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相变材料的储热
相变材料的储热摘要: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;引言：相变材料（PCM）在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。
相变储能技术通过相变材料相变时吸收或放出大量热量以达到能量存储的目的，是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式。
正文一、相变储热材料应用的意义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。
发展热能存储技术尤为重要，热能存储就是把通过一定的方式把占时应用不到应用不完的多余的热和废热存储起来，适时还可以另作他用。
该技术在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、气废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。
二、相变储能材料分类及材料的选择1、相变储热材料的分类（1）从材料的化学组成来看，主要分为无机相变材料和有机相变材料。
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）从蓄热过程中材料相态的变化方式来看，分为固-液相变、固-固相变、固-气相变和液-气相变四类。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种新型的储热材料，具有广泛的应用前景。
相变储热材料是一种可以在物质相变时吸收或释放大量热量的材料。
相变是物质在特定条件下从一种相态转变成另一种相态的过程，如固体到液体的熔化、液体到气体的汽化等。
在相变储热材料中，当物质从低温固体相转变为高温液体相时，吸收的热量被储存起来；当物质从高温液体相转变为低温固体相时，释放的热量被释放出来。
由于相变过程释放或吸收的热量非常大，相变储热材料可以用来储存和释放大量的热能。
相变储热材料具有许多优点。
首先，相变储热材料具有高储能密度。
相变过程释放或吸收的热量很大，使得相变储热材料可以以较小的体积储存和释放大量的热能。
其次，相变储热材料具有长周期的储热能力。
相变储热材料可以多次循环地进行相变和反相变，从而实现长时间的储热和释放。
此外，相变储热材料还具有良好的稳定性和可靠性，可以在不同环境条件下进行储热和释放。
最后，相变储热材料还具有良好的环保性能。
相变储热材料不需要外部能源的输入，可以利用自身的热量储存和释放能量，不会产生二氧化碳等环境污染物。
相变储热材料可以应用于许多领域。
在建筑领域，相变储热材料可以用于建筑物的供暖和降温系统。
通过将相变储热材料嵌入到墙体、地板和天花板等建筑材料中，可以在白天吸收太阳能，并在夜间释放热量，提供舒适的室内温度。
在工业领域，相变储热材料可以用于工业生产的热能储存和回收。
通过利用相变储热材料储存冷却水的热量，在需求高峰时释放热量，可以提高能源利用率和节约能源。
此外，相变储热材料还可以应用于太阳能热电站、电动汽车和储能设备等领域，实现可持续能源的储存和利用。
总之，相变储热材料是一种具有广泛应用前景的新型储热材料。
它具有高储能密度、长周期的储热能力、良好的稳定性和可靠性以及良好的环保性能。
未来，相变储热材料有望在建筑、工业、能源等领域发挥重要作用，实现能源的高效利用和可持续发展。
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析
相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用分析1. 引言1.1 背景介绍背景介绍部分主要从介绍太阳能供暖系统的工作原理和面临的挑战入手，引出相变蓄热材料的应用必要性。
还可以介绍目前太阳能供暖系统在能源利用效率和可持续发展方面的不足，说明相变蓄热材料在解决这些问题上的潜力。
通过背景介绍，读者可以充分了解到相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的重要性和发展价值。
1.2 研究意义相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用是当前太阳能领域的研究热点之一，其具有重要的研究意义。
太阳能供暖系统是一种清洁、环保的能源利用方式，能够有效减少对传统化石能源的依赖，降低能源消耗和排放的碳排放量，有助于缓解能源紧缺和环境污染问题。
而相变蓄热材料的应用能够进一步提升太阳能供暖系统的能效和稳定性，增强系统的可持续性和经济性。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的应用潜力和优势，从而提高太阳能供暖系统的能效和稳定性。
通过深入分析相变蓄热材料的特点和工作原理，我们旨在为工程师和研究人员提供更多关于如何选择和设计适用于太阳能供暖系统的相变蓄热材料的建议和指导。
