相变材料与相变储能技术PPT课件
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相变储能PPT课件
相变储能技术中的一些材 料具有易燃、易爆等特性， 需要加强安全防护措施。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
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总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
相变储能材料的分类和选择35页PPT
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——申斯基
谢谢！
相变储能材料的分类和选择
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
谢谢！
相变储能材料的分类和选择
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
第11讲贮热相变材料应用PPT课件
15
可再生能源
太阳能
太阳能供给变化较大。 太阳能的应用需要有效的热能贮存，有效的应用在
很大程度上依赖于能源贮存。
风能 生物质能
16
相变材料
从八十年代开始，PCM（Phase Change Materials）已作为贮热材料应用于太阳能建筑 。 用PCM强化石膏板、混凝土和其它砖块的 热性能，以降低室内温度的波动，提高舒适性 。
贮热相变材料的应用
1、引言 2 、PCM在建筑节能中的应用 3 、PCM及其它应用
焦冬生 热科学和能源工程系
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
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概况三
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2
引言
我国能源现状
火电发电量则首次出现下降。2014年全国非化石能源发电量已占到25%左右（ 火电量占75%左右）。也就是说，全国每5千瓦时电中约有1千瓦时水电和0.25 千瓦时其他非化石能源发电，或者说，每4千瓦时电中已经有1千瓦时为非化石 能源发电。 2014年水电以外的清洁能源发电量情况为：风电1563亿千瓦时，核电1262亿千 瓦时，太阳能发电突破200亿千瓦时达231亿千瓦时，同比分别增长12.2%、 13.2%和171%，共占全国发电量5.6%左右，比上年提高0.7个百分点。
我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例 已从上世纪七十年代末的10%，上升到27.45%(2014年)。
10
目前我们全国房屋数量有400亿平方米左右，房屋建 筑规模已超过所有发达国家。但在每年近20亿平方米 的竣工面积当中，只有五六千万平方米是节能建筑， 只占3%左右，97%属于高耗能建筑。北京市一般住宅 的采暖能耗基准数是25公斤标准煤，搞了节能措施以 后实际能耗是23.9公斤标准煤。而在气候条件相同的 德国，其新建房的采暖能耗已经从上个世纪70年代的 24到30公斤标准煤降到现在的4到8公斤。我国每年盖 的房子普遍是节能很差的房子，如果这一状况不加以 改进，建筑能耗的未来将非常沉重。
可再生能源
太阳能
太阳能供给变化较大。 太阳能的应用需要有效的热能贮存，有效的应用在
很大程度上依赖于能源贮存。
风能 生物质能
16
相变材料
从八十年代开始，PCM（Phase Change Materials）已作为贮热材料应用于太阳能建筑 。 用PCM强化石膏板、混凝土和其它砖块的 热性能，以降低室内温度的波动，提高舒适性 。
贮热相变材料的应用
1、引言 2 、PCM在建筑节能中的应用 3 、PCM及其它应用
焦冬生 热科学和能源工程系
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
引言
我国能源现状
火电发电量则首次出现下降。2014年全国非化石能源发电量已占到25%左右（ 火电量占75%左右）。也就是说，全国每5千瓦时电中约有1千瓦时水电和0.25 千瓦时其他非化石能源发电，或者说，每4千瓦时电中已经有1千瓦时为非化石 能源发电。 2014年水电以外的清洁能源发电量情况为：风电1563亿千瓦时，核电1262亿千 瓦时，太阳能发电突破200亿千瓦时达231亿千瓦时，同比分别增长12.2%、 13.2%和171%，共占全国发电量5.6%左右，比上年提高0.7个百分点。
