空调蓄冷相变材料的最新研究
蓄冷空调采用相变材料作为蓄冷介质的特性研究
７℃之 间 的显 热进 行 蓄冷 ， 蓄 冷 密度 低 、 其 蓄
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷槽 体 积大及 槽 内不 同温度 的冷 水 易混合 等缺
点 。冰 蓄冷利 用 水 的相 变潜 热 蓄存 冷 量 ， 相 其 变潜 热 大 ， 冰 蓄冷水 的相 变 凝 固点 较 低 （ 但 ０℃ 以下 ） 且 蓄 冰时存 在较 大 的过 冷 度 （ ～ ６。 ， ， ４ Ｃ） 为 了 蓄存 冷 量 ， 调 机组 必 须 运行 在 较低 的工 空 作温 度 范 围（ １ … ０ ８℃） 这 样 就 势 必 造 成 ，
空调 主 机 性 能 系 数 （ ＯＰ 的 下 降 。相 变 材 料 Ｃ ）
蓄冷 是利 用一 种新 型 的相 变 材 料 在 ６ ９℃发 ～ 生相 变 时吸 收或 放 出大 量 的 热 进 行 蓄 冷 ， ］ 相 变 材料 蓄冷 克 服水 蓄 冷 的 蓄冷 密 度低 、 蓄冷 冰 的工 作 温度低 等缺 点 。采用 相变 材料 蓄冷 的优 点 是 其 相 变 温 度 与 空调 主 机 的 蒸 发 温 度 相 吻
～
蓄冷 球 内融 化 过程 进 行 数值 模 拟 ， 计算 各 节 点 的温度 ， 导 出其 它 热 物理 参 数 。 为蓄 冷 空 调 并
系统 的优 化设 计提 供理 论依 据 。
１ 球 内融化 分 析
蓄 冷球 半径 为 Ｒ 球 内充 满温 度 为相变 温 ， 度 Ｔ 的相变 材料 口 ， 始 时 刻 ， 内 的相 变 材 ］初 球 料 已经 完全 凝 固。在球 的表 面 （ Ｒ—Ｒ 处 以对 ） 流方 式 与温 度 为 Ｔ， 冷冻 水 进 行 热 交 换 ， 的 冷 冻水 和球 壁 间 的对 流 换 热 系 数 为 ， 保 持 不 且 变 ， 蓄冷球 内 的相 变 材料 发 生 相 变 。传 热 过 使 程 由球外 壁 向球 内进 行 ， 变也 由壁 面 向球 内 相
相变蓄冷材料
相变蓄冷材料
相变蓄冷材料是一种能够利用相变过程来吸收或释放大量热量的材料，它在热能储存和节能利用方面具有重要的应用价值。
相变蓄冷材料的研究和应用已经成为当前热能领域的研究热点之一。
首先，相变蓄冷材料具有高效的能量储存特性。
相变蓄冷材料可以利用其相变过程中的潜热来吸收或释放大量的热量，相对于传统的热能储存材料，其储能密度更高，能够在相变过程中实现高效的能量转换，从而实现能源的高效利用。
其次，相变蓄冷材料具有良好的稳定性和可靠性。
相变蓄冷材料在相变过程中能够保持较稳定的温度，具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在不同环境条件下保持其储能性能，具有较长的使用寿命，能够满足不同领域的能量储存需求。
另外，相变蓄冷材料具有广泛的应用前景。
在建筑节能、太阳能利用、汽车空调、电子器件散热等领域，相变蓄冷材料都具有重要的应用前景。
通过将相变蓄冷材料应用于建筑节能中，可以实现建筑内部热量的储存和利用，降低建筑能耗；在太阳能利用中，可以利用相变蓄冷材料来储存太阳能，实现太阳能的持续利用；在汽车空调领域，可以利用相变蓄冷材料来提高汽车空调的能效，降低能耗；在电子器件散热中，可以利用相变蓄冷材料来提高散热效率，保护电子器件的稳定运行。
综上所述，相变蓄冷材料具有高效的能量储存特性、良好的稳定性和可靠性，以及广泛的应用前景。
随着热能领域的不断发展和创新，相变蓄冷材料必将在能源领域发挥重要作用，为能源的高效利用和节能减排做出重要贡献。
相变材料的研究及应用
相变材料的研究及应用相变材料是一种纳米级别的特殊材料，可以在温度、压力等特定条件下发生物理结构上的相变，从而实现能量的储存和释放。
这种材料的研究和应用广泛涉及到物理、化学、材料科学等多个领域，因此备受关注。
在本文中，我们将探讨相变材料的研究和应用的最新进展及未来发展趋势。
一、相变材料概述相变材料（PCM）是一种有规律的可逆材料，它可以在特定条件下实现相变，如从固体状态变成液态状态或从液态状态变成固体状态等。
相变过程中，物质释放或吸收大量热量，可广泛应用于热管理、能源储存和转换等领域。
相变材料的分类有多种方法，其中较为常见的是基于其应用和物理状态对其进行分类，如蓄冷材料、蓄热材料、可切换镜头材料和PCM微胶囊等。
蓄冷材料主要用于空调系统，作为一种储存制冷能量的材料。
蓄热材料主要应用于太阳能热水器、地板供暖等领域，作为一种储存热能的材料。
可切换镜头材料是一种新型材料，可用于智能调光器，它在光线强度突变时，能够迅速切换从无色到有色。
PCM微胶囊则是将纳米相变材料封装在胶囊中，广泛用于热管理、温控衣等领域。
二、相变材料的研究进展相变材料的研究发展历程较为丰富，自20世纪80年代以来，研究人员陆续开发出数百种不同类型的相变材料。
早期的相变材料主要是有机化合物和无机化合物，它们有着一些缺点，如熔点低、热导率低、尺寸不稳定等，限制了它们的应用范围。
近年来，在材料科学、物理学和化学等领域的新进展，推动相变材料的发展越来越快。
其中，纳米技术的应用，不仅让相变材料的稳定性和耐用性提高，也进一步扩展了其应用范围。
另外，相变材料的成品也越来越多元化，如W-Palygorskite复合材料、TiO2/Na2SO4/SeO2复合材料等，这些都是依靠多种物化性质修饰相变材料得到的新型材料，更具有优异的性能和应用前景。
三、相变材料的应用前景相变材料的应用范围广泛，包括建筑、传热、电子、医学和环保等领域。
其中，建筑领域是相变材料应用的重要方向。
高分子蓄冷剂相变性能的实验研究
