“AV Technology”
有限责任公司 “杜布纳大学” 联邦国家预算高等教育机构
种提高红外地暖系统经济性的相变蓄热材料

项目涉及的领域: 清洁能源

TRL 5:该技术的可行性可在接近实际条件的详细模型上得到验证。
技术描述,项目的技术优势
目前基于盐类结晶水合物(作为有前景且易获得的相变材料之一)相变蓄热材料的设计和开发的常规方法不具备长期稳定性,并且存在玻璃化、过冷、异成分熔化和相分离等问题。这些因素会显著降低其熔融焓值,从而削弱材料的热储存能力。项目团队已验证了一种全新的相变蓄热材料筛选、制备与研究的方法,可以获得 5 至 30 摄氏度温度范围内不同应用需求的相变材料。盐类结晶水合物是具有前景的相变蓄热材料,但长期在该领域被视为一个“难题”,因为它们普遍存在相分离、强过冷等缺陷,严重限制了其在储热领域的应用。水合盐材料过冷程度降低的可能方案包括:添加具有类似晶体结构的成核剂;使用合适的增稠剂,以防止异成分熔化的发生。除了开发蓄热材料配方外,还必须考虑其计划应用的系统。该系统应对盐溶液具备化学惰性,同时具有较高的热导率,以实现对整个蓄热材料体积的有效热连接。
在实验样品测试中,通过减少温控器的开启频率,项目团队实现了红外地暖系统高达 47% 的节能效果,同时保持了地板表面的平均温度。
描述该技术未来或有可能的应用情况
目前,红外膜式地暖系统的全球销售迅速增长。根据俄罗斯最大的生产商之一(“Kaleo”有限责任公司)的估计,俄罗斯的市场规模约为50亿卢布,每年增长速度超过15%。这种解决方案可快速且经济地为单独房间或整个建筑提供额外供暖。销售渠道包括各大电商平台和实体零售店,安装过程不要求高价格的设备或专业技能。红外地暖系统的主要缺点是电能消耗大以及膜体降温速度。在这种情况下,温控器会频繁开启;如果用户要限制温控器开启的频率,则地板表面温度不足,空气温度也会偏低,导致舒适度的下降。该项目框架内提出的解决方案是使用在熔化过程中可储存大量热量、在结晶时释放热量的高热容相变材料。通过这种方式,可以减少温控器的每天启动平均次数,同时在一个加热循环内保持地面表面的平均温度。在莫斯科郊区冬季真实条件下对实验样品进行测试的结果显示:在9天内电表记录的电能消耗减少了47%,同时平均温度上升了1摄氏度,因为项目团队加热了地面表面以及所提出的材料层,所以实现了更高的热效率。目前,韩国仍然是红外地暖系统的主要生产者,其石墨加热元件能更高效地加热地面。与此同时,中国制造商依靠更优惠价格条件在市场上扩大销售份额。如果提供价格低廉的条件,同时结合相变蓄热材料的高效利用,在国际市场上可以取得领先地位,为终端用户提供节能高效的使用体验。

以 “Kaleo”有限责任公司为例,对于每个房间和建筑表面,需要遵循从 +5 至 +30 摄氏度不同的温度控制范围。我们的项目可以扩展相变蓄热材料的产品系列,并且适应不同温度范围的应用需求。
莫尔朱欣·阿尔乔姆·马尔科维奇
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