我们也希望通过实际案例分析，揭示相变蓄热材料在太阳能供暖系统中的实际应用效果和经济效益，为推广和应用这一新型材料提供参考和支持。
最终的研究目的是为了促进太阳能供暖系统的发展，推动可再生能源利用技术的进步，实现能源效率和环境可持续发展的目标。
2. 正文2.1 相变蓄热材料的特点相变蓄热材料是一种能够利用物质相变释放或吸收热量的材料，其主要特点包括高储热密度、储热效率高、可循环使用、长寿命等。
相变蓄热材料可以在相变时释放或吸收大量热量，使得系统在储存或释放热量时具有较高的能量密度，可以实现热能的高效转换和利用。
相变蓄热材料具有良好的循环稳定性，可以经过多次相变循环而不损耗性能，具有较长的使用寿命。
相变蓄热材料的储热温度范围广，可以根据需要选择不同相变温度的材料，适用于不同的太阳能供暖系统设计和运行要求。
相变蓄热材料
1 文献综述1.1 相变蓄热材料1.1.1相变蓄热材料的研究背景随着全球能源形势的日益紧张，节能与环保受到世界各国越来越多的重视。
但是由于能源的供给与需求具有较强的时间性和空间性，在许多能源利用系统中(如太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性(失配)，从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。
例如：在不需要热时，却有大量热的产生，有时候供应的热却有很大一部分作为余热被损失掉，这些都需要一种类似于储水池储水一样的物质把热量储存起来，需要时再释放出来，这样的物质称为热能储存材料(蓄热材料)。
人们对蓄热材料，特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。
二十世纪二十年代以来，特别是七十年代能源危机的影响，相变蓄热的基础和应用技术研究在发达国家迅速崛起，并得到不断的发展，日益成为受人重视的新材料。
在太阳能利用、电力的“削峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能领域具有广泛的应用前景，近年来已成为世界范围的研究热点。
相变储能材料作为储能技术的基础，在国内外得到了极大的发展。
1.1.2 相变蓄热材料的分类1.1.2.1根据蓄热材料的化学组成分类(1) 无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。
结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类，价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性，且工作温度跨度比较大，更重要的是可在高温下进行蓄热。
例如KNO3-NaNO3熔盐、K2CO3-Na2CO3熔盐、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、Na2CO3·10H2O、Na2SO4·5H2O等[1]。
但其在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素，严重影响水合盐的广泛应用[2-3]。
(2) 有机相变材料主要包括石蜡, 脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐，包括石蜡类、非石蜡类、某些聚合物等。
相变材料与相变储能技术PPT课件
Hammou等设计了一个含相变材料的 混合热能储存系统
国内的发展状况：
从20世纪 70年代末
1978年 开始
中国科技大学、华中师范大学、广州能源 研究所等单位就开始了对无机盐、无机 水合盐、金属等相变材料研究的工作。
葛新石等对相变材料的理论和应用做了详细 的研究工作。阮德水等对典型的无机水合盐
有机相变材料进行研究，包括测试材料的 热物理性质、化学稳定性及对环保的影响 等 .石蜡现在常被制成各种定形相变材料、 微胶囊材料、复合相变材料等，用于太阳能 蓄能系统、空调系统的蓄能和建筑节能中
863计划研究将金属相变储能锅炉应用于 太阳能热发电
第三节 相变储能材料
固—气相变材料
无机相变材料
潜相热的我物们液质知—，道气相一，变般具材情有料况合下适均的金可相属作变及为温其合相度金变和相储较变热大材材相料料变，
Na2SO4·10H2O等的相图、储存、成核 作用过冷问题、热物性等进行了系统研究。 西藏太阳能研究示范中心和华中师范大学共 同利用西藏盐湖盛产的芒硝、硼砂等无机水
合盐类矿产，加入独创的悬浮剂等成功 研究太阳能高密度储热材料。
20世纪 90年代初
20世纪 90年代
2008年 开始
对Al—Si合金进行研究和应用，华中 科技大学黄志光等用于聚光式太阳灶。 广州能源研究所和广东工业大学张仁元、 柯秀芳等多年的研究表明，金属具有储能 密度大、储热温度高、热稳定性好、导热 系数高、性价比良好等特点，在中高温 相变储能的应用中具有极大的优势。
Kedl和Stoval第一次研究 制成浸有18烷石蜡的相变墙板。
1991年 1995年 2000年 2006年
相变储能材料PPT课件
节能环保
相变储能材料使用过程中无污染物排放，对 环境友好，且可回收利用。
稳定可靠
相变储能材料性能稳定，能够保证储能系统 的长期稳定运行。
