相变储能材料在建筑方面的研究与应用

相变储能材料在建筑方面的研究与应用

摘要:随着建筑行业的向前发展，当前人们对于居住的要求也变得越来越高，对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。正因如此，智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料，由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。另一方面，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析，为后期的深入研究奠定基础。

关键词：建筑材料；相变材料；储能技术

Energy storage materials research and application of

phase change in architecture

Abstract：With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later.

Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology

在当今社会，能源和环境问题人类发展必须面对的两大问题。据统计，随着世界人口的急剧增加和工业的迅速发展，全球能源消耗量每年都以 2.3%的速率增加，而在能源大量消耗的同时，传统的燃料和汽油等的使用又带来了严重的环境问题。作为能源消耗的主要部分，建筑物每年都要消耗大量的矿物燃料，在欧美地区，建筑能耗占到了整个能源消耗的40%以上。为了实现能源节约，实现绿色发展，节能技术已经成为了国内外许多学者重点研究的课题。

在各种节能技术的运用中，相变节能材料具有较高的热能储存密度，在较小的体积和温度变化过程中，能够产生更高的热量吸收和释放，是性能更加稳定、性价比更高的一种节能技术，因而受到了越来越多研究者的兴趣，其在建筑材料领域的应用前景也非常广阔。

1.相变材料及相变储能技术概述

（1）相变材料

相变储能材料是指在材料的相变温度下，当其由一种相态转变为另一种相态的过程中，能够吸收或释放热量，从而能达到调节温度的一种功能材料。

相变材料种类有很多种，从化学组成角度来说一般分为无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料三类[1]。其中，无机相变材料一般有金属合金、熔融盐等；有机相变材料一般有石蜡、酯类等；混合相变材料则一般是由无机相变材料和有机相变材料通过移动的方式混合而成的。而按照相变温度分类，相变材料可以分为低温（<90℃）、中温（90℃-400℃）和高温（>400℃）相变材料。此外，按照形态变化，相变材料又可以固-液，固-气，固-固和液-气四种。

当前，在建筑节能方面，相变材料主要用到的是固-液和固-固相态变化的材料。固-固相变材料是从一种结晶状态转变为另一种形态的材料，与固-气相比，由于相变过程不会产生气体，装置体积小，因而更具有使用价值。固-液材料的优点是其相变过程中能够产生更大的热量变化，潜热大，并且成本更低，也是建筑节能主要的选择之一。

相变材料能够运用于建筑节能，主要归因于其具有较高的储热能力，特别是，其能在较小的体积和温度变化中，产生更多的热量变化。而能够用于建筑节能方面的相变材料应该具有以下基本的性质：

（1）热学性能。高的热量储存密度和高的比热，材料能够在较小的体积和

温度变化内产生更多的热量变化；合适的相变温度，由于建筑节能材料所处的环境温度与气温接近，因此，相变材料的相变温度也要与气温一致，能用于建筑节能的材料的相变温度大都需要在20℃-30℃；具有较高的热导系数。

（2）化学性能。优良的化学稳定性和耐腐蚀性；无毒无害；结晶可逆性好，且不存在退化；

（3）结晶动力学性能。不会过冷，且具有较高的晶体生长速率；

（4）经济性能。材料丰富，成本低，能够适用于大面积的推广和使用。

（2）相变储能技术

相变材料在节能方面的运用主要是用到潜热储能技术。这种技术主要是利用了材料在固态和液态相态变化过程中的储蓄热量。而由于市场上用到的石蜡等材料的导热性不好，实际使用时，一般需要通过封装技术，将这些相变材料渗入到多孔的基质里，这些基质一般有着更大的导热区域，以便于热量的传递。只有通过封装改性后的相变材料才能直接用于建筑的墙面。相变节能技术的关键在于封装基体的选择，封装基地既不能使得相变材料泄露，其自身也需要具有很好的耐腐蚀性。

2.相变储能材料在建筑方面的研究进展

相变储能材料由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。并且，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源，是当前建筑节能的主要技术。在实际生活中，建筑节能主要用到相变储能墙板、相变储能墙、地板和天花板采暖、节能窗户、天花板的自动取热和冷却等。

（1）相变储能墙板

将相变材料注入墙板后形成的相变储能墙板本身就具有蓄热特性，会使通过围护结构的传热量降低，从而提高室内舒适性。注入相变材料的墙板能够有效地降低室内的温度波动浮动，能够有效地提高相变材料凝固放热量值，并且可以提高相变材料的隔热保温性能、耐久性能和吸水性能。

将相变材料注入墙板而成的相变储能材料根据注入量、注入种类的不同，在使用时又可以产生不同的效果。如将硬脂酸和石蜡注入，以聚乙烯醇为分散剂，则会有吸水性强、耐久性能强的特性；若用硬脂酸、月杜醇和RT20与蒙脱土注入，则纸杯而成的相变储能材料具有热稳定性，适用于建筑行业；若在上述基础

上再加入MMT，则具有更高的热传递效率。该墙板可以有效地降低室内温度，以此来实现降低建筑能耗，能够有效提高相变围护结构的建筑物传热效率。

Scalat等认为，将相变储能材料运用到墙板中，能够量室温保持在人体舒适的范围内，并且当系统关闭后，室内还能自动升温或降温至一般温度。Athienitis 等将相变储能材料掺入到石膏板后，用这些板块做成了测试屋，在太阳的照射下进行了测试实验，结果表明，相变储能材料制成的墙板能够使得测试屋内的温度降低，降温幅度最高可达4℃。Neeper将石蜡和脂肪酸混合到石膏墙板里，在白天和晚上分别对墙板的热学性质进行了检测，研究发现，在白天，当室温接近相变储能材料的熔融温度的时候，材料就会产生最大的储能，而若是材料相变要在一定的范围内过渡才能发生，材料的储能会相应的降低。

此外，为了研究在外部环境温度变化和太阳照射下相变储能材料热容量的稳定性，Kuznik等利用相变储能材料做成的墙板进行了实验，结果表明，相变储能墙板能够降低室内气温的波动，促进室内空气的对流活动，避免因为热量的集中引起人体的不舒服。而与降低室内温度相对应的是，Lv等同样搭建了由相变储能材料组成的测试屋，并在中国东北地区进行了测试实验，作者发现，相变储能墙板能够减弱室内空气流动，大大降低了室内温度向户外的流失，这种材料也具有保持室内温暖的效果。