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在对比试验 3 中，可以看出两个公司的蓄冷材 料的相变温度相同，但是 A 公司蓄冷材料的过冷温 度为 2.3℃，而 B 公司蓄冷材料过冷温度为 4.1℃， 因此，可知 A 公司的蓄冷材料在性能上要优于 B 公 司。
4 结论
本文对高分子蓄冷材料的相变温度进行了测 试，并对影响其相变过程的若干因素进行了比较实 验。结果发现高分子蓄冷材料存在一定的过冷度； 相变过程受外界冷媒的温度影响。冷媒温度越低， 过冷度越大，但是凝固过程加快。对不同质量的蓄 冷材料的凝固过程对比实验研究发现质量越大，蓄 冷材料的过冷度越低，这是因为晶体形成需要晶 核，质量越大，充当晶核的物质越多，液体越容易 结晶。对两个公司生产的蓄冷材料的冷却凝固过程 进行了对比，发现两者的相变温度基本相同，但是 过冷度不同。一般过冷度越低的性能越好。蓄冷材 料冷却凝固过程中内部存在一定的温度梯度。降低 过冷度，提高凝固过程中温度均匀性是改善蓄冷剂 性能的关键。
EXPERIMENTAL STUDY ON THERMAL PERFORMANCE OF COLD STORAGE POLYMER MATERIAL
Zhao Hongxia Han Jitian Zhou Zipeng (Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shandong University, Jinan, 250061)
2 实验流程
将配置好的 25%的 CaCl2 溶液倒入低温恒温 槽，开启低温恒温槽制冷，待槽内溶液温度降至-8 ℃左右，便可以将溶液温度稳定至实验所需工况温 度。此时将蓄冷球完全浸入低温溶液中，将恒温槽 密闭，用热电偶测量蓄冷球内相变蓄冷材料的温度 变化，并得出温度变化曲线。
有机高温空调相变蓄冷材料研究现状
一
空调蓄冷技术是利用低谷电价的电力 ， 将冷量蓄存起 来 ， 给用 以供 电高峰时使用 。 作为 目前 可采用 的最经济有效的电力调峰方式 ， 对缓解 我 国目 能源紧缺 ， 前 电力供应 紧张的矛盾 ， 有巨大的积极 意义。蓄冷 具 按介质分类主要有水 蓄冷 、 共晶盐蓄冷 、 制冷 剂气 体水合物蓄冷 、 蓄 冰 冷和有机物相变材料蓄冷等。共 晶盐 和气体水合物 蓄冷技术 目 前都处 在研究开发阶段 ， 都有其需 要突破的瓶颈 ， 如共 晶盐 蓄冷过冷度较大 ， 材料易老化失效 ； 气体水合物蓄冷低压介质如 Ｒ ４ ｂ １ １ 等结 晶温度较低 ， 往往需要 ０ ℃及以下 的冷媒温度 ， 不能达到 ５ １ ℃的高温蓄冷要求 ， ～２ 高 压介质如 Ｒ１４ ， ３ ａ压力较高 ， 往往 大幅增加 了蓄冷装 置的造价 ； 应用最 多的是冰蓄冷 ， 由于水 的过冷 ， 往往在 一 ℃一 １ Ｔ才能结冰 ， ６ ０： 主机在制 冰工况下 ， 效率较低 ， 若能开发 出在 ５ １ ￣ － ２Ｃ结冰 的高温空调相 变蓄冷 介质 ， 将能很好 的缓解这一状况。 适合高温空调相变蓄冷应用 的有机材 料， 主要包括 融点在 ０ ４ ℃之 间的烷烃 、 机酸 、 ～０ 有 醇类 等 ， 这些 材料大 多相变潜热较 大 ， 材料易得 ， 对环境无 污染 ， 由于很难找 到相变 温度在 ５ １ ℃之间的单质材料 ， －２ 它们 的二元或三元混合物得到了广泛的研究 。
２有机 相 变 材 料 蓄冷 研 究现 状 ． 德国进行 了大量相变贮 能的机理和应用研究：如 Ｋ ｉ ｅ绘 制了大 ｒ ｈｌ ｅ 量 Ｐ Ｍｓ Ｃ 的物性图表 ，他认 为石蜡等是 １０ ０ ℃以下 蓄热用 Ｐ Ｍ 的最佳 Ｃ 候选材料 。 石蜡混合物 已在德 国形成专门的 Ｐ Ｍ产 品。 Ｒ ｂｔｅｍ是 Ｃ 如 ｕｉ ｒ ｈ Ｓｈ ｍ ｎ ａｏ公 司研制 、 ｃｕ ａ ｎＳｓｌ 开发 的石蜡 Ｐ Ｍ系列产 品。这类 Ｐ Ｍ 的熔 Ｃ Ｃ 化 温度 范 围在 一 Ｏ １５ 】 ３ ℃～ ℃ｌ １ ］ 。
相变蓄冷材料的变温红外研究
相变蓄冷材料的变温红外研究近年来，随着冷藏和冷冻系统的不断发展和完善，越来越多的人开始关注相变蓄冷材料。
相变蓄冷材料作为一种新型冷藏储冷技术已经引起了广泛关注。
它主要是由一种溶液，称为相变蓄冷液，来实现蓄冷。
相变蓄冷液一般都是混合溶液，其组成成分本质上是某种有机物，如乙醇、乙酸等，具有很好的可控性和多功能性。
目前，红外技术已成为一项新兴技术，在蓄冷系统中有着广泛的应用。
红外技术是一种利用温度变化的能量传输方式，其特点是：速度快、精度高，适用于测量温度变化率大的物质，适用范围较广、操作简便、可靠性高。
因此，将相变蓄冷技术与红外技术相结合，就可以构成一个能够快速、准确测量温度变化的技术系统。
为了进一步探究相变蓄冷材料的变温红外研究，我们首先进行了实验研究，研究目标是检测和研究相变蓄冷材料在进行热方面的性能及其特点，探究其热特性的变化规律，以及利用红外技术实时检测和控制其变温过程的技术参数。
实验中，我们选用一种富含有机物的相变蓄冷液来进行试验，并采用红外技术实时检测和控制相变蓄冷液的温度。
试验结果表明，当相变蓄冷液进行热处理时，其温度变化趋势和规律符合理论规定，并在一定温度下明显地发生相变，表明红外技术对相变蓄冷液的变温检测过程是有效的。
此外，我们还研究了相变蓄冷液在反复变温过程中的热性能，发现当温度每次循环变化后，其最终的温度都会比改变前有所降低，表明相变蓄冷液具有很好的蓄冷性能。
本次研究为在红外技术的基础上检测和研究相变蓄冷材料的变温特性，提供了有益的参考价值，为进一步提高相变蓄冷技术的效率和精度，提供了重要的理论参考和实验参考，也为进一步开发和改进具有高效能的冷藏冷冻系统提供了有益的建议。