我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例 已从上世纪七十年代末的10%，上升到27.45%(2014年)。
10
目前我们全国房屋数量有400亿平方米左右，房屋建 筑规模已超过所有发达国家。但在每年近20亿平方米 的竣工面积当中，只有五六千万平方米是节能建筑， 只占3%左右，97%属于高耗能建筑。北京市一般住宅 的采暖能耗基准数是25公斤标准煤，搞了节能措施以 后实际能耗是23.9公斤标准煤。而在气候条件相同的 德国，其新建房的采暖能耗已经从上个世纪70年代的 24到30公斤标准煤降到现在的4到8公斤。我国每年盖 的房子普遍是节能很差的房子，如果这一状况不加以 改进，建筑能耗的未来将非常沉重。
第二章 相变储能材料的分类和选择ppt课件
2.4 相变储能材料的分类
按照相变温度的范围
高温储能材料（250 ℃以上） 中温储能材料（100～250 ℃） 低温储能材料 (100℃以下）
编辑版pppt
13
2.4 相变储能材料的分类
按照材料的组成成分 无机类
相变材料
有机类
结晶水合盐（如Na2SO4·10H2O) 熔融盐 其它无机类相变材料（如水）
缺点： ①导热系数小 ②密度较小，从而单位体积的储能能力较小 ③熔点较低，不适于高温场合中应用 ④易挥发、易燃烧甚至爆炸或被空气中的氧气缓慢氧化而老化
编辑版pppt
21
2.4.2 固-固相变储能材料
1、无机盐类
利用固体状态下不同种晶型的变化而进行吸放热的材料。 主要有层状钙钛矿、Li2SO4 、KHF2 等， 它们的相变温度较高，适合高温范围的储能和控温
编辑版pppt
26
2.4.3 复合相变材料
（2）与多孔基质复合
利用具有大比表面积微孔结构的无机物作为支撑材料，通过 微孔的毛细作用力将液态的有机物或无机物相变储热材料（高于 相变温度条件下）吸入到微孔内，形成有机/无机或无机/无机复合 相变储热材料。
编辑版pppt
27
2.4.3 复合相变材料
（3）与高分子材料复合
高分子化合物类的相变材料，由于它是具有一定分子量分布 的混合物，并且由于分子链较长，结晶并不完全， 因此它的相变过程有一个熔融温度范围， 而不像低分子量的物质有一个熔融尖峰。
编辑版pppt
20
2.4.1 固－液相变材料
有机类相变材料的特点
优点： ①在固体状态时成型性较好 ②一般不容易出现过冷现象和相分离 ③材料的腐蚀性较小 ④性能比较稳定 ⑤毒性小 ⑥成本低。
相变储能材料和相变储能技术
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（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。
储能想变成材料一般而言，储热相变材料可以这么进行分类下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?nH 2O 。
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，此时盐溶解在水结晶水合盐（如Na 2 SO 4?10H 2O ） 熔融盐金属（包括合金） 其他无机类相变材料（如水） 无机物 有机物 石蜡酯酸类其他有机混合类 有机类与无机类相变材料的混合 相变材料中形成溶液。
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C n H2n+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：（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。
相变储能材料
在100 ℃以上使用时会软化。经过辐射交联或化 学交联之后，其软化点可提高到150 ℃以上。 ❖ 这种材料的使用寿命长、性能稳定、无过冷和层 析现象、力学性能较好、便于加工成形，是真正 意义上的固一固相变储能材料，具有较大的应用 价值。
3 储能材料的遴选原则
❖ 高储能密度 ❖ 相变温度 ❖ 相变过程 ❖ 导热性 ❖ 稳定性 ❖ 密度 ❖ 压力 ❖ 化学性能 ❖ 体积变化 ❖ 过冷度
包括无机类和有机类两种
固-液相变储能材料-无机类
❖ 无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和 其他无机物。
❖ 应用最广泛的是结晶水合盐。其可供选择的熔点范围较宽 ，从几摄氏度到一百多摄氏度，是中温相变储能材料中最 重要的一类。
