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1、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）固一液相变；（2）液一汽相变； 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。储能想变成材料般而言，储热相变材料可以这么进行分类结晶水合盐（如Na2 SO4?10H2O)无机物熔融盐金属（包括合金）其他无机类相变材料（如水）有机物C石蜡
2、彳酯酸类J 其他有机混合类有机类与无机类相变材料的混合F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?nH2Q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 加热过程中，结晶水融化，此时盐
3、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 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 6H44以上的 偶数烷烃在7C 22C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
4、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
5、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，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80C，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：
6、(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，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
7、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。(1)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
8、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。（2）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，
9、 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 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。（3）相变日用品日前，一些功能新颖的相变生活用品已经在问世，这些生活用品 有：冰箱蓄冷器、速冷保温奶瓶、相变蓄热取暖器、高温蓄热电短锅 等。随着时代的发展，人口也在日益增多，但是地球上的资源却是有 限的，所以节约资源，充分利用资源变成了当今时代发展的主题之一。 相变材料作为一种既古老又新型的材料， 为我们提供了节约资源的一 种新途径，所以相变材料在今后的发展中也必将起到越来越重要的作 用。学号： 091609姓名： 张辉