（2）相变储能混凝土

与相变储能墙板对应的是，在建筑物的构造过程中，直接将相变储能材料掺杂到混凝土和水泥中。这种经相变储能材料掺杂后的混凝土也能发挥节能的作用。将相变材料注入混凝土中，由于混凝土种类的不同，最终制备的相变储能材料性能也会与不同。若将混凝土进行加热再将相变材料融入其中，会最终使得材料的蓄热能力提高2倍。另外，采用“两步法”制备出的相变储能混凝土优点会更加明显。这种方法即先制备相变蓄能骨料，再将相变储能骨料与普通的混凝土进行融和。用此种方法制备的相变储能材料吸放热效果更佳，可用于避免建筑过程中出现的早期热裂缝。

虽然相变储能材料的掺杂，使得这种混凝土做成的墙面开始具有节能和维持室内温度的性质，但是混凝土本身的强度会受到影响，这可能限制这种相变储能材料掺杂混凝土的使用。为了解决这个问题，Cabeza研究了一种新的方法，该

方法既能保证相变储能材料能够掺杂到混凝土中，发挥其节能功能，又不会对混凝土的力学性能产生影响。他们构建了两个具有一定尺寸的混凝土隔板，并且用微胶囊技术将相变储能材料掺杂到混凝土中，结果发现，混凝土的抗压强度超过了25 MPa，拉裂强度极限则超过了6 MPa，并且，其强度在6个月后也不会发生变化。

（3）地板和天花板采暖

在过去几年，相变储能材料制成的地板和天花板的太阳采暖也引起了研究者们的兴趣。一种新型的加热采暖方式是利用室内的地板和天花板来完成。这种采暖方式的优点在于室内地板的面积较大，且热量能够均匀散发，使得周围的温度分布较均匀。将相变材料封装在微胶囊中并用微胶囊制备储能地板和天花板，用此地板和天花板来用于室内装饰，可使得地板和天花板的表面温度波动比较小、热舒适性较好，可以大大简化温度控制系统。

Xu等将形状固定的相变储能材料的地板用于在太阳辐照下的建筑物中，并构建了相应的模型分析了各种能够影响其热学性能的因素。作者指出，相变储能材料层的厚度、相变材料的熔点、熔化热和热导率都会影响地板的节能效果。作者指出，在实际使用中，相变储能材料的熔化热要大于120 kJ/kg，热导率也应该大于0.5 W/m K，而相变储能材料层的厚度不能超过20 mm。另外，Pasupathy 和Velraj则研究了用相变储能材料做成的平板用于屋顶时的节能效果，结果表明，这种平板厚度和使用位置的不同会产生不同的效果，具有双层相变储能材料平板，且位置位于屋顶空气温度变化较小的地方，天花板的实际效果更好，并能适用于一年之中的所有时期。

（4）节能窗户

窗户是增加建筑物能耗的主要原因之一。在夏天，阳光可以通过窗户进入到室内，导致室内温度升高。而在冬天，窗户又没有保温效果，导致室内热量向户外流失。这些效果都增加了空调的使用频率，增加能源的消耗。而相变材料的使用则能使得建筑物的窗户具有节能的效果，夏天能够减小阳光的照射，冬天能够保持室内温度而不至于其流失。但是，这种能够用于窗户的相变储能材料有着更高的要求，其必须是透明的，要使得可见光能够完全透过。

Jain和Sharma研究了商业上使用的相变材料的光透过率，研究表明，厚度

为4-30mm的未经修饰的相变材料的透过率范围在90.7–80.3%之间，他们认为，相变材料能够作为透明的绝热介质。Goia等则比较了相变材料做成的玻璃装置和传统的掺杂绝热介质的双层玻璃在冬天、夏天和其他时期对室内温度的控制效果。与传统的玻璃装置相比，相变材料做成的玻璃装置在一年的绝大部分时候有着更好的温度调节作用，但是，在阴天，两种装置具有相同的效果。作者也同时说明，相变材料的相变温度时影响其调节温度的关键。

（5）相变材料用于空调系统

此外，将相变储能材料用于空调系统中可以解决能量供给与需求时间上的不匹配问题，实现电网耗电“削峰填谷”的目的。空调的处理系统中一般含有水、冰和相变材料3种。相变储能材料的密度比同体积的储能物质高许多倍，可以有效地改善空调系统对于能量的利用率，提高制冷机组的蒸发温度。此方法中使用的箱变材料一般为添加了铝粉末的石蜡，将这种相变储能材料用于空调系统，虽然初期的投入成本较高，但运行的费用较低，可见相变材料蓄冷技术有着广泛的应用前景。

3.相变储能材料在应用的主要问题

虽然相变储能材料在建筑节能方面的应用已经取得了很大的成绩，商业化也已经开始成熟，但是，在材料研制和技术开发等方面还有很多问题需要改善。

首先是相变材料的种类和性能改善仍需要进一步改进。虽然现在市场上已经存在很多种商业化的相变储能材料，但是，这些材料的相变温度、储热性能、导热性等方面还需要改善，尤其是这些相变材料的使用方法需要解决。现在商用的方法都需要对相变材料进行封装，必须经处理后才能使用，因此，改善其使用方法也是降低成本，扩大实际用途的重要手段。另外，当前的相变材料种类少，已经很难满足实际发展的需要，开发出新的、具有性能更加优异、使用范围更广的相变材料是其应用推广急需解决的问题。

其次，相变储能节能技术在建筑方面的运用还需要进一步完善。一方面，相变材料掺杂，可能会影响到原来的建筑材料本身的性质，反而不利于建筑材料的使用。因此，相变材料的使用技术和方法需要完善，要设计出既能满足节能、调节温度的功能，又不能影响建筑材料本身的力学性能。另一方面，现在的材料的节能效果和对温度的调节能力要进一步增强，这不仅需要新材料的研发，也要在