❖ 使用较多的主要是碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、磷酸 盐、碳酸盐及醋酸盐等。
相变储能技术
❖ 当今能源已经从主要依赖化石燃料缓慢而稳步地向着能源多元化 的方向发展，特别是自然能源的扩大利用。
❖ 储能：又称蓄能，是指使能量转化为在自然条件比较稳定的存在 形态的过程。
❖ 储存形态：机械储能、化学储能、电磁储能、风能储存、水能储 存。
❖ 无论在工业生产和日常生活中，能量储存非常重要。 ❖ 近年来能源科学和材料科学领域中十分活跃的前沿研究方向。
固-液相变储能材料-有机类
❖ 这类相变储能材料常用的有石蜡、烷烃、脂肪酸或盐类、 醇类等
❖ 高分子类有聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、以及其他 的一些高分子。其中典型的有尿素、硬脂酸、CnH2n+2、 CnH2n、聚乙二醇等。
❖ 有机相变储能材料复合形成二元或多元相变储能材料。
2.1 固一液相变储能材料
相变储能材料的应用
相变材料的应用
❖ 在太阳能供暖系统上的应用 ❖ 在工业加热过程的应用 ❖ 在纺织行业的应用 ❖ 在建筑领域的应用
3 储能材料的遴选原则
❖ 高储能密度 ❖ 相变温度 ❖ 相变过程 ❖ 导热性 ❖ 稳定性 ❖ 密度 ❖ 压力 ❖ 化学性能 ❖ 体积变化 ❖ 过冷度
包括无机类和有机类两种
固-液相变储能材料-无机类
❖ 无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和 其他无机物。
❖ 应用最广泛的是结晶水合盐。其可供选择的熔点范围较宽 ，从几摄氏度到一百多摄氏度，是中温相变储能材料中最 重要的一类。
❖ 使用较多的主要是碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、磷酸 盐、碳酸盐及醋酸盐等。
相变储能技术
❖ 当今能源已经从主要依赖化石燃料缓慢而稳步地向着能源多元化 的方向发展，特别是自然能源的扩大利用。
❖ 储能：又称蓄能，是指使能量转化为在自然条件比较稳定的存在 形态的过程。
❖ 储存形态：机械储能、化学储能、电磁储能、风能储存、水能储 存。
❖ 无论在工业生产和日常生活中，能量储存非常重要。 ❖ 近年来能源科学和材料科学领域中十分活跃的前沿研究方向。
固-液相变储能材料-有机类
❖ 这类相变储能材料常用的有石蜡、烷烃、脂肪酸或盐类、 醇类等
❖ 高分子类有聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、以及其他 的一些高分子。其中典型的有尿素、硬脂酸、CnH2n+2、 CnH2n、聚乙二醇等。
❖ 有机相变储能材料复合形成二元或多元相变储能材料。
2.1 固一液相变储能材料
相变储能材料的应用
相变材料的应用
❖ 在太阳能供暖系统上的应用 ❖ 在工业加热过程的应用 ❖ 在纺织行业的应用 ❖ 在建筑领域的应用
中科大相变储能课件01贮热相变材料的分类和选择
第一章 贮热相变材料的分类和选择
主要内容：
1、贮热相变材料的相变形式 2、有关相变材料的常用术语 3、中常温相变贮能材料性能简介 4、贮热相变材料的遴选原则
1
1、贮热相变材料的相变形式
相变现象
1.固体 液体
凝固与融化
冰雪融化、盐碱溶化、金属熔化、溶液结晶
2.液体 气体
沸腾，凝结
3.固体 气体
13
硫氰化铵固固相变 固液相变
14
2.贮热相变材料的分类
无机类
结晶水合盐 （salt hydrate）
➢ 附表1 结晶水合盐类热物性表
熔融盐(molten salt)
➢ 附表2 一些无机化合物的热物性表
其它：水，硅 金属（包括合金）
➢ 附表12-1到12-5及附表15
15
2.贮热相变材料的分类
10
1、贮热相变材料的相变形式
相变图
11
附表8 固-固相变材料相变物性表
材料名称
Pentaerythritol季戊四醇 C(CH2OH)4 Pentaglycerine五甘氨酸 Li2SO4 Cross-linked polyethene交联聚乙烯 KHF2 Neopentyl glycol新戊二醇C5H12O2
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)。
热力学势和它的第一阶导数连续变化，而第二阶导数不 连续的情形，称为第二类相变。这时没有体积变化和潜 热，但比热、压缩率、磁化率等物理量随温度的变化曲 线上出现跃变或无穷的尖峰。超流和没有外磁场的超导 转变、气液临界点，以及大量磁相变，属于二类相变。