应用广泛
相变储能材料可应用于建筑节能、工业余热 回收、太阳能利用等多个领域。
挑战
成本较高
目前相变储能材料成本较高，限制了其大规模应用。
寿命有限
相变储能材料的寿命受限于材料的稳定性及循环寿命。
技术发展
相变储能技术将不断进步
随着科研人员对相变储能材料的深入研究， 未来相变储能技术将更加成熟，提高储能效 率和稳定性。
新型相变储能材料的研发
为满足不断增长的需求，未来将有更多新型相变储 能材料被研发出来，具有更高的能量密度和更快的 相变速度。
相变储能技术的集成优化
未来相变储能技术将与其他储能技术进行集 成优化，形成多能互补的储能系统，提高整 个系统的效率和稳定性。
舒适度。
新能源利用
02
在太阳能、风能等新能源领域，利用相变储能技术储存和调节
能量，提高能源利用效率和稳定性。
工业余热回收
03
利用相变储能材料回收工业余热，提高能源利用效率和经济性。
03 相变储能材料的优势与挑 战
优势
高效储能
相变储能材料能够在相变过程中吸收和释放 大量能量，具有较高的能量存储密度。
技术成熟度不足
相变储能技术仍处于发展阶段，需要进一步完善和成熟。
市场接受度不高
由于成本和技术成熟度等因素，相变储能材料在市场上的接受度有待提高。
04 相变储能材料的应用实例
建筑节能
01 02
建筑节能
相变储能材料在建筑节能领域的应用主要表现在利用其相变特性，在温 度较高时吸收热量，在温度较低时释放热量，从而调节室内温度，减少 空调等设备的能耗。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种具有储热和释热功能的材料，它能够在相变过程中吸收或释放大量的热量，因此在太阳能利用、建筑节能、环境控制等领域具有广泛的应用前景。
相变储热材料通过其独特的物理性质，为人们解决能源储存和利用方面的难题，成为绿色、高效的能源利用方式之一。
首先，相变储热材料的工作原理是什么呢？相变储热材料利用物质在相变过程中吸收或释放的潜热来实现储热和释热的功能。
在固液相变过程中，材料吸收热量，将固态转变为液态；而在液固相变过程中，材料释放热量，将液态转变为固态。
这种独特的物理性质赋予了相变储热材料储热和释热的功能，使其在能源利用方面具有重要的应用价值。
其次，相变储热材料有哪些应用领域呢？首先，它在太阳能利用方面具有重要的作用。
太阳能是一种清洁、可再生的能源，但由于日夜温差大、天气变化等因素，太阳能的利用效率较低。
而利用相变储热材料可以将太阳能吸收并储存在材料中，待需要时释放热量，提高太阳能利用效率。
其次，相变储热材料在建筑节能方面也有广泛的应用。
利用相变储热材料可以调节建筑内部的温度，减少空调和供暖的能耗，实现建筑节能的目的。
此外，相变储热材料还可以应用于环境控制领域，如温室种植、冷链物流等方面，为人们提供更加舒适和便利的生活环境。
最后，相变储热材料在未来的发展趋势是什么呢？随着人们对清洁能源和节能环保的重视，相变储热材料将会得到更广泛的应用。
未来，相变储热材料将不断优化材料性能，提高储热和释热效率，拓展应用领域，为人们提供更加高效、便捷的能源利用方式。
同时，相变储热材料的生产技术也将不断进步，降低材料成本，推动其产业化进程，为可持续发展做出贡献。
综上所述，相变储热材料具有独特的物理性质，为人们解决能源储存和利用方面的难题提供了新的思路和方法。
它在太阳能利用、建筑节能、环境控制等领域具有广泛的应用前景，未来将会得到更广泛的应用和发展。
相信随着科技的不断进步，相变储热材料将会为人们的生活带来更多的便利和舒适。
相变储热材料
相变储热材料相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收或释放大量热量的材料。
它们通常被用于储存太阳能或其他可再生能源，以便在需要时释放热量。
相变储热材料的独特性质使其在许多领域都有广泛的应用，比如建筑、制冷和空调系统、食品保鲜以及医疗设备等。
相变储热材料通常分为两类，固-固相变材料和固-液相变材料。
固-固相变材料是指在固态和固态之间发生相变的材料，而固-液相变材料则是指在固态和液态之间发生相变的材料。
这两种类型的相变储热材料都具有吸热或放热的特性，可以在温度变化时储存或释放热量。
相变储热材料的工作原理是利用相变过程中的潜热。
当材料从一个相态转变到另一个相态时，它会吸收或释放潜热，这使得相变储热材料能够在温度变化时储存或释放大量热量。
这种特性使得相变储热材料成为一种高效的热能储存和传输方式。
在建筑领域，相变储热材料被广泛应用于节能建筑中。
通过在建筑材料中加入相变储热材料，可以有效地调节室内温度，减少能源消耗，提高建筑的能效性能。
此外，相变储热材料还可以用于制冷和空调系统中，通过储存和释放热量来调节空调系统的运行温度，从而提高能效和节约能源。
在食品保鲜领域，相变储热材料也发挥着重要作用。
通过在包装材料中加入相变储热材料，可以有效地延长食品的保鲜期限，减少食品在储运过程中的损耗，提高食品的品质和安全性。
在医疗设备领域，相变储热材料也被广泛应用于体外循环、热疗等领域。
通过利用相变储热材料的吸热或放热特性，可以实现对医疗设备的温度控制，保障医疗设备的正常运行和患者的安全。