综上所述，本次研究中，我们运用了红外技术，对相变蓄冷材料的变温特性进行了研究，比较完整地揭示了相变蓄冷技术的工作原理及其蓄冷效率，为进一步推广相变蓄冷技术的技术性、经济性提供了参考。
空调蓄冷相变材料强化传热的研究进展
空调蓄冷相变材料强化传热的研究进展摘要相变材料在蓄冷空调中的应用越来越受到重视，然而多数相变蓄冷材料均具有极低的导热系数，因此相变蓄能材料的应用就要求热传导技术的提高。
概述了近年来关于相变蓄冷材料的研究和强化传热两方面的研究进展。
关键词相变蓄冷材料；强化传热；导热系数在能源危机越来越尖锐的形势下，节能己成为现代科技界研究的问题之一。
作为国民经济基础产业之一的电力工业的节能在其中具有重要的地位，解决电力不足的问题，一方面是靠增加对电力的投入，加快电力建设的步伐；另一方面则是通过国家对电力政策的调整，节约用电、移峰填谷，是解决电力供需矛盾的有效方法，蓄冷技术正是在此背景下在70年代后获得了较大发展。
使用蓄冷空调系统的目的就是使制冷机在夜间用电低谷时段制冷蓄冷，在白天用电高峰时段释冷，籍以全部或者部分转移用电高峰时段空调用电负荷，实现“削峰填谷”，合理利用能源的目的。
由于能量的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性，为了合理地利用它，人们常需要把暂时不用的能量储存起来，在需要的时候释放出来。
因此，相变蓄能材料的利用在最近几年受到极大的重视，这是因为相变蓄能材料在转熔过程中具有极大的蓄能能力和等温性能。
然而具有高蓄能密度的多数相变蓄能材料均具有极低的导热系数，因此相变蓄能材料的应用就要求热传导技术的提高。
1相变材料在空调中的应用相变材料（PCM）在蓄冷方面的应用较为成熟的技术是主动式蓄冷，即蓄冷系统和空调系统相结合，组成空调蓄冷系统。
所谓空调蓄冷系统是指在电价低、空调负荷低的时间内蓄冷，在电价高、空调负荷高时释冷，以此从时间上全部或局部转移制冷负荷的空调系统。
蓄冷用相变材料主要包括水、冰、无机盐相变材料和有机物相变材料。
水是自然界的主要资源，用水作为蓄冷剂投资省，技术要求低、维修费用少。
但由于水的贮能密度低，占地面极大，冷耗较大，所以不是蓄冷的最佳选择；冰作为蓄冷物质，蓄冷密度较大，蓄冷温度恒定，与水蓄冷相比，其蓄冷密度约为水蓄冷的18倍以上，而且占地面较小，因此具有广泛的应用范围，它特别适合于冷负荷变化较大的场所。
相变材料在储能与制冷领域的研究
相变材料在储能与制冷领域的研究相变材料是一种具有特殊性质的晶体材料，其能够在一定温度范围内发生相变，从而实现吸热或放热的作用。
这种独特性质让相变材料被广泛应用于储能与制冷领域中，成为了当前研究的热点之一。
储能领域是相变材料应用的主要领域之一。
近年来，人们对于新能源的占比越来越高，因此储能技术也越来越受到重视。
目前的研究表明，相变材料具有很好的储能性能，可以用于热能储存并供应热能。
这种储能方式能够在实际应用中大大提高能源利用率，缓解能源问题的压力。
相比于其他储能材料，相变材料的储能效率更高，能够在储能过程中将大量的热量存储起来，并在需要时释放出来，让热能源变的更加稳定和安全。
而在储能领域中，相变材料的运用具有很大的潜力。
例如，在太阳能领域中，用相变材料储存太阳能热量，可以让能源得到更长时间的储存，并提高太阳能利用的效率。
在制冷领域，相变材料被用作一种新型的制冷材料。
它们可以通过吸收和释放热量来实现制冷的效果。
这种方法比传统的冷却技术更加环保，因为它不会排放任何的有害物质，而且制冷效果也更加稳定和持久。
相变材料制冷技术的原理是利用了相变材料由固态到液态的变化实现吸热。
通常情况下，相变材料会在低温下变成固态，这时它会吸收周围环境的热量。
当温度升高，相变材料会由固态变为液态，并将先前吸收的热量释放出来。
通过这种方式，相变材料可以实现制冷的效果。
相对于传统的制冷技术，相变材料制冷技术具有很多优势。
首先，它不需要使用任何化学药品来制冷，因此可以彻底避免环境污染和健康问题。
其次，相变材料制冷系统具有高效、节能、运行稳定等优点，可以在航空、汽车、医疗等多个领域得到广泛应用。
尽管相变材料在储能与制冷领域中的应用已经十分成熟，但是在未来的研究中，人们仍然需要探索更多的应用可能。
比如，可以将相变材料应用在节能壁纸材料中，以减少室内的热损失和降低空调系统的负载。
此外，相变材料还可以应用于电池材料中，以提高电池的储能效率和循环寿命。
相变材料在空调系统中的应用研究
相变材料在空调系统中的应用研究随着全球气候变暖和人民生活水平的提高，空调行业也日益发展，市场需求不断增加。
但传统的空调系统存在一些缺陷，如能耗高、占用空间大、维护成本高等问题。
因此，相变材料技术的出现为空调行业带来了升级的机会。
相变材料（PCM）是一种可以通过温度或压力变化改变其物理状态的材料。
相变材料早在20世纪80年代就开始应用于建筑节能领域，现在也开始被广泛运用于空调系统的优化中。
一、相变材料的工作原理相变材料的一个主要优点就是其能量密度很高。
它可以吸收和释放大量的热量。
当温度升高到相变材料的熔点时，这些材料会慢慢吸收周围环境的热量来溶解，吸热过程会持续直到相变完成，溶解过程将会在发生在一段温度区间内。
相反，当温度下降到相变材料的凝固点时，相变材料会释放出之前吸收的热量。
因此，使用相变材料可以实现热量的储存和释放。
在空调系统中，将相变材料置于空调系统中的空气流较大的部位处。
日常使用中，因空气流动，相变材料得以不断地吸收和释放热量，从而实现空气的恒温控制。
当温度上升时，相变材料会吸热并减缓空气升温的速度；当空气温度降低时，相变材料则会释放储存的热量使空气温度保持稳定。
二、相变材料在空调系统中的应用1. 节能空调系统相变材料可在夜间储存冷空气，以便在白天使用，从而减少能源的浪费和电费开销。