主要内容：
1、贮热相变材料的相变形式 2、有关相变材料的常用术语 3、中常温相变贮能材料性能简介 4、贮热相变材料的遴选原则
1
1、贮热相变材料的相变形式
相变现象
1.固体 液体
凝固与融化
冰雪融化、盐碱溶化、金属熔化、溶液结晶
2.液体 气体
沸腾，凝结
3.固体 气体
13
硫氰化铵固固相变 固液相变
14
2.贮热相变材料的分类
无机类
结晶水合盐 （salt hydrate）
➢ 附表1 结晶水合盐类热物性表
熔融盐(molten salt)
➢ 附表2 一些无机化合物的热物性表
其它：水，硅 金属（包括合金）
➢ 附表12-1到12-5及附表15
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2.贮热相变材料的分类
10
1、贮热相变材料的相变形式
相变图
11
附表8 固-固相变材料相变物性表
材料名称
Pentaerythritol季戊四醇 C(CH2OH)4 Pentaglycerine五甘氨酸 Li2SO4 Cross-linked polyethene交联聚乙烯 KHF2 Neopentyl glycol新戊二醇C5H12O2
p
cp T
2g
p
2
T
v p
T
T v
2g pT
v T
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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)。
热力学势和它的第一阶导数连续变化，而第二阶导数不 连续的情形，称为第二类相变。这时没有体积变化和潜 热，但比热、压缩率、磁化率等物理量随温度的变化曲 线上出现跃变或无穷的尖峰。超流和没有外磁场的超导 转变、气液临界点，以及大量磁相变，属于二类相变。
相变储能技术
相变储能技术相变储能技术是一项新兴的储能技术，它利用可以在液体与气体之间相变的物质来存储能量，相变储能技术允许液体原材料进行循环而无需增加其他物质，并可以灵活地将储能系统添加到不同的新能源系统中，以改善其可再生能源的稳定性。
相变储能技术主要包括两个部分：一部分是技术本身，另一部分是储能材料。
对于技术本身，相变储能技术包括冷却系统、储能系统和控制系统等。
冷却系统是相变储能技术的核心，将用于控制物质的相变温度，从而控制其储能。
储能系统是将储能物质从原材料中提取出来的系统，它将决定储能物质的类型和数量，以及储能的效率。
控制系统是对储能系统的运行状况进行检测和控制的系统，能够检测储能物质及其变化，并实时调节储能系统。
此外，储能物质也是相变储能技术的重要组成部分。
储能物质必须具有良好的液气相变和高储能效率，以及一定的安全性。
目前普遍使用的储能物质是水和混合工质。
除了水和混合工质，人们还在研究其他新型储能物质，如氢气、气态碳、膨胀气体等。
因为相变储能技术涉及多个学科，所以它的发展过程是一个复杂的过程。
在过去的几十年里，世界各地的研究者一直在不断改进相变储能技术，目前水和混合工质的相变储能技术已经获得了一定的成功，但是新型储能物质的研究仍在进行当中，希望未来能够取得突破性进展。
相变储能技术已被广泛应用于太阳能、风能电站，可以起到调节可再生能源输出和储能的作用，有效提高可再生能源的可用性和稳定性。
此外，相变储能技术也可以用于汽车、船舶等交通工具的动力系统，可以提高动力系统的效率和稳定性。
总之，相变储能技术在可再生能源领域具有重要的意义，有望取得新的突破，实现可再生能源的可用性和稳定性。
未来，将会进一步推动可再生能源的发展，并有力助力能源转型进程。
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相变材料(phase change materials，PCM) 或称相变储能材料，它属于能源材料的范畴。广
义来说，是指能被利用其在物态变化时所吸收(放
.
3
出)的大量热能用于能量储存的材料。狭义来说， 是指那些在固—液相变时，储能密度高，性能稳 定，相变温度适合和性价比优良，能够被用于相 变储能技术的材料。
主要内容
1
概述
2
研究和应用现状
3 相变储能技术的原理和特点
4
相变储能材料
5
结语
.
1
第一节 概 述
热能储存是能源科学技术中的重要分支。在 能量转换和利用的过程中，常常存在供求之间在 时间上和空间上不匹配的矛盾，如电力负荷的峰 谷差，太阳能、风能和海洋能的间隙性，工业窑 炉的间断运行等。由于储能技术可解决能量供求 在时间和空间上不匹配的矛盾，因而是提高能源 利用率的有效手段。
.