技术方法上进一步创新。

最后，相变材料的成本仍然偏高。在材料和技术水平的限制下，相变储能材料的使用仍会使得建筑成本增大很多，这对相变储能技术的大面积使用很不利。因此，开发工艺简单，成本低廉的相变储能材料及其技术是其在建筑节方面发展应用的关键所在。

4.展望

相变储能材料已经在建筑节能方面得到了广泛的应用，并由于具有优异的节能和调节温度的性质，其在未来的研究价值巨大，有着广阔的应用前景。未来相变储能材料的发展主要会体现在新技术开发、新材料的研制和规范化、标准化等方面。

（1）新技术开发

当前，许多学者开始研制新的相变材料封装技术，其中，纳米封装成为了研究的热点。这种技术能够进一步改善相变材料的性能。这种技术与微胶囊封装技术相似，不同的是，其胶囊的尺寸更小，为纳米级别。这种纳米级的胶囊，具有更大的导热面积和传热速度，已经引起了很多学者的关注。此外，这种技术的还一个优点是，当其掺杂到混凝土中，不会影响到这些建筑材料本身的结构性能，因此，其也会成为未来相变节能技术研究的重要方向。

（2）新材料研制

相变储能材料的使用关键在于其储能密度大，而需要进一步推广和使用，其储能容量还要进一步提高，能够在更小的体积和质量下，实现更多的热能储存。同时，这种性能的改善不能影响到材料本身的成本，也不能对环境产生破坏。未来，相变储能材料的相变温度、储热性能、导热性和使用方法等方面都有很大的改善空间。

（3）规范化、标准化

随着相变储能材料的推广和使用，规范化和标准化建设也急需完成。一方面，相变材料使用的安全性的检测标准，生产过程和使用过程的规范都要完善。另一方面，环境保护问题和使用寿命等问题，也都需要制定相应的评价标准。

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相变储能材料

上海大学2011-2012学年 秋 季学期研究生课程考试 小论文 课程名称： 先进功能材料 课程编号： 102004812 论文题目： 相变储能材料综述 成绩： __________________ 任课教师： ________________________________ 评阅日期： __________ 研究生姓名： 魏敏 _______________ 论文评语： 学号：11721590

相变储能材料综述 魏敏 上海大学 材料科学与工程学院 摘要: 相变储能材料就是将暂时不用的能量储存起来，到需要时再释放， 从而缓解能量需求的矛盾， 节约能 源。本文概述了相变储能的原理、种类和特点、制备方法、性能要求以及在建筑中应用，并指出当前应用 相变储能材料存在的问题以及新的发展方向。 关键词： 相变材料；储能；建筑；节能； 引言 近年来， 当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。 开发利用可再生能 源对节能和环保具有重要的现实意义。 开发新能源提高能源利用率已成为工业发展的重要课 题。因此，相变储能材料（ phase change material ）成为国内外能源利用和材料科学方面 的研究热点。 相变储能技术可以解决能量供求在时间和空间上不匹配矛盾， 也就是可以在能 量多时可以储能， 在需要时释放出来， 从而提高能源利用率。 一些发达国家在推广应用相对 比较成熟的储能技术和储能材料， 以期待不断提高技术性、 经济性和可靠性。 我国也在这方 面进行了积极的研究 [1-3] 。 相变储能材料介绍 相变储能原理 相变储能材料是指在其物相变化过程中， （冷） 量，从而达到能量储存和释放的目的。 率的设施， 同时由于其相变温度近似恒定， 次 重复使用。 作为为相变材料一般须满足以下要求 组分材料不易挥发和分解；对多组分材料 无毒、无腐蚀、不易燃易爆 , 且价格低廉； 不同状态间转化 时 , 材料体积变化要小 [1] 可以从环境中吸收热 （冷） 量或向环境放出热 利用此特性不仅可以制造出各种提高能源利用 可以用来调整控制周围环境的温度， 并且可以多 : 储能密度大；能源的转换效率高；稳定性好；单 , 则要求各组分间结合牢固； 不会发生离析现象； 导热 系数大 , 以便能量可以及时地储存或取出；

相变储热材料的制备与应用

相变储热材料的制备与应用 摘要：热能储存可以通过蓄热材料的冷却、加热、熔化、凝固。气化、化学反应等方式实现。它是一种平衡热能供需和使用的手段。热能储存按储热方式可分为三类，即显热储能、潜热储能和化学反应储热。 关键词：相变；储热；复合材料 一、相变材料在国内外的发展状况 国外对相变储能材料的研究工作始于20世纪60年代。最早是以节能为目的，从太阳能和风能的利用及废热回收，经过不断的发展，逐渐扩展到化工、航天、电子等领域。近年来最主要的研究和应用集中在建筑物的集中空调、采暖及被动式太阳房等领域。国外研究机构和科研人员对蓄热材料的理论研究工作，尤其是对蓄热材料的组成、蓄热容量随热循环变化情况、相变寿命、储存设备等进行了详细的研究，在实际应用上也取得了很大进展。 相对于已经进入实用阶段的发达国家，我国在20世纪70年代末80年代初才开始对蓄热材料进行研究，所以国内相变储能材料的理论和应用研究还比较薄弱。上世纪90年代中期以来，国内研究重点开始转向有机相变材料和复合定形相变材料的研究开发。 二、相变储热材料的分类 （1）从材料的化学组成来看，主要分为无机类相变材料和有机类相变材料，而在课堂上我们主要讲解的是有机类相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等无机物。与无机类相变储能材料相比，有机类相变储能材料具有无过冷及析出，性能稳定，无毒，腐蚀等优点。其中石蜡类相变潜热量大、相变温度范围广、价格低，所以在相变储能材料的研究使用中受到广泛的重视。但石蜡类相变储能材料热导率较低，也限制了其应用范围。为有效克服石蜡类有机化合物相变储能材料的缺点，同时改善相变材料的应用效果及拓展其应用范围，复合相变储能材料应运而生。复合相变材料由较稳定的有机化合物和具有较高导热系数的无机物颗粒制备而得，因而复合相变材料具有稳定的化学性质，无毒无腐蚀性或毒性和腐蚀性小。同时它的导热能力较有机物有较大的改善。 (2)根据使用的温度不同又可以分为高、中、低温相变储热材料。一般使用温度高于100℃的相变储热材料称为高温相变储热材料。以熔融盐、氧化物和金属及其合金为主。使用温度低于100℃为中、低温相变储热材料，这类相变材料以水合盐、石蜡类、脂酸类为主，在低温类中也有利用液-气相变型的，如液氮、氦。 （3）从蓄热过程中材料相态的变化方式来看，可分为固液、固气、液气、固固四种相变。由于固气和液气两种方式相变是有大量气体产生，使材料的体积变的很大，所以实际中很少采用这两种方式。 三、相变材料的分类选择因素 （1）合适相变温度； （2）较大的相变潜热； （3）合适的导热性能；