总之，相变储热材料具有独特的热学性能，被广泛应用于建筑、制冷和空调系统、食品保鲜以及医疗设备等领域。
随着科学技术的不断进步，相变储热材料的性能和应用领域将会得到进一步拓展，为人类社会的可持续发展提供更多可能性。
相变调温材料
相变调温材料一、相变储能材料的概念20世纪30年代以来，随着全球科学技术的迅速发展，尤其受80年代的能源危机影响，为了提高能源利用效率，解决热能供给与需求的失衡，相变储能的理论和应用技术在发达国家迅猛发展起来。
因为随着科学技术的快速发展，能源逐渐成为人类赖以生存的基础，但是能源的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性，为了提高能源利用效率、保护环境、解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用，电力的“移峰填谷”，废热回收利用以及建筑与空调的节能中，相变蓄热技术已得到广泛的应用，目前正成为世界范围内研究的热点。
相变储能材料按储能的方式可分为3大类，即显热储能、潜热储能和化学反应储能。
所谓显热式贮热，就是通过贮热加热介质，使贮热材料的温度升高吸收热能而贮热，又称为“热容式贮热”。
所谓潜热式贮热，就是通过加热贮热介质到相变温度，使贮热材料发生相变吸收大量热能而贮热，又称为“相变式贮热”。
相变过程一般都是伴随有较大能量吸收或释放的等温或近似等温的过程。
相变过程中吸收和释放的那部分能量称之为相变潜热。
相比较于显热，相变潜热一般较大，材料的相变潜热约为其升高1℃热容的100倍。
化学反应热储能则是利用储能材料发生可逆的化学反应来储能和释能。
它们各有其优缺点：显热储能材料使用比较简单方便，但是材料自身的温度在不断变化，不能控制温度，并且材料储能密度低，相应的装置体积庞大，因此其应用价值不是很高。
化学反应储能即利用可逆化学反应的反应热进行储能，这种方式的储能密度较大，但是技术复杂，且使用不便，目前仅在太阳能领域受到重视，离实际应用还较远；而潜热储能则是利用材料在相变时吸热或放热来储存或释放能量的，这种材料不但能量密度较高，而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便，且易于管理，另外，其在相变储能过程中近似恒温，可以达到控制体系温度的目的。
因此，潜热储能是最具有实际发展前途，也是目前应用最多和最重要的储能方式。
相变蓄热材料
1 文献综述1.1 相变蓄热材料1.1.1 相变蓄热材料的研究背景随着全球能源形势的日益紧张，节能与环保受到世界各国越来越多的重视。
但是由于能源的供给与需求具有较强的时间性和空间性，在许多能源利用系统中(如太阳能系统、建筑物空调和采暖系统、冷热电联产系统、余热废热利用系统等)存在着供能和耗能之间的不协调性(失配)，从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。
例如：在不需要热时，却有大量热的产生，有时候供应的热却有很大一部分作为余热被损失掉，这些都需要一种类似于储水池储水一样的物质把热量储存起来，需要时再释放出来，这样的物质称为热能储存材料(蓄热材料)。
人们对蓄热材料，特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。
二十世纪二十年代以来，特别是七十年代能源危机的影响，相变蓄热的基础和应用技术研究在发达国家迅速崛起，并得到不断的发展，日益成为受人重视的新材料。
在太阳能利用、电力的“削峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑采暖与空调的节能领域具有广泛的应用前景，近年来已成为世界范围的研究热点。
相变储能材料作为储能技术的基础，在国内外得到了极大的发展。
1.1.2 相变蓄热材料的分类根据蓄热材料的化学组成分类(1) 无机相变材料主要包括结晶水合盐、熔融盐、金属或合金。
结晶水合盐通常是中、低温相变蓄能材料中重要的一类，价格便宜，体积蓄热密度大，熔解热大，熔点固定，热导率比有机相变材料大，一般呈中性，且工作温度跨度比较大，更重要的是可在高温下进行蓄热。
例如KNO3-NaNO3熔盐、K2CO3-Na2CO3熔盐、CaCl2·6H2O、Na2HPO4·12H2O、Na2CO3·10H2O、Na2SO4·5H2O等[1]。
但其在使用过程中会出现过冷、相分离等不利因素，严重影响水合盐的广泛应用[2-3]。
(2) 有机相变材料主要包括石蜡, 脂肪酸、某些高级脂肪烃、醇、羧酸及盐，包括石蜡类、非石蜡类、某些聚合物等。
相变储能材料ppt课件
合物不仅导热系数有所提高，同时还保持了有机物原有的优点。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
3.相变材料的制备方法
• 目前制备相变材料的方法主要有以下几种: ①基体材料封装相变材料法 ② 基体和相变材料熔融共混法 ③混合烧结法
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
（2） TG 分析