例如，优化后的空调系统采用相变材料，当空调开启时，在相变材料中的固态材料吸收热量，头发极短性简直乐见，自然少有头发遗失和丢失场景出现，如果框型发型作为头发简短的典范，现在这个热情的夏天，剪一款短发会易于减少头皮和头发的关系，助力对抗夏日高温，减缓身体的不适和降低楼层的室高度，以便更高效地循环冷空气。
当相变材料从固态材料转化为液态材料时，它会吸收热量，从而为空调系统提供冷空气。
2. 温度调节相变材料可根据所需的温度调节机器的温度。
比如在夏季，当室内温度高于特定阈值时，相变材料会吸热并阻止室内温度继续升高。
这可以显著降低空调系统的制冷时间和出现过低温度的问题。
相变蓄冷材料改进
相变蓄冷材料改进相变蓄冷材料改进相变蓄冷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。
它利用物质从一个相态转变为另一个相态时所需吸收或释放的潜热来实现热能的储存和释放。
目前，相变蓄冷材料已经在空调、制冷和储能等领域得到了广泛应用。
然而，为了进一步提高其性能和可靠性，我们可以从以下几个方面进行改进。
第一步：材料选择相变蓄冷材料的选择至关重要。
目前常用的相变材料主要有蜡状物质和金属合金。
在选择材料时，需要考虑其相变温度、热容量、热导率等参数。
可以通过研究新型材料，如有机相变材料、纳米相变材料等，来提高相变材料的性能。
第二步：微观结构设计相变蓄冷材料的微观结构对其性能有着重要影响。
通过调控材料的晶格结构、晶粒大小和晶界等微观结构参数，可以提高材料的相变速率和相变热容量。
例如，通过纳米晶技术可以制备出具有高密度晶界的相变材料，从而提高其相变速率和热容量。
第三步：热稳定性改进相变蓄冷材料在长期使用过程中可能会出现相分离、晶化和熔化等问题，导致材料性能的衰减。
因此，提高材料的热稳定性是一个重要的改进方向。
可以通过添加稳定剂、合金化等手段来提高材料的热稳定性，延长材料的使用寿命。
第四步：封装技术改进相变蓄冷材料的封装技术对其应用效果和可靠性有着重要影响。
目前常用的封装技术主要有胶粘剂封装和微胶囊封装。
然而，这些封装技术存在着材料泄漏、封装效果不稳定等问题。
可以通过研究新型封装技术，如纳米封装技术、微流控封装技术等，来提高相变蓄冷材料的封装效果和可靠性。
第五步：系统设计改进相变蓄冷材料的系统设计对其整体性能有着重要影响。
可以通过优化系统的结构、热传导路径和热交换器等参数，来提高相变蓄冷材料的热传导效率和热能利用率。
例如，可以设计具有高效换热功能的热交换器，提高相变蓄冷系统的制冷效果。
综上所述，通过材料选择、微观结构设计、热稳定性改进、封装技术改进和系统设计改进等步骤，可以不断改进相变蓄冷材料的性能和可靠性。
相变材料的制备及其在制冷领域的应用研究
相变材料的制备及其在制冷领域的应用研究相变材料是一类具有特殊相变性质的材料，它们在相变时可以吸收或释放大量的热量。
相变材料的应用领域主要有制冷、储能、传感和光学等。
其中，在制冷领域的应用最为广泛。
相比传统制冷技术，相变材料制冷具有体积小、重量轻、无噪音、无振动、不污染环境等优点。
本文将探讨相变材料的制备方法和在制冷领域的应用研究进展。
一、相变材料的制备方法相变材料的制备通常分为物理法和化学法两种。
1.物理法物理法主要包括热处理和电加热两种。
热处理是将普通金属或合金材料加热到高温状态，使其晶体结构发生相变。
其中，形状记忆合金的制备是通过将材料加热至其A相结构转变成B相结构，随后快速冷却到室温，就可以得到具有形状记忆效应的材料。
电加热是指通过电阻加热的方式来促进相变。
常见的电加热相变材料有氧化物电阻变材料、热敏电阻变材料等。
电加热相变材料可以在快速注电的情况下进行相变，在短时间内产生大量的热量，因而具有一定的实用价值。
2.化学法化学法制备相变材料通常有沉淀、电化学、热反应等不同方法。
沉淀法是将化学反应生成的沉淀进行干燥、煅烧等处理，得到粉末状材料。
电化学法是利用外加电场电解化学体系来制备材料。
热反应主要通过加热反应的原料来制备材料，常用的热反应方法有燃烧法、氢氧化物共沉淀法等。
二、相变材料在制冷领域的应用研究相变材料在制冷领域的应用主要有两种方式，即传统相变材料制冷和超级绝热相变材料制冷。
1.传统相变材料制冷传统相变材料制冷是将相变材料制成热管、蓄冷器等传热器件，然后通过这些器件来制冷。
相变材料制冷具有零污染、零排放、安全可靠、维护简便等优点。
由于传统相变材料制冷技术具有高效、环保等优点，因而被广泛应用于空调、冰箱、汽车空调等领域。
2.超级绝热相变材料制冷超级绝热相变材料制冷是指通过特殊结构的相变材料制成绝热板，将其与热源、冷源分别接触，实现制冷的一种方法。
相比传统相变材料制冷，超级绝热相变材料制冷技术具有具有更高的效率、更小的体积、更轻的质量等优点。
蓄冷空调新型相变蓄能材料热性能研究
ｓ ｏｒ ｇｅ ｍ ａ ｅ ｉ ｏｒｃ ｔ ａ ｔ ｒａｌｆ ｏｏｌｓ ｏｒ ｇ ａｒ ｃ ｔ ａ ｅ ｉ ｏｎｄｉｉ ｎｇ ｓ ｔ ｍ ． ｔｏｎｉ ｙｓ ｅ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｔ ｒ ａ ｒ ｅ ｔｅ ｄ ｈｅ ｍ ｌｐ ｏｐ ｒ ｉｓ；ｐｈａ ｅ ｃ ａｎ ｈｅ ｍ ａｌｅ ｒ ｙ ｍ ａ ｅ ｉ ｌ ｏ ｓ ｏ ａ ｉ ｏｎｄ ｔｏｎｉ ｓ ｈ ｇｅ ｔ ｒ ｎｅ ｇ ｔ ｒａ ；ｃ ｏｌ ｔ ｒａｙ ｉ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｔ ｅ ｃ ｏ ｔ ｒ ｇ ｔ ｒａ ｃ ｎ ｂ ｏ ｓｄ ｒ ｄ ａ ｎ ｅ ｆ ｉ ｎ ｏ ｌ ｏ ｎ ｙ ｔ ｅ ｍ ｌ ｎ ｌ ｓｓ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｏ ｌｓ ｏ ａ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｌ ａ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｅ ｓ ａ ｆｉ ｅ ｔｃ ｏ ｃ