相变储能材料及其应用

相变储能材料及其应用 物质的存在通常认为有三态，物质从一种状态变到另一种状态叫相变。相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；(2)液—汽相变；(3)固—汽（4）固-固相变。相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，利用相变材料来存储能量。比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可 )、溶 过冷和析出两大问题。所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、 六水氯化镁、镁硝石等 （2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式C n H2n+2表示，短链烷烃熔

点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。在C7H16以上的奇数烷烃和在C20H44以上的偶数烷烃在7℃一22℃范围内会产生两次相变： （1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的； -固 3、有机-无机混合物 带有乙酰胺的有机和天机低共熔混合物具有较为优异的特性，而乙酰胺的熔点为80℃，潜热相当大，为251.2KJ/kg，且比较便宜。 此外乙酰胺本身及其与有机酸和盐类的低共熔混合物的化学和动力学性质都很好。乙酰胺的毒性很低。但是乙酰胺对某些塑料具有溶解作用，故在容器选择上应

谨慎小心，最好选用搪瓷或玻璃类容器。此类箱变材料也是在日常生活用品开发中 很有前途的一类。 储热相变材料的遴选原则： 作为贮热(冷)的相变材料，它们灾满足的条件是： (1)合适的相变温度； (2)较大的相变潜热； 储热相变材料的应用涉及面根广，但大致分为以下几个方面：集中空调的相变贮能系统，相变节能建筑材料和构件，相变储热在太阳能领域的应用，热电冷(或热电)联供系统中的相变储能，利出工业废热的相空贮热系统，相变日用品开发。随着相变材料基础和应用研究的不断断深入(包括新的相变材料的涌现)，相变材料应用的 深度和广度都将不断拓展。

相变储能材料在建筑节能中的应用

相变储能材料及其在建筑节能中的应用摘要：相变材料具有储能密度大、效率高以及近似恒定温度下吸热与放热等优点。将该材料用于墙体天花板和地板，可提高建筑物热容量，从而可以降低室内温度波动，提高舒适度。本文介绍了相变储能材料的机理及其分类，综述了目前国内外相变节能材料的研究进展，分析了相变材料用于建筑上的应用方面，列举了相变材料在示范性建筑中的使用情况，最后提出相变储能材料的不足之处及应用前景。 关键词：建筑节能，相变，蓄能，建筑材料 Phase Change Materials and Its Application in the Construction of Energy-efficient Ji yongyu (Xi'an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055) Abstract: A phase change material having a large energy density, high efficiency, and other advantages approximately constant temperature of the endothermic and exothermic. The materials used for walls ceilings and floors, the building thermal capacity can be increased, which can reduce the indoor temperature fluctuations and improve comfort. This paper describes the mechanism of phase change material and its classification, review the progress of the current domestic and international research phase change energy-saving materials, analysis of phase change materials for applications in buildings, citing the phase change material in an exemplary buildings usage, concludes the phase transition inadequacies energy storage materials and application prospects. Keywords: building energy efficiency, phase transformation, storage, construction materials 0 引言 近年来随着中国的经济快速发展以及人们生活水平的日益提高，人们对室内环境舒适度的要求也越来越高。在影响室内环境舒适度的诸多因素中，室温是一个非常关键的因素，而维持室温在 16.0~28.0°C 是保持室内环境舒适度的关键。为达到这一标准，人们通过利用空调和供暖系统来调节温度，但是相应的会造成能耗大幅度增加和能源消耗过快、环境污染加剧等问题。如何在室内环境舒适度、节能、环保中保持平衡已经成为建筑设计以及节能领域的热点问题 在众多的节能方法中, 近年新出现的相变储能材料, 逐渐走进人们的视野, 成为建筑节能开发的新宠。相变储能材料在很多领域都有应用, 但应用于建材的研究始于1982 年, 由美国能源部太阳能公司发起, 在我国才刚刚起步。相变储能材料的英文全称为Phase Change Material, 简称为PCM。相变储能材料是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质，在一定的温度范围内,利用材料本身相态或结构的变化, 当环境温度升高或降低时, 它可以向环境自动吸收多余热量储存起来或释放储存的热量能起到保温作用。 1 相变储能材料介绍

相变储能材料和相变储能技术

相变储能材料及其应用 物质从一种状态变到另一种状态叫物质的存在通常认为有三态，(3)(2)液—汽相变；相变。相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；固相变。相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就）固-固—汽（4利用相变材料来存可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，储能量。比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可存放到夏季结束。这是冰块就可以起到现在冰箱的效果了。储能想变成材料一般而言，储热相变材料可以这么进行分类结晶水合盐（如 NaSO?10HO）22 4熔融盐 无机物金属（包括合金）其他无机类相变材料（如水） 石蜡 相变材料酯酸类有机物 其他有机 有机类与无机类相变材料的混合混合类

下面我们对相变储能材料进行逐一分析：液相变材料：-、固1．（1）结晶水合盐：结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度可供选择，其通式可以表达为AB?nHO。结晶水合盐通常是中、低2 温贮能相变材料中重要的一类，其特点是：使用范围广，价格较便宜、导热系数较大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度较大、体积贮热密度较大、一般呈中性。但此类相变材料通常存在过冷和析出两大问题。所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、六水氯化镁、镁硝石等 （2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式CHn表2n+2示，短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。在CH以上的奇数烷烃和在CH以上的4472016偶数烷烃在7℃一22℃范围内会产生两次相变： （1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的； （2）高温的固-液相变，总潜热接近溶解热，它被看作贮热中可利用的热能。 这样就会使石蜡具有较高的相变潜热。 石蜡作为贮热相变材料的优点是：无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐浊性，价格便宜。缺点是导热系数小，密度小，单位体积贮