• 在研究相变储能材料稳定性和储热能力时, 经常用到TG 分析法。通过TG 检测, 从其曲线中可以看出相变材料在不 同温度范围内的挥发和储热放热能力。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
（3） 时间－温度曲线法
• 时间－温度曲线法属于非稳态法测量导热系数的方法, 利用圆柱体的一维非稳态传热模型导出的计算式, 只要测 量相变储能材料完全相变的时间即可得到导热系数。该方 法的原理及装置简单, 操作方便, 所用材料的量较大, 可以 同时测量相变储能材料的潜热、相变温度、导热系数等多 个物性, 并且克服了以往在测量导热系数时只能测定特定 形状的固态物质的不足, 它可以用来测量任何形状形态物 质的导热系数, 尤其是可以测量液态物质的导热系数, 为实 际应用带来了很大的方便。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
（3）.在建筑方面的应用
• 有关资料显示，社会一次能源总消耗量的1／3用于建筑 领域。提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于 整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社 会影响。利用相变储能建筑材料可有效利用太阳能来蓄热 或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷，使建筑物室内 和室外之间的热流波动幅度减弱、作用时间被延迟，从而 降低室内的温度波动，提高舒适度，以及节约能耗。
第01讲贮热相变材料
-0.05 0
4.18 8.39 12.61 16.82 21.02 25.22 29.42 33.62 37.81
42
2500.51 2500.53 2502.35 2504.19 2506.03 2507.87 2509.71 2511.55 2513.39 2515.23 2517.06 2518.9
9.1544 9.1541 9.1278 9.1014 9.0752 9.0493 9.0236 8.9982 8.973 8.948 8.9233 8.8988
23
液态金属的物性
名 称
熔点
温度
汞 -38.3 15
150
300 钾 63.9 15050
500 铅 327.3 700
g
p
T
v
g T
p
s
2g T 2
p
s T
p
cp T
2g
p
2
T
v p
T
T v
2g pT
v T
p
v
9
1、贮热相变材料的相变形式
凡是热力学势本身连续，而第一阶导数不连续的状态突 变，称为第一类相变。第一阶导数不连续，表示相变伴 随着明显的体积变化和热量的吸放(潜热)。
Na3PO4·12H2O
碳酸盐类 Na2CO3·12H2O
Mg(NO3)2·4H2O Zn(NO3)2·4H2O Zn(NO3)2·H2O
FeSO4·7H2O
K3PO4·7H2O
卤化物类 CaCl2·6H2O
KF2·H2O KF·4H2O
18
常用结晶水合盐类热物性表
19
附表1 结晶水合盐类热物性表
三羟甲基乙烷 2,2-二甲基-1,3丙二醇 2,2-二羟甲基丙酸
冰鉴相变储热材料-概述说明以及解释
冰鉴相变储热材料-概述说明以及解释1.引言1.1 概述冰鉴相变储热材料是一种具有特殊能力的材料，能够利用相变过程来储存和释放热能。
相变是物质由一种状态转变为另一种状态的过程，比如固体转化为液体或液体转化为气体。
冰鉴相变储热材料通过控制温度和气压等条件，使其在特定温度区间内完成相变过程，从而吸收或释放大量的热能。
冰鉴相变储热材料的应用领域非常广泛。
在建筑领域，它可以用于太阳能热水系统、空调系统和地暖系统等，通过储存和释放热能来提高能源利用效率，实现能源的节约和可持续发展。
在工业领域，冰鉴相变储热材料可以应用于高温热能储存和发电系统中，提高能源的利用率，降低能源的消耗。
冰鉴相变储热材料具有一些显著的优势。
首先，它能够高效地储存和释放热能，具有较高的能量密度和储热效率。
其次，相变过程相对稳定，不易受外界环境变化的影响，可以实现长时间的热能储存和释放。
此外，冰鉴相变储热材料也具有较好的环境友好性，不会产生污染物和温室气体等有害物质。
然而，冰鉴相变储热材料也面临一些挑战。
首先，其制备过程相对复杂，需要选择合适的材料和优化制备工艺。
其次，目前的冰鉴相变储热材料仍存在一定的性能改进空间，如储热效率和循环寿命等方面。
此外，冰鉴相变储热材料的成本较高，限制了其在广泛应用中的推广和普及。
总结而言，冰鉴相变储热材料是一种有着重要应用前景的能源储存技术。
通过利用相变过程进行热能储存和释放，冰鉴相变储热材料可以在建筑和工业领域等多个领域发挥重要作用。
尽管面临一些挑战，但随着技术的不断进步和研究的深入，相信冰鉴相变储热材料将在未来得到更广泛的应用和推广。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕冰鉴相变储热材料展开，共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将首先概述冰鉴相变储热材料的背景和重要性，介绍该材料的基本原理和应用领域。
接着，明确文章的目的，即对冰鉴相变储热材料进行深入探究，并探讨其未来发展方向。