5
第二节 相变材料和相变储能技术
的研究和应用现状
自20世纪70年代石油危机后，热能储存技术 在工业节能和新能源领域的应用日益受到重视。 由于相变储能元件及其构成的储能式换热器的体 积小，储能密度大和热惯性小，对它的研究和应能技术研究及应用专题会议，在 新型储能材料及应用技术上亦取得显著的进展。 美、英、法、德、日等国家在储能技术研究及应 用上都制定了长期的发展规划 。
.
2
能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学 能和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜 热(相变热)储存，显热储存是利用材料所固有的 热容进行的；潜热储存，或称相变储能，它是利 用被称为相变材料的物质在物态变化(固—液， 固—固或气—液)时，吸收或放出大量潜热而进行 的。由于热能储存在工业和民用中用途广泛，因 此，在储能技术领域占有极其重要的地位。
.
4
也可用于新能源、工业余热利用、新型家用电热 电器的开发及航空航天等领域。
在新能源，如太阳能、风能和海洋能等间歇 性绿色能源利用方面，相变储能技术也具有非常 重要的作用。
我国的能源利用率很低，大约30％以上，与 发达国家的40％～50％相比，还有较大的距离。 我国的环境保护还存在许多问题，因此，研究、 掌握和利用一切可行的高新技术，包括相变储能 技术来提高我国的能源利用率及改善环境。是我 国从事材料与能源工作的科技人员、企事业管理 人员和工人的神圣职责，也是我们研究和应用相 变储能技术的意义。
Neeper对注入了脂肪酸和石蜡相变材料 的石膏墙板的热动态特性进行了测试
Hammou等设计了一个含相变材料的 混合热能储存系统
.
9
国内的发展状况：
从20世纪 70年代末
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。
1978年 开始
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
显然，相变储能(热和冷)技术是以相变储能 材料为基础的高新技术，因为它储能密度大且输 出的温度和能量相当稳定，所以具有显热储能难 于比拟的优点。目前，相变储能技术可作为工业 节能系统和高新技术产品开发的基础，用以满足 人们对系统和产品的特殊性能及成本的要求。它 可以利用电热蓄能(冷和热)来“电力削峰填谷”,
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相变储能材料是基础，因此在相变储能技术 领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定 和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及 储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热， 相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐 蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无 机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研 究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在 从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观 到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变 材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、 太阳能等领域的应用成为研究的热点。
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国外的发展状况：
从20世纪 70年代起
1980年
对传统的无机盐、无机水合盐、金属等 相变材料进行了连续和系统的研究和应用
美国Birchenall等提出采用合金作为相变 材料，提出了三种典型状态平衡图和二元 合金的熔化熵和熔化潜热的计算方法 。
美国的Telkes对Na2S04·10H2O等 水合盐相变材料做了大量研究工作， 并建起了世界第一座PCM被动太阳房。
1989年
Kedl和Stoval第一次研究 制成浸有18烷石蜡的相变墙板。
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1991年 1995年 2000年 2006年
德国利用Na2SO4／SiO2制成高温蓄热砖， 并建立太阳能中央接收塔的储热系统。
Feldman等采用两种方法制备了相变储能 石膏板；日本利用不同含Si量的Al—Si合金 相变储能材料进行工业余热回收应用研究
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。
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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。
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
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定形相变储能材料，在相变前后均能维持原 来的形状(固态)，可分为固—固定形相变储能材 料和固—液定形相变储能材料。定形相变材料独 有的性能使其具有广阔的应用前景，在建筑节能 领域用做隔热保温墙体材料。固—固相变材料主 要有高密度聚乙烯和层状钙钛及无机盐类等。 固—液定形相变储能材料实际上是一类复合相变 材料，主要是由两种成分组成：一是工作物质； 二是载体基质。工作物质利用它的固—液相变进 行储能，可以是各类固—液相变材料，如石蜡、 硬脂酸、水合盐、无机盐等。载体基质主要是用
义来说，是指能被利用其在物态变化时所吸收(放
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3
出)的大量热能用于能量储存的材料。狭义来说， 是指那些在固—液相变时，储能密度高，性能稳 定，相变温度适合和性价比优良，能够被用于相 变储能技术的材料。
主要内容
1
概述
2
研究和应用现状
3 相变储能技术的原理和特点
4
相变储能材料
5
结语
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1
第一节 概 述