关 键 词 ： 学 性 能 ； 变 蓄 能 材 料 ； 冷 空 调 热 相 蓄 中 图 分 类 号 ： ５ ． ； ０５ ２ ４ ＴＭ９ ５ １ ２．２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６７ ８ （ ０ ２ ０ —１ ００ １ ０— ０ ６ ２ ０ ） ３０ ４ —４
家用“冰-PCMC7”蓄冷空调研究
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虑 蓄冷 槽 设 计成 矩 形 。实 验 用 蓄冷 槽 体 积 不 大 因 此可 应 用 水 位 差测 量 蓄冰 量 。 由于 蓄冷 槽 的蓄 冷 量是 与 水 位 变化 相 对 应 则 蓄冰 盘 管某 时 刻 对 应 的 蓄 冷 量 Ｑ 可 用下 式 计算 ：
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即 有下 式 成 立
１引言 随着我国建筑业特别是住 宅产业的快速发展，住宅的建设朝
着多房间和多功能和较大建筑面积的方 向发展 。随之而来 的是 ， 业主对住宅空调的小型化 ． 集中化和节 电等提出了更迫切的要求 。
式 中 Ｑ。 相 变 材料 蓄 冷 量 ｋ ；Ｃ 为 相 变材 料 凝 固 前 比热 容 为 Ｊ ３６ｋ／ｋ 。Ｃ） 相 变材 料 质 量 ｋ ． Ｊ（ｇ 。 ；ｍ 为 ｇ；△ ｔ 为相 变 材 料始 末 温
维普资讯
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专题 论 述
家用 “ － ＭＣ ＂ 蓄冷 空调研究 冰 Ｐ Ｃ ７
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｕ ｙ ｏｎ Ｒｅ ｉｅｎ ｉ ｌ “ ＣＥ— ＣＭＣ７ Ｃｏ ｄ Ｓｔ ｒ ｇ ｒｃ ｄｉｏ ｉ ｇ Ｓｙ ｔ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｌ Ｓｔ ｄ ｓ ｄ ｔ ａ Ｉ Ｐ ” ｌ — ｏ ａ ｅ Ａｉ ｏｎ ｔ ｎ ｎ ｓｅｍ — ｉ 天津商举院 制冷与空调工程系
制冷技术中的相变材料研究
制冷技术中的相变材料研究制冷技术在现代生活中扮演着不可替代的角色，而相变材料则是制冷技术的一个重要方面。
相变材料，也叫相变存储材料，是一类具有特殊热学性质的材料，这些材料可以在从固态变为液态或从液态变为固态的时候吸收或释放大量的热量。
因此，相变材料在制冷技术中被广泛应用，可以减少能耗，提高制冷效率。
一、相变材料的基本原理相变材料的制冷原理是基于其热学性质的。
固体和液体之间的相变过程是伴随着熔点或凝固点的突变的，当相变材料进行固液相变时，需要消耗或释放大量的热量，这个过程中，温度基本保持不变。
因此，相变材料在制冷技术中被广泛应用，可以减少能耗，提高制冷效率。
二、相变材料在制冷技术中的应用1.热泵系统：热泵系统通常使用相变材料作为制冷剂，以吸收和释放热量。
相变材料的高效热传递和高能量密度使其成为一种理想的热泵材料，并有效地降低能耗。
2.冷却系统：相变材料可以通过吸收空气中的热量来减少温度，这种性质特别适合用于需要保持低温环境的应用。
3.超级计算机：相变存储器的出现为超级计算机的发展提供了强有力支持。
使用相变存储器作为内存，可以显著提高计算机运行速度和节能。
三、相变材料的研究与发展随着科技的不断发展，相变材料的研究逐渐成为一个全球性的热点领域。
相变材料的应用领域也在不断拓展，例如汽车制造业、太阳能技术等领域。
相变材料的研究可以分为以下几个方面：1.相变材料的合成和制备技术的研究及优化。
2.相变材料的物理性质的详细研究，包括相变动力学、热力学性质和结构性质等。
3.相变材料在制冷系统中的应用及其效率的研究。
4.相变材料的商业化应用研究，包括生产中的性能控制、成本控制和生产标准化等。
四、相变材料的未来发展相变材料是一种独特的材料，具有广泛的应用前景。
相比传统的制冷剂，相变材料具有很高的效率和低的能耗，可以显著提高整个制冷系统的能效。
未来，相变材料将继续吸引更多科学家和工程师投入到相变材料的研究和开发中，不断拓展其应用领域，彻底改变现有制冷系统的格局。
国内外相变蓄冷材料
国内外相变蓄冷材料相变蓄冷材料（Phase Change Materials，简称PCMs）是一种能够通过相变吸收和释放大量热能的物质，广泛应用于储能、调温、节能等领域。
本文将对国内外相变蓄冷材料的研究与应用进行深入探讨。
一、相变蓄冷材料的原理与分类相变蓄冷材料利用物质在相变过程中吸收或释放大量热能的特点，通过储存或释放热能来实现温度的控制。
根据相变温度的不同，相变蓄冷材料可分为高温相变材料和低温相变材料。
常见的相变蓄冷材料包括水合盐类、有机物类和无机物类等。
二、国内外研究现状1. 国外研究现状国外对相变蓄冷材料的研究起步较早，研究机构众多，涉及领域广泛。
例如，美国能源部设立了专项基金支持相变蓄冷材料的研究，欧洲的一些国家也在该领域进行了大量探索。
在学术研究方面，国外学者对相变蓄冷材料的制备方法、性能优化、应用拓展等方面进行了深入研究，取得了一系列重要成果。
