相变蓄能材料

相变蓄能材料安丽焕13简介相变蓄能材料的应用目录2新型相变材料的研究简介相变蓄能材料(PCM)是指在其物相变化过程中,可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量,从而达到能量的蓄存和释放的目的。优点☞蓄热密度大、蓄放热过程近似等温、过程易控制、并且可以多次重复使用等。概念特点缺点☞无机相变材料：过冷、相分离、相变时体积变化、腐蚀容器、液相泄露；有机相变材料：熔点低，易燃、导热率低根据相变形式、相变过程分为固-液相变、固-固相变蓄能材料;按照其相变温度范围分为高、中、低温蓄能材料;按照其成分分为无机物和有机物(包括高分子)蓄能材料分类蓄热材料的工作过程包括两个阶段：一是热量的储存阶段,即把高峰期多余的动力、工业余热废热或太阳能等通过蓄热材料储存起来；二是热量的释放阶段,即在使用时通过蓄热材料释放出热量,用于采暖、供热等。热量储存和释放阶段循环进行,就可以利用蓄热材料解决热能在时间和空间上的不协调性,达到能源高效利用和节能的目的。工作过程新型相变材料的研究纳米复合相变蓄能材料纳米吸附相变材料纳米微胶囊相变材料将纳米级材料与相变材料进行复合就可组成纳米复合相变材料。可利用纳米材料较高的导热系数来提高相变材料的传热效率，也可以作为晶体成长的核心来降低相变材料的过冷度。纳米复合相变蓄能材料目前制备方法主要包括溶胶-凝胶法、插层法、共混法等。其核心思想都是对复合体系中纳米粒子的几何参数、空间参数、体积参数进行控制，使复合体系至少在一个维度上达到纳米级别。相变材料在相变过程中存在泄漏的问题，因此常将具有纳米级微孔结构的材料与相变材料结合，利用毛细力将相变材料吸附到微孔中，组成定性相变材料。在毛细作用力和表面张力的作用下，相变材料很难从微孔结构内渗透出来，从而抑制了相变材料在蓄热技术中应用时的液态流动问题。纳米吸附相变材料微胶囊技术是一种利用天然或合成高分子材料，将固体液体、甚至是气体物质包埋起来，形成具有半透性或密封膜的微型胶囊的技术。纳米微胶囊相变材料包覆固体或液体的包覆膜称为囊壁。被包覆的固体或液体称为囊芯。纳米相变微胶囊的制备方法主要包括细乳液聚合法、界面聚合法、原位聚合法、凝聚法等。新型相变材料的应用在制冷系统热回收装置中的应用在空调中的应用在建筑节能中的应用蓄能空调就是利用蓄能设备在空调系统不需要能量或用能量小的时间内将多余的能量储存起来，在空调系统需求能量大的时间将这部分能量释放出来的空调系统。蓄能空调可以减少大气污染和温室气体的排放，改善城市大气环境，具有节能环保的意义。在空调中的应用工作原理：与常规的空调系统相比，蓄能空调系统增加了蓄冷、蓄热器和循环泵等设备，其工作原理包括蓄冷、蓄热和放冷、放热几个过程。蓄能空调系统在我国也已有了一些成功案例，如：广州大学城区域供冷系统和亚龙湾旅游渡假区采用的冰蓄冷空调系统；济南奥林匹克中心采用的水蓄冷系统；上海世博会中国管及南京国际博览中心冰蓄冷系统等。在空调中的应用热回收装置由装置外壳、制冷剂管路、水管路及相变蓄能材料组成。制冷系统热回收装置是将热回收技术和相变蓄能技术有机结合起来的一种新装置。原理：利用相变材料在等温或者近似等温的条件下储存或释放大量相变潜热实现能量的蓄、放。在制冷系统热回收装置中的应用相变蓄能建筑材料是将相变材料加入到建筑材料中,既能作为承载或装饰材料,又能储蓄较多的热量。复合到建筑材料中的相变材料(PCM)在其转化温度下发生相变,可以吸收环境的热量,并在低于转化温度时向外释放热量,相变材料的转化过程在其转变温度下进行。在建筑节能中的应用优点：❶相变潜热大,相变时温度基本恒定,具有温度自动调节能力。❷相变蓄能可以转移高峰用电负荷,在电力上削峰填谷,缓解建筑物的能量供求在时间和强度上不匹配的矛盾。❸减少建筑耗能对环境的负面影响,在建筑节能领域提供利用自然能源的新方式。❹相变蓄能建筑材料可以减小外墙厚度,从而达到减轻建筑物自重、节约建筑材料的目的。在建筑节能中的应用目前建筑节能中的相变蓄能技术研究基本上可分为两方面：❶是对采用相变蓄能技术的建筑物进行热特性研究；❷是相变蓄能建筑材料的研究和开发。应用：㈠多功能墙体或地板具有双相变点特征的相变蓄能墙体或地板。冬季，用夜间廉价电能加热多功能墙体或地板，白天作为热源向室内空间辐射能量使室温保持稳定，既节约了能源，又提高了房间内的热舒适度。夏季，多功能墙体或地板又变为冷量蓄存体和辐射体，起到相反的功效。在建筑节能中的应用㈡太阳能建筑太阳能是洁净、安全的可持续性能源，我国西部的太阳能资源非常丰富，是太阳能建筑应用的最佳地区。在目前的太阳能建筑中，一般设置特朗伯集热墙或水墙，利用钢筋混凝土、水等高热容物质的显热收集和储存日照时段的太阳能用于夜间等无日照时间如果利用相变蓄能建筑材料替代特朗伯集热墙和水墙其相变潜热蓄能能力远高于普通混凝土或水提高太阳能利用率和室内热环境质量㈢智能控温的建筑物或混凝土工程一些应用场合对建筑物的室内温度控制有严格要求，如精密仪器机房、IT产业生产车间、现代化生物技术的温室、医院及艺术品收藏馆等。为了实现对室温的自动控制，需要复杂昂贵的自动化设备，导致建筑物内部结构复杂，故障率上升，增加了建筑物的建设成本和维护成本。而采用相变蓄能建筑材料可以有效减缓和控制建筑物的内部温度的波动，简化温度控制设备系统，降低建筑物的成本，包括能源费用支出，和运行故障率并能够提高建筑室温的智能控制水平。谢谢！Thankyou!