相变储能材料在建筑方面的研究与应用

相变储能材料在建筑方面的研究与应用 摘要:随着建筑行业的向前发展，当前人们对于居住的要求也变得越来越高，对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。正因如此，智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料，由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。另一方面，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析，为后期的深入研究奠定基础。 关键词：建筑材料；相变材料；储能技术 Energy storage materials research and application of phase change in architecture Abstract：With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later. Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology

相变材料

浅谈相变储能材料的热能储存技术及其应用 云南师范大学能环学院再生B班马侯君（12416181） （云南师范大学太阳能研究所 650500） 摘要：由于相变储能材料具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点，因此，采用相变储能材料的热能储存技术是提高热能转化和回收利用效率的重要途径，也是储存可再生能源的有效方式之一。鉴于可供选用的相变储能材料种类多、相变温度范围大，使其在许多工程应用中具有较大的吸引力，筒要介绍利用相变储能材料的热能储存技术及其在工程中的多种应用。本文对热能存储技术的主要类型和技术原理进行了简要介绍，讨论了建筑采暖系统中热能 存储技术的应用现状及发展的趋势。 关键词：相变储能材料热能储存技术工程应用建筑采暖 1 引言 利用相变储能材料的热能储存技术是协调能源供求矛盾、提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是储存和回收利用短期或长期需求能源的一种有效途径。它在工业与民用建筑的采暖、空调、温室、太阳能热利用、工业生产过程的热能回收和利用等多个领域得到了广泛的应用，并已逐步成为世界范围高度重视的研究领域。特别是随着相变储能材料的基础和应用研究的不断深入，利用相变储能材料的热能储存技术的应用深度和广度都将不断拓展。为此，本文着重介绍相变储能材料及其研究，以及利用各种相变储能材料的热能储存技术在工程中的多种应用。 2 相变储能材料及其研究 相变储能材料的种类 人们对相变储能材料的研究可以追溯到20世纪70年代，近几十年来国内外研究人员对相变储能材料的研究和开发进行了大量的研究工作，取得了一定的研究成果，得到了具有温度变化小、储能密度大、过程易控制并适于利用材料的相变潜热进行热能储存的多种相变储能材料。根据其相变形式可分为固-液相变储能材料、固-固相变储能材料、固-气相变储能材料、液-气相变储能材料4类，虽然固-气相变和液-气相变具有的相变热大，但其体积上的大变化使相变储能系统变得复杂和不实用，因此，后两种相变储能材料在实际应用中很少被选用，应用较多的相变储能材料主要是固-液相变储能材料和固-固相变储能材料两类。 固-液相变储能材料 在固-液相变储能材料中，主要有无机相变储能材料、有机相变储能材料及其共融混合物3类。 (1)无机相变储能材料 无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其它无机物。其中，水合盐是适于温度范围在 0"--150℃的潜热式储存的典型无机相变储能材料，它也是中低温相变储能材料中重要的一类，其优点是价格便宜、单位体积储能密度大、一般呈中性；缺点是过冷度大和易析出分离，需要通过添加成核剂和增稠剂进行处理。常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能见表1。 表1 常用作相变储能材料的结晶水合盐热物理性能

相变储热材料的制备与应用

摘要：热能储存可以通过蓄热材料地冷却、加热、熔化、凝固.气化、化学反应等方式实现.它是一种平衡热能供需和使用地手段.热能储存按储热方式可分为三类，即显热储能、潜热储能和化学反应储热. 关键词：相变；储热；复合材料 相变材料在国内外地发展状况 国外对相变储能材料地研究工作始于世纪年代.最早是以节能为目地，从太阳能和风能地利用及废热回收，经过不断地发展，逐渐扩展到化工、航天、电子等领域.近年来最主要地研究和应用集中在建筑物地集中空调、采暖及被动式太阳房等领域.国外研究机构和科研人员对蓄热材料地理论研究工作，尤其是对蓄热材料地组成、蓄热容量随热循环变化情况、相变寿命、储存设备等进行了详细地研究，在实际应用上也取得了很大进展. 相对于已经进入实用阶段地发达国家，我国在世纪年代末年代初才开始对蓄热材料进行研究，所以国内相变储能材料地理论和应用研究还比较薄弱.上世纪年代中期以来，国内研究重点开始转向有机相变材料和复合定形相变材料地研究开发.资料个人收集整理，勿做商业用途 相变储热材料地分类 （）从材料地化学组成来看，主要分为无机类相变材料和有机类相变材料，而在课堂上我们主要讲解地是有机类相变材料.无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等无机物.与无机类相变储能材料相比，有机类相变储能材料具有无过冷及析出，性能稳定，无毒，腐蚀等优点.其中石蜡类相变潜热量大、相变温度范围广、价格低，所以在相变储能材料地研究使用中受到广泛地重视.但石蜡类相变储能材料热导率较低，也限制了其应用范围.为有效克服石蜡类有机化合物相变储能材料地缺点，同时改善相变材料地应用效果及拓展其应用范围，复合相变储能材料应运而生 .复合相变材料由较稳定地有机化合物和具有较高导热系数地无机物颗粒制备而得，因而复合相变材料具有稳定地化学性质，无毒无腐蚀性或毒性和腐蚀性小.同时它地导热能力较有机物有较大地改善.资料个人收集整理，勿做商业用途 ()根据使用地温度不同又可以分为高、中、低温相变储热材料.一般使用温度高于℃地相变储热材料称为高温相变储热材料.以熔融盐、氧化物和金属及其合金为主.使用温度低于℃为中、低温相变储热材料，这类相变材料以水合盐、石蜡类、脂酸类为主，在低温类中也有利用液气相变型地，如液氮、氦.资料个人收集整理，勿做商业用途 （）从蓄热过程中材料相态地变化方式来看，可分为固液、固气、液气、固固四种相变.由于固气和液气两种方式相变是有大量气体产生，使材料地体积变地很大，所以实际中很少采用这两种方式.资料个人收集整理，勿做商业用途 三、相变材料地分类选择因素 （）合适相变温度； （）较大地相变潜热； （）合适地导热性能； （）性能稳定，可反复使用而不发生熔析和副反应； （）相变地可逆性，过冷度要尽量小； （）符合绿色化学要求:无毒、无腐蚀、无污染； （）使用安全、不易燃.易爆或氧化； （）蒸汽压要低使之不易挥发损失； （）材料密度较大，从而确保单位体积储热密度较大； （）体积膨胀较小； （）成本低廉，原料易得. 实用型地相变储热材料需要满足以上各项基本原则，但选用时也可以结合实际地应用情况，

