把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中，从而提高非金属相变储能材料的表观导热系数；具有液固相变的非金属相变材料在相变温度很低时就会凝固，要使它重新升温，就要为它提供大量的热能，因此，是可以作为冷能能量源来使用的，在非金属相变储能材料中再混合成比例的金属纤维，或将之加入到三维高导热系数的金属丝网络中，就能提高非金属相变储能材料的表观导热系数，从而提高非金属相变储能材料的能量源效率。

权利要求

1.一种提高非金属相变储能材料能量源效率的方法，其特征在于，采用具有液固相变的非金属相变材料作为蓄能介质，在非金属相变储能材料中混合体积份数20％以内的金属纤维，或者把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中，从而提高非金属相变储能材料的表观导热系数；

所述液固相变的非金属相变材料为烷烃、酯类及其混合物；

所述的三维高导热系数的金属丝网络为立体三维规则编制排列的金属丝网。

说明书

提高非金属相变储能材料能量源效率的方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及新能源利用技术领域，具体地说，是一种提高非金属相变储能材料表观导热系数的方法。【背景技术】

[0002] 天然气是目前城市中使用的主要燃气之一。为便于输运和储存，天然气在开采出来以后通常要先去除杂质，在低温下液化，成为液化天然气(liquefied natural gas，简称LNG)后再进行运输，到达液化天然气接收站后，一般又要将液化天然气通过气化器进行气化，只有在气化后才能输送给用户作燃气使用。液化天然气在气化过程中会有大量的冷能释放出来，而这种冷能是可利用的，回收利用这种冷能可节约城市大量的能源。

[0003] 为提高液化天然气气化过程中冷能的利用率，人们在研究利用非金属相变储能材料作为蓄能介质，将液化天然气气化高峰时的冷能贮存起来，在低谷时再将储存的冷能释放出来，或将贮存的冷能外运到其它需要的地方供冷能利用设备使用，以解决目前冷能供应波动性较大的问题，大幅度提高液化天然气气化过程中冷能的利用效率。

[0004] 但是，由于非金属材料的导热性不好，导热系数远小于金属材料，一旦液化天然气气化处于低谷时，冷能的供应需要利用非金属相变储能材料释放冷能加以补充，非金属相变储能材料很低的导热性将导致冷能输出量跟不上，即使非金属相变储能材料储蓄有大量的冷能也无济于事，这不利于冷能持续稳定的利用。【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高非金属相变储能材料能量源效率的方法，以提高非金属相变储能材料的导热性，提高冷能利用的效率。

[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

[0007] 一种提高非金属相变储能材料能量源效率的方法，采用具有液固相变的非金属相变材料作为蓄能介质，在非金属相变储能材料中混合体积份数20％以内的金属纤维，或者把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中，从而提高非金属相变储能材料的表观导热系数。

[0008] 所述液固相变的非金属相变材料为烷烃、酯类及其混合物。

[0009] 所述的三维高导热系数的金属丝网络为立体三维规则编制排列的金属丝网。

[0010] 具有液固相变的非金属相变材料由于相变潜热大，是可以作为储能材料利用的：当温度很低时，该非金属相变材料就会凝固。要使它重新升温，就要为它提供大量的热能，即，该非金属相变材料此时储藏了大量的冷能，是可以作为冷能能量源来使用的。在非金属相变储能材料中再混合成比例的金属纤维，或者把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中，就能提高非金属相变储能材料的表观导热系数，从而提高非金属相变储能材料的能量源效率。
【附图说明】

[0011] 附图1为具有液固相变的非金属相变材料的热传导模型I；

[0012] 附图2为加入了三维高导热系数的金属丝网络和具有液固相变的非金属相变材料的热传导模型II；

[0013] 图中的标号分别为：

[0014] A、散热面，B、凝固阵面，d、间距，Q冷能。【具体实施方式】

[0015] 本发明提高非金属相变储能材料能量源效率的方法是采用具有液固相变的非金属相变材料，如烷烃、酯类及其混合物作为蓄能介质。在非金属相变储能材料中混合体积份数20％以内的金属纤维，或者把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中，从而提高非金属相变储能材料的表观导热系数。

[0016] 烷烃、酯类及其混合物具有较低和很窄的结晶温度区间，当将它们浸渗入多孔固态基体材料后，就形成了具有液固相变的非金属相变储能材料，它们在液固相变前后的表观始终保持基体材料的形貌，不会像液体材料那样自然流动；它们的密度与装填时的紧实度有关，颗粒状基体材料之间或多或少存在一定间隙，因此，它们的导热系数变化较大，远小于金属材料。

[0017] 非金属相变储能材料的储能功能主要源自它们的液固相变潜热，它们一旦完全凝固，要利用固态→液相相变吸热，就必须使热传导至凝固阵面，如图1所示，随着散热面A不断吸收冷能Q，凝固阵面B将不断左移，散热面A与凝固阵面B之间的间距d将不断增大；由于吸收冷能Q与间距d成反比，间距d的不断增大必然导致吸收冷能Q迅速降低。

[0018] 从传热学角度看，由于吸收冷能Q与导热系数成正比，当增大非金属相变储能材料导热系数时，吸收冷能Q就会增大，因此，本发明提出的在非金属相变储能材料中混合成比例的金属纤维，或者把非金属相变储能材料加入到三维高导热系数的金属丝网络中的技术方法能提高非金属相变储能材料表观的导热系数，同时，由于金属纤维或三维高导热系数的金属丝网络间的金属间距很小，有效地减小了散热面A与凝固阵面B之间的间距d，如图2，其综合效果将使吸收冷能Q大为改善。