2. 国内研究现状国内对相变蓄冷材料的研究起步较晚，但近年来发展迅速。
国内的研究机构和企业通过引进消化吸收再创新的方式，逐步缩小了与国外的差距。
在国家政策的支持下，国内相变蓄冷材料的研究和应用得到了广泛关注，取得了一系列成果。
三、相变蓄冷材料的应用领域1. 建筑节能相变蓄冷材料在建筑节能领域具有广泛应用前景。
通过将相变蓄冷材料应用于建筑物的围护结构中，可以有效调节室内温度，降低空调负荷，提高建筑物的能效比。
同时，相变蓄冷材料的储能特性还可以为建筑物提供稳定的冷源，提高能源利用效率。
2. 工业冷却在工业生产过程中，许多设备需要保持恒温运行，而相变蓄冷材料可以为其提供稳定的冷源。
例如，在化工厂的冷却系统中使用相变蓄冷材料，可以有效地降低设备的运行温度，提高生产效率。
3. 生物医疗相变蓄冷材料在生物医疗领域也有着广泛的应用前景。
例如，利用相变蓄冷材料的温度调节功能，可以为医疗器械提供稳定的低温环境，保证医疗器械的正常运行。
此外，相变蓄冷材料还可以用于冷冻治疗、疫苗储存等方面。
空调蓄冷材料相变特性研究 共20页
本文的创新点
作为空调相变蓄冷材料的半笼水合物的相变 特性及共晶点的确定；
半笼水合物相变过冷度和相分离的减弱或消 除方法；
半水合物相平衡计算未见有相关文献，本文 将试探性的去完成这份任务。
论文进度初定
第一阶段：2019.09-2019.11 文献检索、初步调查
第二阶段：2019.11-2009.07 实验部分（相平衡形成条件、相变过程、相 变潜热）
液体入口 真空泵
磁性搅拌器
恒温浴槽
手泵
数据采集
高压反应釜 玻璃窗
相平衡预测计算
主要有状态方程法、活度系数法
经验模型法、人工神经网络法、拓扑方法
相变过程及过冷度 ---步冷曲线法
计算机
数据采集器
精密温度计
热点阻 搅拌器
试管
恒温水浴
ω
相变热测量-DSC
蓄冷球和螺旋盘管相变数值模拟
研究半水合物作为蓄冷介质的蓄冷效果： 相变材料在相变过程中内部温度的变化
半笼水合物
其分子结构是由阴离子（B r ）和水分子形成笼状
框架，阳离子（ C16H36N）填充于其中空隙形成
半笼水合物的相变温度与溶液的浓度有关；
常压下、合适的浓度可在空调冷冻水温范围 内（7-12 ℃ ）相变蓄冷
相平衡实验研究
测定方法：观察法 定容法
相平衡实验装置
样品容器 气体入口
空调蓄冷材料相变特 性研究
报告人：江承明 指导教师：孙志高
选题背景及意义
选题背景： 高峰用电量不断增大，低谷电力出现过剩，
导致峰谷差拉大；
全世界有近30％的能源消耗在建筑物上，而 在发达国家暖通空调耗能占建筑耗能的65％
空调用纳米复合相变材料的制备及其蓄冷特性的研究
空调用纳米复合相变材料的制备及其蓄冷特性的研究空调用纳米复合相变材料的制备及其蓄冷特性的研究摘要：相变材料是一种具有独特的蓄热蓄冷能力的新型材料。
本文研究了一种基于纳米复合相变材料的空调蓄冷技术，对该技术中所采用的纳米复合相变材料的制备方法及其蓄冷特性进行了深入探讨。
首先，我们介绍了纳米复合相变材料的基本概念和制备技术，并对其制备方法进行了详细阐述。
其次，通过实验验证了所制备的纳米复合相变材料具有良好的蓄冷性能，并探讨了其蓄冷特性与温度、复合材料成分、纳米材料形态等因素之间的关系。
在此基础上，我们设计了一种基于纳米复合相变材料的空调蓄冷系统，并对其进行了模拟和实验验证。
结果表明，该系统的蓄冷性能较好，能够实现比传统空调更高效的能源利用率和更低的能耗。
综上所述，本文的研究为空调技术的发展提供了新的思路和方法，并为进一步深入研究和应用纳米复合相变材料的领域提供了有益参考。
关键词：纳米复合相变材料；制备方法；蓄冷特性；空调技术；能源利用随着经济的发展和人民生活水平的提高，空调设备的使用率不断增加，对能源的需求也越来越大。
因此，研究开发一种能够提高空调能效的新技术变得尤为重要。
相变材料作为一种新型的蓄热蓄冷材料，成为了解决这一问题的潜在方案。
纳米复合相变材料是近年来研究热点之一。
其由相变材料和纳米填料组成，具有优异的蓄热蓄冷特性，能够显著提高常规相变材料的性能。
本文研究的基于纳米复合相变材料的空调蓄冷技术，采用先进的制备技术，制备出具有良好蓄冷性能的纳米复合相变材料。
具体而言，我们选用微胶囊化法制备了纳米复合相变材料，以聚苯乙烯微球为载体，将相变材料喷涂在微球表面，再通过柠檬酸钠交联方法制得纳米复合相变材料。
随后，我们对所制备的纳米复合相变材料进行了一系列蓄冷实验。
实验结果表明，所制备的纳米复合相变材料具有良好的蓄冷性能，能够显著降低系统的峰值负荷和耗能量。
同时，我们还探讨了纳米复合相变材料蓄冷特性与温度、复合材料成分、纳米材料形态等因素之间的关系，为进一步优化材料性能提供了参考。
太阳能空调相变蓄冷理论及实验研究
２ ０ １ ３年 １ ０月
制 冷 学 报 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖ ｏ １ ．３ ４， Ｎｏ ．５ Ｏｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ，２０ １ ３
文章 编 号 ： ０ ２ ５ ３ ． ４ ３ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ３ ４ ． ０ ７
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ４ ３ ３ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ３ ４
太 阳 能 空 调 相 变 蓄 冷 理 论 及 实 验 研 究
王晓霖
摘 要
翟晓强
王 恬
王恒旭
上海 ２ ０ ０ ２ ４ ０ ）
