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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划新型储能材料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
2、分类无机物结晶水合盐熔融盐相变材料金属其他无机类相变材料石蜡有机物酯酸类其他有机下面我们对相变储能材料进行逐一分析：混合类有机类与无机类相变材料的混合1、固-液相变材料：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?nH2O。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
3、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、镁硝石等石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式CnH2n+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：低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的；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
4、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。酯酸类酯酸类也是一种有机贮热相变材料，其分子通式为CnH2nOn，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、热效率高、寿命长等优点而受到人们的重视。具有技术和经济潜力的固一固阳变材料目前有三类，即交联高密度乙烯、层状钙钛矿和多元醇，
5、它们那是通过晶体有序一无序转变而可逆放热、吸热的。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/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；(3)合适的导热性能(导热系数一般宜大)；(4)在相变过程中不应发生熔析现象，
6、以免导致相变介质化学成分的变化；(5)必须在恒定的温度下融化及固化，即必须是可逆相变生过冷现象(或过冷度很小)，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)体积澎胀牢较小；(12)密度较大；(13)原料易购、价格便宜。相变材料的应用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
7、材料的涌现)，相变材料应用的深度和广度都将不断拓展。集中空调的相变储能系统为厂缓解电网负荷过重，鼓励采用削峰填谷”的方法解决电网峰、谷差过大的问题，世界上不少发达国家实行了电价按电网负荷峰谷时间段分计，我国在近期内也即将实行电价分计制。据有关资料介绍，在普通城市中，如果一百家中等规模宾馆楼中集中空调系统采用储冷系统，将空调电力负荷全部或部分从高峰移到低谷，即可使十万户居民在用电高峰时免受拉间限电之苦。所谓储冷式空调系统，是指在电价低、空调负荷低的时间内贮冷，在电价高、空洞负荷高时释冷，藉以从时间上全部或局部转移制冷负荷的空调系统。蓄冷空调系统可分为制冷剂(冷媒)直接蒸发制冰系统、利用盐水不冻液
8、间接冷却制冰系统，热管式蓄冷系统，冰球式蓄冷系统等。当然在这些系统设计的过程中也要注意一下经济性、制冷机组的耗电率及其运行工况、冰蓄冷系统控制、蓄冰槽热交换的稳定性、水路系统中的一些问题等。贮热相变材料在建筑节能中的应用随着人们生活水平的提高，人们对室内环境的舒适度要求也愈来愈高，相应的建筑能耗(包括空调采吸能耗)也随之增高，造成能源消耗过快，环境污染加剧。怎样在人的舒适度、能耗、环境中找到合理的平衡点已成为建筑设计、建筑节能领域的永恒主题。贮热相变材料与合理利用太阳能的结合提供了一种提高建筑物舒适应、降低能耗和对环境负面影响的有效途径。太阳能采暖和降温系统由以下几个部分构成：集热部件、贮热部
9、件、散热器和辅助能源。结构上可分为机械的和自然的两大类，前者称为主动式系统，后者称为被动式系统。主动系统与房屋各自成体系，其换热介质由泵或风机输送，而被动式系统则由房屋结构本身来完成集热、贮热和释热功能。在这两种系统中，使用相交材料作贮热介质都有明显的好处。其中在被动式太阳能系统中应用箱变材料的实例非常多，如潜热蓄热加温器、蓄热天花板、相变蓄热墙、相变蓄热辐射式地板等。上海大学XX-XX学年秋季学期研究生课程考试小论文课程名称：课程编号：10XX812论文题目:相变储能材料综述研究生姓名:魏敏学号: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
10、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
11、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量或向环境放出热量，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
12、；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储能机理：利用材料的比热容或者材料温度的变化利用材料物态的转变相变储能材料的分类相变储能材料的种类繁多，根据不同划分方法可以分成不同的类别。根据相变过程一般可分为：固-固相变、固-液相变、固-气相变和液-气相变。根据化学成分通常分为：有机类和无机类。根据相变温度通常分为：低温、中温和高温相变储能材料1-3。无机相变材料无机相变材料种类繁多，主要有结晶水和盐、熔融盐、金属及合金类等。这类相变材料属于中低温相变材料，使用的较多的是结晶水和盐类，这类材料的优点是：熔解热大、导热系数高，相变体积小，价格便宜等，其缺点是：过冷度大、易
13、产生相分离和老化变质等不利影响，通过加入成核剂和增稠剂可以有效的解决过冷和相分离现象。有机储能材料常用的有机相变材料有：高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等，另外高分子类有：聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类以及其他的一些高分子。尿素、CnH2n+2，CnH2n02、C10H8、PE、PEG、PMA、PA等。目前用的最多的有机储能材料是石蜡。这类储能材料的优点是：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。缺点是：导热系数小、密度小、易挥发、易燃和相变时体积变化大等。可以加入铝粉、铜粉等导热系数高的金属粉末
14、可以解决导热系数小的缺点。典型的无机相变材料和有机相变材料三.相变材料制备方法1熔融共混法利用相变物质和基体混合加热熔化,再搅拌均匀，再冷却制成组分均匀的储能材料。此种方法比较适合制备工业和建筑用低温的定形相变材料,IndabaH等人通过熔融共混法成功地制备出石蜡/高密度聚乙烯定形相变材料4。2吸附法石膏、水泥、混凝土等建筑材料内含大量微孔，常作为相变材料的载体材料。以多孔材料为基体制备PCM的方法有浸泡法和混合法两种。浸泡法是将由多孔材料制成的一定形状的物体浸泡在液态相变材料中，通过毛细管吸附作用制得储能复合材料。混合法是将载体材料原料与相变材料先混合再加工成一定形状的制品。3.压制烧结法这
15、种方法首先将载体基质和相变材料球磨成直径小于几十微米的粉末，然后加入添加剂压制成型，最后在电阻炉中烧结。这种方法通常用于制备用于高温的相变储能材料,例如:张仁元、Randy、张兴雪等人利用此方法成功地制备出Na2CO3-BaCO3/MgO,Na2SO4/SiO2以及NaNO3-NaNO2/MgO无机盐/陶瓷基复合储热材料。这种材料应用于高温工业炉，既能起到节能降耗得作用，又能减少蓄热室的体积，有利于设备的微型化。除了上述制备方法外，还有界面聚合法、喷雾干燥法、电镀法和溶胶凝胶等新型方法4,5。四相变材料在建筑节能中的应用相变储能建筑材料应用于建材始于1981年，由美国能源部太阳能公司发起，1988年由美国能量储存分配办公室推动此研究。20世纪90年代以PCM处理建筑材料的技术发展起来了。目前已开发的出各式的相变材料用于混凝土、天花板、墙体、窗户和地板中，利用太阳能蓄热或电力负荷低谷时期的电力来蓄热或蓄冷，使建筑室内和室外之间