最后，对全文进行总结，归纳出本篇长文的主要观点和结论。
【免费下载】相变储热材料的有关学习
无机非金属材料工程专业学生论文2014年6月相变储热材料的有关学习李珍勤（无机非金属材料工程1302班)摘要:介绍了相变储热材料的概念与特点；以及相变材料的分类和各类相变材料的性能，储能机理及其优缺点；介绍了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。
关键词:储热材料；相变储热；制备；1 相变材料的概念和机理，以及特点相变材料（PCM）是一类在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）能，并在需要时向环境发出热（冷）能，从而达到控制周边环境温度的目的的材料。
其相变机理是：相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。
该温度平台的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料区分开绝缘材料只提供热温度变化梯度。
相变材料在热循环时，储存或释放显热。
相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变但吸收或释放的潜热却相当大。
以冰——水相变的过程为例。
对相变材料在相变时所吸收的潜热以及普通加热条件下所吸收的热量作一比较：当冰熔解时，吸收 3 3 5 J ／g的潜热，当水进一步加热，温度每升高 1 ℃它只吸收大约4坛的能量。
冈此，由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高8 0多倍。
除冰水之外，已知的天然和合成的相变材料超过 5 0 0种，且这些材料的相变温度和储热能力各不相同。
把相变材料与普通建筑材料相结合，还可以形成一种新型的复合储能建筑材料这种建材兼备普通建材和相变材料两者的优点。
然而绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。
为防止无机物相变材料的腐蚀性。
储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本：为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。
相变蓄热材料综述
相变虚热材料综述蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，是世界范围内的研究热点．目前，主要的蓄热方法有显热蓄热、潜热量级，而且放热温度恒定，但其储热介质一般有过冷、相分离、易老化等缺点。
一相变蓄热材料的分类根据相变种类的不同，相变蓄热一般分为四类:固一固相变、固一液相变、液一气相变及固一气相变。
由于后两种相变方式在相变过程中伴随有大量气体的存在，使材料体积变化较大，因此尽管它们有很大的相变热，但在实际应用中很少被选用，固一固相变和固一液相变是实际中采用较多的相变类型。
根据材料性质的不同，一般来说相变蓄热材料可分为:有机类、无机类及混合类相变蓄热材料。
其中，石蜡类、脂酸类是有机类中的典型相变蓄热材料;结晶水合盐、熔融盐和金属及合金等是无机类中的典型相变使未融化的一部分晶体作为成核剂，这种方法文献上称为冷指(Cold finger)法，虽然操作简单，但行之有效∞J．为了解决相分离的问题，防止残留固体物沉积于容器底部，人们也研究了一些方法，一种是将容器做成盘状，将这种很浅的盘状容器水平放置有助于减少相分离；另一种更有效的方法是在混合物中添加合适的增稠剂，防止混合物中成分的分离，但并不妨碍相变过程。
有机相变材料主要包括石蜡，脂肪酸及其他种类．石蜡主要由不同长短的直链烷烃混合而成，可用通式C。
H抖：表示，可以分为食用蜡、全精制石蜡、半精制石蜡、粗石蜡和皂用蜡等几大类，每一类又根据熔点分成多个品种．短链烷烃的熔点较低，随着碳链的增长，熔点开始增长较快，墨、陶瓷、膨润土、微胶囊等．膨胀石墨是由石墨微晶构成的疏松多孔的蠕虫状物质，它除了保留了鳞片石墨良好的导热性外，还具有良好的吸附性[1引．陶瓷材料有耐高温、抗氧化、耐化学腐蚀等优点，被大量地选做工业蓄热体．主要的陶瓷材质有石英砂、碳化硅、刚玉、莫来石质、锫英石质和堇青石质等．膨润土有独特的纳米层问结构，采用“插层法”将有机相变材料嵌入其层状空间，制备有机／无机纳米复合材料，是开发新型纳米功能材料的有效途径，微胶囊相变材料口阳是用微胶囊技术制备出的复合相变材料。
相变蓄热材料
相变蓄热材料
相变蓄热材料是指利用物理特性，在一定温度范围内可以消耗大量热
量而不改变其物理性质的物质。
它是一种特殊的储热材料，具有高密度、
高比热、低污染、调节便捷等特点，可用于固体蓄热技术。
它们的典型特
性是在一个温度范围内，可以消耗大量的热量而不影响它们的状态。
此外，在一定的温度之外，它们也可以吸收热量，从而达到蓄热的目的。
这种材
料可以应用于冷却系统、蓄热系统以及加热系统，满足工业和商业的冷暖
需求。
典型的相变蓄热材料有聚丙烯、酚醛树脂、水醋酸乙烯、聚氨酯、
塑料乳液、聚四氟乙烯、甲醇、聚维酮等。