（ 上 海 交 通 大 学 机 械 与动 力 工 程 学 院
文献标识码 ： Ａ 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｋ ０ ２ ； Ｔ Ｋ Байду номын сангаас ３ １ ． ７ ４
Ｔｈ ｅ ｒ ｏ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｓ ｏ ｌ ａ ｒ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ａ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ （ Ｐ Ｃ Ｍ）ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｌ ｄ ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ印ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｏ ｌ ａ ｒ ａ ｉ ｒ — ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ．Ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
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材料导报 :综述篇
2010 年 1 月 (上) 第 24 卷第 1 期
量既无法储存也无法取用 ;相变温度保持恒定 ,相变蓄冷材 料在结冰过程中应始终保持一定的凝固温度 ,没有过冷及相 分离现象 ;蓄冷材料传热性能好 ,相变过程中体积变化小 。
( Key Labo ratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Co nservation of Minist ry of Education ,School of Chemist ry and Chemical Engineering ,Sout h China U niversity of Technology , Guangzho u 510640)
(2) 化学条件 : 化学性能稳定 、无毒 、不爆炸 、无腐蚀 、溶 解性小 。
(3) 相变动力学方面 :要有较高的固化结晶速率 。 (4) 经济条件 :各组分来源容易 ,价格便宜 。 1. 2 相变材料的分类 相变材料按照相变方式一般可分为 4 类 : 固2固相变材 料 、固2液相变材料 、固2气相变材料和液2气相变材料 。用于 蓄冷空调系统中的相变材料主要是固2液相变材料 。相变材 料按化学组成可分为无机相变材料和有机相变材料 。
空调蓄冷相变材料的最新研究/ 吕知梅等
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空调蓄冷相变材料的最新研究 3
吕知梅 ,于军强 ,裴丽霞 ,张立志
(华南理工大学传热强化与过程节能教育部重点实验室 ,广州 510640)
摘要 相变材料是一种新型的蓄冷材料 ,5～10 ℃的相变材料在空调蓄冷系统中的应用越来越受到重视 ,已成 为国际研究的热点 。叙述了用于空调蓄冷的相变材料的选择原则和有机 、无机相变材料的优缺点 ,概括和评述了近 年来相变蓄冷材料在开发新型材料 、提高导热系数和降低过冷度等方面的研究进展 ,并展望了空调蓄冷相变材料的 研究趋势 。
为了得到相变温度适当 、性能优异的相变材料 ,通常需 要将几种相变材料复合以形成二元或多元相变材料 ,由此弥 补二者的不足 ,制备出性能更好的复合相变材料[14] ,使之得 到更好的应用 。近年来开发的新相变材料见表 1 。
表 1 新开发的相变材料 Table 1 The newly developed p hase change material
1. 2. 1 无机相变材料 适用于空调蓄冷的无机类固2液相变材料主要是共晶盐 ,
具有代表性的共晶盐有 Na2 SO4 ·10 H2 O ( 芒硝) 、CaBr2 · 6 H2 O 、Na2 H PO4 ·12 H2 O 、Mg ( NO3 ) 2 ·6 H2 O ( 镁 硝 石) 、 CaCl2 ·6 H2 O 等 。
目前 ,空调蓄冷材料主要有水 、冰和相变材料 3 种 。水 蓄冷是利用 4～7 ℃之间水的显热进行蓄冷 , 可以使用常规 的制冷机组 ,实现蓄冷和蓄热的双重用途 。对水蓄冷的研究 主要集中在动态模拟[1] 和运行经济性分析[2] 。水蓄冷存在 很多缺点 :蓄冷密度低 ,蓄水槽体积庞大 ;蓄冷槽内不同温度 的水容易混合 ,影响蓄冷槽中的储存冷量[2 ,3] 。冰蓄冷是一 种充分利用相变潜热的蓄冷方式 ,具有格低廉 、性能稳定 、 潜热大等优点 ,在国内中央空调中使用较多 。浙江大学的叶 水泉[4] 对蓄冰装置的蓄冰融冰过程和低温送风空调系统进 行了充分研究 , 研制出不完全冻结式导热塑料蓄冰盘管 。 Sebzah M J 等[5] 对蓄冰系统也做了详细分析 。李玉娜等[6] 对冰蓄冷空调的经济性进行了研究 。但冰蓄冷相变温度低 ,
共晶盐的熔点比较高 ,通常需加入其他无机物来降低其 熔点 。Nagano 等[10] 在硝酸锰结晶盐中分别加入 NaNO3 、 NaCl 和 MnCl2 ·4 H2 O 等添加剂来降低熔点 。刘剑虹等[11] 在 Na2 SO4 ·10 H2 O 中加入 N H4 Cl 、KCl 和 K2 SO4 来降低其 熔点 ,使该相变材料的熔点从 32. 4 ℃降到 8 ℃。在该材料中 加入增稠剂羧甲基纤维素 ( CMC ,含量 3. 2 %) 可形成足够浓 的凝胶体 ,以阻碍硫酸钠水合物大晶体的生长 ,同时 ,加入晶 形改变剂六偏磷酸钠 (含量 0. 1 %) 能改变 Na2 SO4 ·10 H2 O 的晶体结构 ,使无机盐形成小的晶体 。增稠剂和晶形改变剂 的配合应用能较好地抑制水合盐的相分离及析出 。