热能储存是能源科学技术中的重要分支。在 能量转换和利用的过程中，常常存在供求之间在 时间上和空间上不匹配的矛盾，如电力负荷的峰 谷差，太阳能、风能和海洋能的间隙性，工业窑 炉的间断运行等。由于储能技术可解决能量供求 在时间和空间上不匹配的矛盾，因而是提高能源 利用率的有效手段。
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5
第二节 相变材料和相变储能技术
的研究和应用现状
自20世纪70年代石油危机后，热能储存技术 在工业节能和新能源领域的应用日益受到重视。 由于相变储能元件及其构成的储能式换热器的体 积小，储能密度大和热惯性小，对它的研究和应能技术研究及应用专题会议，在 新型储能材料及应用技术上亦取得显著的进展。 美、英、法、德、日等国家在储能技术研究及应 用上都制定了长期的发展规划 。
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2
能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学 能和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜 热(相变热)储存，显热储存是利用材料所固有的 热容进行的；潜热储存，或称相变储能，它是利 用被称为相变材料的物质在物态变化(固—液， 固—固或气—液)时，吸收或放出大量潜热而进行 的。由于热能储存在工业和民用中用途广泛，因 此，在储能技术领域占有极其重要的地位。
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4
也可用于新能源、工业余热利用、新型家用电热 电器的开发及航空航天等领域。
在新能源，如太阳能、风能和海洋能等间歇 性绿色能源利用方面，相变储能技术也具有非常 重要的作用。
我国的能源利用率很低，大约30％以上，与 发达国家的40％～50％相比，还有较大的距离。 我国的环境保护还存在许多问题，因此，研究、 掌握和利用一切可行的高新技术，包括相变储能 技术来提高我国的能源利用率及改善环境。是我 国从事材料与能源工作的科技人员、企事业管理 人员和工人的神圣职责，也是我们研究和应用相 变储能技术的意义。
Neeper对注入了脂肪酸和石蜡相变材料 的石膏墙板的热动态特性进行了测试
Hammou等设计了一个含相变材料的 混合热能储存系统
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国内的发展状况：
从20世纪 70年代末
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。
1978年 开始
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
显然，相变储能(热和冷)技术是以相变储能 材料为基础的高新技术，因为它储能密度大且输 出的温度和能量相当稳定，所以具有显热储能难 于比拟的优点。目前，相变储能技术可作为工业 节能系统和高新技术产品开发的基础，用以满足 人们对系统和产品的特殊性能及成本的要求。它 可以利用电热蓄能(冷和热)来“电力削峰填谷”,
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相变储能材料是基础，因此在相变储能技术 领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定 和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及 储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热， 相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐 蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无 机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研 究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在 从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观 到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变 材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、 太阳能等领域的应用成为研究的热点。
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国外的发展状况：
从20世纪 70年代起
1980年
对传统的无机盐、无机水合盐、金属等 相变材料进行了连续和系统的研究和应用
美国Birchenall等提出采用合金作为相变 材料，提出了三种典型状态平衡图和二元 合金的熔化熵和熔化潜热的计算方法 。
美国的Telkes对Na2S04·10H2O等 水合盐相变材料做了大量研究工作， 并建起了世界第一座PCM被动太阳房。
1989年
Kedl和Stoval第一次研究 制成浸有18烷石蜡的相变墙板。
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1991年 1995年 2000年 2006年
德国利用Na2SO4／SiO2制成高温蓄热砖， 并建立太阳能中央接收塔的储热系统。
Feldman等采用两种方法制备了相变储能 石膏板；日本利用不同含Si量的Al—Si合金 相变储能材料进行工业余热回收应用研究
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。
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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。
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
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定形相变储能材料，在相变前后均能维持原 来的形状(固态)，可分为固—固定形相变储能材 料和固—液定形相变储能材料。定形相变材料独 有的性能使其具有广阔的应用前景，在建筑节能 领域用做隔热保温墙体材料。固—固相变材料主 要有高密度聚乙烯和层状钙钛及无机盐类等。 固—液定形相变储能材料实际上是一类复合相变 材料，主要是由两种成分组成：一是工作物质； 二是载体基质。工作物质利用它的固—液相变进 行储能，可以是各类固—液相变材料，如石蜡、 硬脂酸、水合盐、无机盐等。载体基质主要是用