相变储能材料现状和应用

相变储能材料现状和应用 1 引言 随着全球工业的高速发展，自从20世纪70年代出现了能源危机及大量的能源消耗导致的环境污染和温室效应，人们一直在研究高效能源、节能技术、可再生环保型能源、太阳能利用技术等。如何节约和利用有限的能源，是人类一直在研究的课题，近三十余年来一直受到国际能源界的广泛重视储能技术作为一种合理、高效、清洁利用能源的重要乎段，已广泛用于工农业生产、交通运输、航空航天乃至于日常生活。而储能技术的核心是储能材料，其中，相变储能材料与一般储能材料相比，具有储能密度大、储热容器体积小、热效率高以及吸热放热温度恒定等优点，因此，成为近年来各国竞相研究和开发的热点。 2 相变储能材料的性能要求和分类 相变储能材料是指在其物相变化过程中，可以与外界环境进行能量交换(从外界环境吸收热量或者向外界环境放出热量)，从而达到控制环境温度和利用能量目的的材料。也就是利用相变材料在温度高于相变点时吸收热量而发生相变(融化蓄热过程)，使其温度不再升高或升高较少；当温度下降，低于相变点时，发生逆向相变(凝固放热过程)，相变材料可以恢复原来的相结构，放热进行工作。虽然人们研究过的天然和合成的相变材料有很多种，但美国Dow化学公司对近两万种的相变材料进行了测试，发现只有l％的相变材料可以进行进一步研究。 2．1 相变储能材料的性能要求 对于实际使用的相变储能材料必须满足的一些要求有： (1)合适的相变温度； (2)较大的相变潜热； (3)合适的导热性能； (4)在相变过程中不应发生熔析现象，以免导致相变介质化学成分的变化；必须在恒定的温度下熔化及固化，即必须是可逆相变； (5)不发生过冷现象(或过冷很小)，性能稳定； (6)无毒，对人体无腐蚀； (7)与容器材料相容，即不腐蚀容器； (8)不易燃； (9)较快的结晶速度和晶体生长速度； (10)低蒸汽压； (11)体积膨胀率较小；

相变储能材料在建筑节能中的应用[1]

相变储能材料在建筑节能中的应用 随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，空调能耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加的问题，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的27．8％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温技术虽然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的热容量有限，不能充分地将能量进行储存利用，因而限制了建筑节能的能力。 如何在维持可持续发展的前提下，使用最低能耗达到居住环境舒适度最大化？这里就要用到相变储能材料。相变储能材料（Phase Change Materials，PCMs）是在发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境释放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的，由于相变物质在其物相变化过程(熔化或凝固)中，可以从环境吸收或放出大量热量，同时保持温度不变，可以多次重复使用等优点，将其应用于建筑节能领域不但可以提高墙体的保温能力，节省采暖能耗，而且可以减小墙体自重，使墙体变薄，增加房屋的有效使用面积，因此可以说，相变储能技术是实现建筑节能的重要途径。相变储能建筑材料是通过向传统建筑材料中加入相变材料制成的具有较高热容的轻质建筑材料，具有较大的潜热储存能力。通过用相变储能建筑材料构筑的建筑围护结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑供暖或空调不用或者少用能量，提高能源利用效率，并降低能源的运行费用。因而具有广阔的应用前景。 对于相变储能材料，比较系统的科学研究是在第二次世界大战以后展开。美国麻省理工的M.Telkes 和https://www.wendangku.net/doc/46280210.html,ne 等人在相变材料的配制和性能研究、相平衡、结晶、相变传热、相变储能系统设计等方面做了大量工作。20 世纪70 年代初，第一次能源危机爆发，西方发达国家受到巨大冲击，但促进了社会和工程界对相变储能材料和建筑节能技术的重视，相变储能材料的理论和应用研究也得到了长足的进步和发展。目前，相变材料在建筑领域的应用已经成为其最为重要的利用途径之一，它在太阳能系统、工业余热利用、电力调峰、纺织业等都有很广泛的利用。可以预计，在今后相当长的时间里，相变储能建筑材料在环境材料和建筑节能等领域都将扮演极其重要的角色。

相变储能材料和相变储能技术

相变储能材料和相变储 能技术 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

相变储能材料及其应用 物质的存在通常认为有三态，物质从一种状态变到另一种状态叫相 变。相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；(2)液—汽相变；(3)固— 汽（4）固-固相变。相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就可以利 用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，利用相变材料来存储能量。 比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层 中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可存放到夏季结 束。这是冰块就可以起到现在冰箱的效果了。 储能想变成材料 一般而言，储热相变材料可以这么进行分类 下面我们对相变储能材料进行逐一分析： 1、固-液相变材料： （1）结晶水合盐：结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度 可供选择，其通式可以表达为AB?nH 2O 。结晶水合盐通常是中、低温贮能 相变材料中重要的一类，其特点是：使用范围广，价格较便宜、导热系 结晶水合盐（如Na 2 SO 4?10H 2O ） 熔融盐 金属（包括合金） 其他无机类相变材料（如水） 无机物 有机物 石蜡 酯酸类 其他有机混合类 有机类与无机类相变材料的混合 相变材料