Abstract Phase change material is a novel cool sto rage material ,5～10 ℃p hase change materials used in t he air conditio ning cool storage system are mo re and mo re valuable and have become focus at ho me and abroad. The selec2 tion ,relative merit s and disadvantages of vario us kinds of p hase change materials for cool sto rage in t he air co nditioning are described. The develop ment of p hase change material in t he air co nditioning is reviewed , focusing on t he resear2 ches o n developing t he novel p hase change materials ,imp roving t he t hermal co nductivit y and reducing t he supercooling of p hase change materials. Finally ,t he develop ment t rend of p hase change material is p ropo sed.
使制冷机在制冰充冷时的蒸发温度比常规非蓄冷系统低 8～ 10 ℃,这不仅限制了蓄冷空调系统可采用的制冷机种类 ,而 且使制冷机的运行效率降低 30 %～40 %[7] 。与常规机组相 比 ,蓄冷系统制冷机组的 CO P 值下降 ,耗电量增加 。
相变材料进行相变蓄冷的空调系统可以克服上述水和 冰蓄冷系统的缺点 ,具有大的储能密度 ,是同等体积显热储 存物质的 5～14 倍[8] ,可直接采用常规制冷机组进行蓄冷 , 提高制冷机组的蒸发温度和 CO P 值 ,从而改善系统的能量 利用率 。在空调蓄冷系统中采用 5～10 ℃的相变材料最合 适 ,因此开发适宜的相变温度相变材料受到了人们的广泛关 注 ,近年来成为研究的热点 。
1 蓄冷相变材料的选择及分类
1. 1 相变材料的选择 相变蓄冷空调系统的关键是相变材料 ,所以它的选择至
关重要 。Abhat [9] 对相变材料应具备的性能进行了以下叙 述。
(1) 热物性方面 :具有较高的相变潜热和合适的相变温 度 。对空调蓄冷系统而言 ,要求相变温度在 5～10 ℃,否则冷
3 863 计划 (2008AA05Z206) 吕知梅 :女 ,1986 年生 ,硕士研究生 E2mail :lv. zm @mail. scut . edu. cn 张立志 :通讯作者 ,教授 ,博士生导师 Tel :020287114268 E2mail :lzzhang @scut . edu. cn
关键词 相变材料 蓄冷 空调 热导率 过冷度 中图分类号 : T K 02 文献标识码 :A
Ne w Research on Phase Change Materials f or Air Conditioning Cool Storage System
L U Zhimei , YU J unqiang , P EI Lixia , ZHAN G Lizhi
Key words p hase change materials ( PCMs) , cool sto rage , air conditio ning , co nductivity , supercooling
0 引言
蓄冷是实现电网移峰填谷的有效手段 ,目前主要用于空 调蓄冷 。城市空调的耗电量相当大 ,由于电能紧张 ,近年来 国家电网公司也制定了相应的电价分时计价政策 ,促进了空 调蓄冷技术的推广 ,因此空调蓄冷技术能够产生很好的社会 效益与经济效益 ,实现电能的有效利用 。
癸酸和月桂酸 (物质的量比 65 ∶35) 添加 10 %甲基水杨酸
十六烷和十四烷(体积比 63. 33 ∶36. 67 ) 癸酸 、月桂酸和十五烷
8 6. 2 6～9. 2
9. 5 7. 9 6. 5 9. 5
12. 5
9. 4 13. 3
— 173. 2 155～196
97. 0 149. 0 116. 5 157. 0
相变材料中添加金属 、石墨粉和纳米粒子 。
金属物质具有良好的导热性 ,被嵌入到相变材料中可提 高其导热能力 。Khan 等[24] 研究了在相变材料中加入铝 、铁 、 铜 、铝硅合金和铅基复合物时相变材料在结冰过程的传热特
有机类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 ;缺点是导热系数小 ,密度小 ,单位体积储 热能力差 。
2 蓄冷相变材料的新进展
由于单一的无机 、有机相变蓄冷材料都存在着上述问题 和缺陷 ,因此 ,近年来新型的复合相变蓄冷材料应运而生 ,已 成为蓄冷材料领域的热点研究课题 。对空调蓄冷相变材料 的研究主要集中在开发新型相变材料 、改善相变材料的传热 能力和降低过冷度等方面 。 2. 1 新型相变材料的开发