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无机非金属材料工程专业学生论文2014年6月相变储热材料的有关学习李珍勤（无机非金属材料工程1302班)摘要:介绍了相变储热材料的概念与特点；以及相变材料的分类和各类相变材料的性能，储能机理及其优缺点；介绍了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。
关键词:储热材料；相变储热；制备；1 相变材料的概念和机理，以及特点相变材料（PCM）是一类在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）能，并在需要时向环境发出热（冷）能，从而达到控制周边环境温度的目的的材料。
其相变机理是：相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。
该温度平台的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料区分开绝缘材料只提供热温度变化梯度。
相变材料在热循环时，储存或释放显热。
相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变但吸收或释放的潜热却相当大。
以冰——水相变的过程为例。
对相变材料在相变时所吸收的潜热以及普通加热条件下所吸收的热量作一比较：当冰熔解时，吸收 3 3 5 J ／g的潜热，当水进一步加热，温度每升高 1 ℃它只吸收大约4坛的能量。
冈此，由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高8 0多倍。
除冰水之外，已知的天然和合成的相变材料超过 5 0 0种，且这些材料的相变温度和储热能力各不相同。
把相变材料与普通建筑材料相结合，还可以形成一种新型的复合储能建筑材料这种建材兼备普通建材和相变材料两者的优点。
然而绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。
为防止无机物相变材料的腐蚀性。
储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本：为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。
而有机物相变材料则热导率较低。
相变过程中的传热性能差，在实际应用中通常采用添加高热导率材料如：铜粉，铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率。
或采用翅片管换热器，依靠换热面积的增加来提高传热性能，但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。
相变过程一般是一等温或近似等温过程,相变过程中伴有能量的吸收或释放,这部分能量称为相变潜热,利用相变过程的这一特点开发了许多相变储能材料。
与显热储能材料相比,潜热储能材料不仅能量密度较高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。
另外,它还有一个很大的优点,即这类材料在相变储能过程中,材料近似恒温,可以以此来控制体系的温度。
同时，相变材料还具有以下几个特点：凝固熔化温度窄，相变潜热高，导热率高，比热大，凝固时无过冷或过冷度极小，化学性能稳定，室温下蒸汽压低。
此外，相变材料还需与建筑材料相容，可被吸收。
利用储能材料储能是提高能源利用效率和保护环境的重要手段之一,可用于解决热能供给与需求失配的矛盾,在能源、航天、军事、农业、建筑、化工、冶金等领域展示出十分广泛和重要的应用前景,储热材料研究目前已成为世界范围内的研究热点。
2 相变储热材料的种类及其优缺点相变储能材料的相变形式一般可分为四类:固——固相变、固——液相变、液——气相变和固——气相变。
相变储能材料按相变温度的范围分为高温(大于250℃)，中温(100～250℃)和低温(小于100℃)储能材料;按材料的组成成分又可分为无机类、有机类(包括高分子类)及无机——有机复合相变储能材料。
相变材料是由多组份构成的,包括主储热剂、相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等组份。
2.1 无机类无机类固——液相变材料有结晶水合盐类、熔融盐类、金属(包括合金) 和其它无机类相变材料(如水) 。
其中最典型的是结晶水合盐类, 结晶水合盐提供了熔点从几摄氏度到一百多摄氏度的可供选择的相变材料。
它们有比较大的熔解热和固定的熔点(实际是脱出结晶水的温度,脱出的结晶水使盐溶解而吸热,降温时其发生逆过程,吸收结晶水而放热)。
相变机理如下:AB· mH2O加热( T > Tm)冷却( T < Tm)AB + mH2O - Q AB· mH2O加热( T > Tm)冷却( T < Tm) AB· pH2O+ ( m - p) H2O - Q 其中, m 和p为结晶水的个数, Tm为熔点,Q为溶解热。
结晶水合盐通常是中、低温相变储能材料中的重要一类,有如下的优点:使用范围广，价格较便宜、导热系数大(与有机类相变材料相比)、熔解热较大，密度大、一般呈中性。