数较大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度较大、体积贮热密度较大、一般呈中性。但此类相变材料通常存在过冷和析出两大问题。所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、六水氯化镁、镁硝石等 （2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式C n H 2n +2表示， 短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。在C 7H 16以上的奇数烷烃和在C 20H 44以上的偶数烷烃在 7℃一22℃范围内会产生两次相变： （1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的； （2）高温的固-液相变，总潜热接近溶解热，它被看作贮热中可利用的热能。 这样就会使石蜡具有较高的相变潜热。 石蜡作为贮热相变材料的优点是：无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐浊性，价格便宜。缺点是导热系数小，密度小，单位体积贮热能力差。 （3）酯酸类 酯酸类也是一种有机贮热相变材料，其分子通式为CnH 2nOn ，其性能 特点与石蜡相似。 2、固-固相变材料 典型的固一液相变贮热材料是水合盐及其低共熔物，它们虽有不少优点，但通常也有易发生相分层，过冷较严重、贮热性能衰退和容器价格高等缺点，但是固-固相变材料因有较高的固一固转变热、固-固转变不生成液态(故不会泄漏)、转变时体积变化小、过冷程度轻、无腐蚀、

相变储能材料与建筑节能(彩图)

编者按：随着人们生活水平以及对工作与居住环境舒适度要求的提高，空调能耗随之大幅度增高，造成能源消耗过快、环境污染增加、电网负荷峰谷过大、峰负荷时电力供应严重不足等建筑能耗增加，目前欧美发达国家的建筑能耗已达到全社会总能耗的40％，在我国建筑能耗约占全国总能耗的27．8％，随着经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，建筑能耗的比重将进一步增加。因此，建筑节能材料和节能技术的开发与应用已成为当前建筑和建筑材料领域的热点问题之一。 今天小编请来了我们设计群网最热衷技术革新的发明家会员山野之人，请他为我们设计师介绍一种新型建筑节能材料--相变储能材料及其在建筑节能方面的应用！ 让我们以鲜花和掌声欢迎山野之人先生-- 发明家会员：山野之人-- 设计群网的会员朋友们，大家好！我是山野之人，主持人称我是发明家，过奖了，不过本人确实非常喜欢发明创造，只要是我感兴趣的新技术新材料，我就会穷追不舍，不弄个明白是不罢休的，由此收获了许多发明专利，也算小有成就吧！今天我就来给各位设计师朋友介绍一种新型建筑材料--相变储能材料。 相变储能材料与建筑节能 一、什么是相变储能材料？ 相变--物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。不同相之间的相互转变，称为“相变”或称“物态变化”。从广义上来说，所谓相，指的是物质系统中具有相同物理性质的均匀物质部分，它和其他部分之间用一定的分界面隔离开来。例如，在由水和冰组成的系统中，冰是一个相，水是另一个相。

所以，简单解释：相变就是物质系统不同相之间的相互转变。 固、液、气三相之间转变时，常伴有吸热或放热以及体积突变。这是常识，大家都知道，但是大家想没想过，利用物体相变产生的吸热或放热特点来调节我们周围空间的温度，让空间不用能源也能变得冬暖夏凉呢？我相信我们的前辈想过。大家如果看过电视剧【甄环传】，你就知道古代皇宫里就是利用冰与水的相变来控制温度的。所以说，相变储能一点都不复杂，只要你有办法能促进材料的相变，就一定能产生或者吸收热量，而不同的物体所适用的收集或者储存热量的方式是不同的。 相变储能材料（Phase Change Materials，简称PCM）--相变储能材料是在发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境释放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的，由于相变物质在其物相变化过程(熔化或凝固)中，可以从环境吸收或放出大量热量，同时保持温度不变，可以多次重复使用等优点，将其应用于建筑节能领域不但可以提高墙体的保温能力，节省采暖能耗，而且可以减小墙体自重，使墙体变薄，增加房屋的有效使用面积，因此可以说，相变储能技术是实现建筑节能的重要途径。相变储能建筑材料是通过向传统建筑材料中加入相变材料制成的具有较高热容的轻质建筑材料，具有较大的潜热储存能力。使用相变储能建筑材料构筑的建筑围护结构，可以降低室内温度波动，提高舒适度，使建筑供暖或空调不用或者少用能量，提高能源利用效率，并降低能源的运行费用。 相变储能材料与目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温材料相比，后者虽然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的热容量有限，不能充分地将能量进行储存利用，因而限制了建筑节能的能力。

利用相变储能材料的热能储存技术及其应用

利用相变储能材料的热能储存技术及其应用 摘要: 由于相变储能材料具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点, 因此, 采用相变储能材料的热能储存技术是提高热能转化和回收利用效率的重要途径, 也是储存可再生能源的有效方式之一。鉴于可供选用的相变储能材料种类多、相变温度范围大, 使其在许多工程应用中具有较大的吸引力, 简要介绍了利用相变储能材料的热能储存技术及其在工程中的多种应用。 关键词: 相变储能材料; 热能储存技术; 工程应用 Applications of thermal energy storage techniques with phase change storage materials Abstract: Thermal energy storage technique with phase change storage materials is an important approach of enhancing the efficiency of thermal energy translation and recovery utilization, and one of the efficient ways of storing reproducible energy because of their characteristics such as higher energy storage capacity, isothermal energy storage or discharge and easier operation control. T here are many kinds o f phase chang e storage materials that melt and solidify at a w ide rang e of temperatures, which makes them attractive in a lot of engineering applications. T his article present s an overview of thermal energy storage techniques and their applications in engineering. Key words: phase change storage materials; thermal energy storage technique; engineering application 一．引言 近年来，当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。开发 利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。开发新能源提高能源利用 率已成为工业发展的重要课题。因此，相变储能材料（phase change material）成为国内外能源利用和材料科学方面的研究热点。相变储能技术可 以解决能量供求在时间和空间上不匹配矛盾，也就是可以在能量多时可以储 能，在需要时释放出来，从而提高能源利用率。一些发达国家在推广应用相对 比较成熟的储能技术和储能材料，以期待不断提高技术性、经济性和可靠性。 我国也在这方面进行了积极的研究[1-3]。