但是这类材料通常存在着两个问题,一是过冷现象,解决的方法有: a1 加成核剂,如加入微粒结构与盐类结晶物相类似的物质; b1 冷指法,保持一部分冷区,使未熔化的一部分晶体作为成核剂。
另一个问题是相分离,解决的办法有: a1 加增稠剂;b1 加晶体结构改变剂;c1 盛装相变材料的容器采用薄层结构; d1 摇晃或搅动。
徐伟亮研究了水合乙酸钠相变储热的性能,发现硼砂对过冷现象有明显的抑制,羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺等对相分离现象有明显的抑制。
固——固相变储热材料的无机盐类主要是利用固体状态下不同种晶型的变化而进行吸热和放热的,主要有层状钙铁矿、Li2SO4、KHF2 等代表性物质。
通常它们的相变温度较高,适合于高温范围内的储能和控温之用,而中、低温的材料较少,因此不能完全满足人们的需要、目前在实际中应用也不是很多。
2.2 有机类典型的有机类相变材料有:石蜡、酯酸类、高分子化合物等。
有机类相变材料具有固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定等特征，但与无机类相比，其导热性较差，熔点较低，溶解热较小且易挥发、易燃烧。
石蜡主要由直链烷烃混合而成,可用通式CnH2n + 2表示。
短链烷烃熔点较低,链增长时,熔点开始增长较快,而后逐渐减慢。
一般说来,同系物的相变温度和相变焓会随碳链的增长而增大,这样可以得到具有一系列相变温度的储能材料,但随着碳链的增长,相变温度的增加值会逐渐减小,其熔点最终将趋于一定值。
石蜡是混合物,因此不象低分子量的物质有一个熔融尖峰。
石蜡作为相变储能材料的优点是:无过冷及析出现象,性能稳定,无毒,无腐蚀,价格便宜。
缺点是:导热系数小,密度小,单位体积储热能力差。
高分子化合物类的相变材料,由于是具有一定分子量分布的混合物,并且分子链较长,结晶并不完全,因此它的相变过程也有一个熔融温度范围,没有熔融尖峰。
酯酸类也是一种有机储热相变材料,其分子通式为CnH2nO2 ,其性能特点与石蜡相似。
为了得到相变温度适当、性能优越的相变材料,常常需要将几种有机相变材料复合以形成二元或多元相变材料,以弥补二者的不足,得到性能更好的相变材料,以使之得到更好的应用。
3 应用3.1 建筑方面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，因而具有广阔的应用前景。
相变储热材料具有调节室内温度，降低混凝土水化反应温度的作用：（1）复合PCEM具有普通建材无法比拟的热容，对于房间内气温的稳定及空调系统工况的平稳是非常有利的。
当室外温度有较大波动(波峰与波谷的距离较大)时，墙体温度波动不大，这样室内温度波动也不大，同时，相变房间的热流密度也明显比普通房间低，因此相变储能材料起到了调节室内温度的效果。
（2）由于混凝土水化反应时释放出大量的反应热，导致混凝土内温度升高，使混凝土开裂、强度降低，尤其是在大体积混凝土更为明显，甚至可能造成结构破坏等严重的工程事故。
而加入适当的相变材料，可以吸收水化反应释放的热量，发生相变，使混凝土内部温度稳定在某一范围内，在反应结束时热量才逐渐传递出来，不会造成混凝土内部温度过高，达到降低混凝土水化反应温度的目的。
3.2 其他应用相变储能材料的应用涉及面很广。
选用MgNO3·6H2O作为主储热材料,MgCl·6H2O作为添加剂调节相变温度,可以用于处理发热发电系统产生的城市废热(温度在60～100℃)。
在冷藏系统中,用主要为Na2SO4·10H2O、NH4CL 和KCl 的混合物作为相变储能材料代替传统的换热体系,能够提高冷藏系统的性能,有利于缓解高峰制冷负荷、克服开门期间的能量损失和满足较长停电期间的制冷需要。
另外相变储能材料在纺织服装、温室种植等领域都有应用。
4 展望前景今后相变储热材料主要应用于几个方面：(a ) 进一步筛选符合环保的低价的有机相变储能材料，如可再生的脂肪酸及其衍生物。
对这类相变材料的深入研究，可以进一步提升相变储能建筑材料的生态意义：(b )开发复合相变储热材料是克服单一无机或有机相变材料不足，提高其应用性能的有效途径；(c ) 针对相变材料的应用场合，开发出多种复合手段和复合技术，研制出多品种的系列复合相变材料是复合相变材料的发展方向之一：(d ) 开发多元相变组合材料。
在同一蓄热系统中采用相变温度不同的相变材料合理组合，可以显著提高系统效率，并能维持相变过程中相变速率的均匀性。
这对于蓄热和放热有严格要求的蓄能系统具有重要意义：(e ) 进一步关注高温储热和空调储冷。
美国NA S A L e w i s 研究中心利用高温相变材料成功的实现了世界上第一套空间太阳能热动力发电系统 2 k W电力输出，标志这一重要的空间电力技术进入了新的阶段。
太阳能热动力发电技术是一项新技术，是最有前途的能源解决方案之一，必将极大地推动高温相变储热技术的发展。
另外，低温储热技术是当前空调行业研究开发的热点，并将成为重要的节能手段；(f )纳米复合材料领域的不断发展，为制备高性能复合相变储热材料提供了很好的机遇。
利用纳米材料的特点制备新型高性能纳米复合相变储热材料是制备高性能复合相变材料的新途径。