无机相变储能材料

无机相变储能材料 水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊 李汶卒 （武汉理工大学高分子0801） 摘要：微胶囊化相变材料是将微胶囊技术应用于相变材料而形成的新型技术，具有广阔的应用前景。该文以无机盐Na2HPO4·12H2O为芯材，有机高聚物聚氨酯为壁材，以界面聚合法合成无机相变材料的微胶囊，并用红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析仪（TG）对其性能进行评价。 关键词：相变材料，微胶囊，界面聚合，十二水磷酸氢二纳，聚氨酯 1.前言 相变储能是利用相变材料的相变热进行能量贮存的一项新型环保节能技术。相变材料是在其本身发生相变的过程中，吸收环境的热量，并在需要时向环境放出热量，而达到控制周围环境温度和节能的目的。它已在制冷低温、太阳能利用、建筑节能、航空航天等领域获得广泛的应用[1-2]。 相变储能材料按照其化学组成可以分为：无机相变材料、有机相变材料和混合相变材料。无机类中典型的是无机盐结晶水合盐类，如：Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O 等[3]。它广泛的应用于中、低温相变储能中，具有使用范围广、导热系数大、融解热较大、贮热密度大、相变体积变化小、毒性小、价格便宜等优点。但是，这类材料通常存在着两个问题，一是过冷现象，另一个是出现相分离[4]。 相变材料的封装方式有：容器封装、有机物插层、高聚物接枝、及微胶囊化等多种方法。 本文探讨以无机盐为芯材的微胶囊的制备。选取低温相变材料中单位质量储热量最大的水合盐十二水磷酸氢二纳（Na2HPO4·12H2O）以为囊芯，以甲苯-2，4-二异氰酸酯与乙二醇缩聚合成聚氨酯囊壁，用界面聚合法制备Na2HPO4·12H2O微胶囊。 2．实验 2.1 界面聚合方法制备水合盐Na2HPO4·12H2O微胶囊原理 2.1.1 实验试剂、仪器 甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI），化学纯；乙二醇，化学纯;正二十烷，化学纯;Span80，;氯仿，分析纯；环己烷，分析纯；二月桂酸二丁基锡。 数显搅拌器，红外光谱仪，透射电子显微镜（TEM），差示扫描量热仪（DSC），热重分析

相变储能材料在建筑节能中的应用

相变储能材料及其在建筑节能中地应用摘要：相变材料具有储能密度大.效率高以及近似恒定温度下吸热与放热等优点. 将该材料用于墙体天花板和地板,可提高建筑物热容量,从而可以降低室内温度波动,提高舒适度.本文介绍了相变储能材料地机理及其分类,综述了目前国内外相变节能材料地研究进展,分析了相变材料用于建筑上地应用方面,列举了相变材料在示范性建筑中地使用情况,最后提出相变储能材料地不足之处及应用前景. 关键词：建筑节能,相变,蓄能,建筑材料 Phase Change Materialsand Its Applicationin the ConstructionofEnergy-efficient Ji yongyu (Xi'an University ofArchitecture and Technology, Xi’an 710055) Abstract: A phase change material having a large energy density, high efficiency, and other advantages approximately constant temperature of the endothermic and exothermic. The materials used for walls ceilings and floors, the building thermal capacity can be increased, which can reduce the indoor temperature fluctuations and improve comfort. This paper describes the mechanism of phase change material and its classification, review the progress of the current domestic and international research phase change energy-saving materials, analysis of phase change materials for applications in buildings, citing the phase change material in an exemplary buildings usage, concludes the phase transition inadequacies energy storage materials and application prospects. Keywords:building energy efficiency, phase transformation, storage, construction materials 0引言 近年来随着中国地经济快速发展以及人们生活水平地日益提高,人们对室内环境舒适度地要求也越来越高.在影响室内环境舒适度地诸多因素中,室温是一个非常关键地因素,而维持室温在 16.0~28.0°C 是保持室内环境舒适度地关键.为达到这一标准,人们通过利用空调和供暖系统来调节温度,但是相应地会造成能耗大幅度增加和能源消耗过快.环境污染加剧等问题.如何在室内环境舒适度.节能.环保中保持平衡已经成为建筑设计以及节能领域地热点问题 在众多地节能方法中, 近年新出现地相变储能材料, 逐渐走进人们地视野, 成为建筑节能开发地新宠.相变储能材料在很多领域都有应用, 但应用于建材地研究始于1982 年, 由美国能源部太阳能公司发起, 在我国才刚刚起步.相变储能材料地英文全称为Phase Change Material, 简称为PCM.相变储能材料是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热地物质,在一定地温度范围内,利用材料本身相态或结构地变化, 当环境温度升高或降低时, 它可以向环境自动吸收多余热量储存起来或释放储存地热量能起到保温作用. 1 相变储能材料介绍

相变储能材料

上海大学2011-2012学年秋季学期研究生课程考试 小论文 课程名称：先进功能材料课程编号： 102004812 论文题目:相变储能材料综述 研究生姓名: 魏敏学号: 11721590 论文评语: 成绩: 任课教师: 评阅日期:

相变储能材料综述 魏敏 上海大学材料科学与工程学院 摘要:相变储能材料就是将暂时不用的能量储存起来，到需要时再释放，从而缓解能量需求的矛盾，节约能源。本文概述了相变储能的原理、种类和特点、制备方法、性能要求以及在建筑中应用，并指出当前应用相变储能材料存在的问题以及新的发展方向。 关键词：相变材料；储能；建筑；节能； 一．引言 近年来，当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。开发新能源提高能源利用率已成为工业发展的重要课题。因此，相变储能材料（phase change material）成为国内外能源利用和材料科学方面的研究热点。相变储能技术可以解决能量供求在时间和空间上不匹配矛盾，也就是可以在能量多时可以储能，在需要时释放出来，从而提高能源利用率。一些发达国家在推广应用相对比较成熟的储能技术和储能材料，以期待不断提高技术性、经济性和可靠性。我国也在这方面进行了积极的研究[1-3]。 相变储能材料是指在其物相变化过程中，可以从环境中吸收热（冷）量或向环境放出热（冷）量，从而达到能量储存和释放的目的。利用此特性不仅可以制造出各种提高能源利用率的设施，同时由于其相变温度近似恒定，可以用来调整控制周围环境的温度，并且可以多次重复使用。 作为为相变材料一般须满足以下要求:储能密度大；能源的转换效率高；稳定性好；单组分材料不易挥发和分解；对多组分材料,则要求各组分间结合牢固；不会发生离析现象；无毒、无腐蚀、不易燃易爆, 且价格低廉；导热系数大,以便能量可以及时地储存或取出；不同状态间转化时, 材料体积变化要小[1]。 二．相变储能材料介绍 相变储能原理