趙雅楠 康智強(qiáng)

摘 要：本文主要介紹了相變儲能技術(shù)，以及在相變儲能技術(shù)方面材料的應(yīng)用分類與特性分析，分析認(rèn)為，相變儲能技術(shù)在能源電力、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、改善發(fā)動機(jī)性能、紡織品材料及航空航天等領(lǐng)域都具有非常廣泛的應(yīng)用價值，值得研究。

關(guān)鍵詞：相變儲能；節(jié)約能源

相變儲能技術(shù)是一種基于材料相變過程吸或放熱而實現(xiàn)能量儲存的技術(shù)，已廣泛應(yīng)用在工業(yè)企業(yè)能量回收領(lǐng)域。相變儲能材料是指在指定溫度或溫度范圍（相變溫度）下不僅能發(fā)生物質(zhì)相態(tài)變化，而且可以吸收或放出大量相變潛熱的具有特定功能的物質(zhì)，既可用來儲熱，也可以用來蓄冷。相變儲能與顯熱儲能相比，具有高的儲能密度，且儲能放能是容易控制且接近等溫的過程，因此非常適于解決能量供給難題與需求失衡難題。對于提高能源利用率，改善能源結(jié)構(gòu)，具有重大意義。

1 相變儲能技術(shù)的應(yīng)用

1.1 相變儲能技術(shù)在功能性混凝土中的應(yīng)用

混凝土在養(yǎng)護(hù)過程中容易產(chǎn)生溫度裂縫，作為建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫性能差，混凝土路面中受凍融破壞而影響耐久性。將相變儲能材料加入混凝土中制備相變儲能混凝土，相變儲能材料依靠潛熱儲能方式實現(xiàn)能量在時間和空間的轉(zhuǎn)移利用，相變儲能材料和混凝土結(jié)合形成相變控溫大體積混凝土、相變儲能混凝土圍護(hù)結(jié)構(gòu)、相變控溫混凝土道路，可以實現(xiàn)混凝土制品功能結(jié)構(gòu)一體化。

1.2 相變儲能技術(shù)在電力調(diào)峰中的工程應(yīng)用

研究發(fā)現(xiàn)，電熱相變蓄熱裝置體積小，壽命周期成本低，投資回收年限短，應(yīng)為蓄熱式電采暖的首選形式。在需求方面，相變儲能技術(shù)對于實行峰谷電價，是強(qiáng)有力的技術(shù)保證，與此同時，對于促進(jìn)谷期電力消費(fèi)和調(diào)峰，該技術(shù)是非常實用的可行性方式。

2 相變儲能材料的研究分析

2.1 相變儲能材料的分類與性能要求

相變儲能材料的分類方法多種多樣，依據(jù)化學(xué)組成分類，可分為無機(jī)材料和有機(jī)材料以及混合相變材料3大類；依據(jù)儲能的溫度范圍分類，可分為高溫、中溫及低溫等類型；儲能過程中，依據(jù)材料相態(tài)的變化分類，又可分為固、液相變儲能和固、固相變儲能兩大類。目前仍在研究新型材料以更好的適用于相變儲能技術(shù)，但在研究過程中應(yīng)基于以下要求： （1）具有合適的相變溫度、相變潛熱和導(dǎo)熱性能；（2）具有較快的結(jié)晶速度和晶體生長速度，不會發(fā)生熔析現(xiàn)象，且無毒、不易燃，不會使相變介質(zhì)化學(xué)成分發(fā)生變化；（3）體積膨脹率小、蒸汽壓低且密度較大；（4）原料易得、價格便宜。

2.2 相變儲能材料在建筑中的應(yīng)用

“論建筑節(jié)能中相變儲能材料的運(yùn)用”一文介紹到在常用的建筑材料中加入相變材料，可以制作墻體、底板等建筑圍護(hù)材料。根據(jù)目前的研究與應(yīng)用，制備建筑圍護(hù)材料大多采用有機(jī)類相變儲能材料，如添加脂肪烴或脂肪酸類、多元醇類等。脂肪烴或脂肪酸類是固-液相變材料，需要進(jìn)行封裝。多元醇類是固-固相變材料，通過晶型轉(zhuǎn)換進(jìn)行儲能和釋能。把相變儲能材料加入石膏、混凝土等基礎(chǔ)建材即可制備成相變儲熱建筑圍護(hù)材料。

3 相變儲能方式同其他儲能方式的比較

同其他儲能方式比較，相變儲能方式有以下優(yōu)點：（1）相變儲能材料相變時體積變化較小，且能量密度高，可在較小的空間儲存較大的能量；（2）可重復(fù)利用，性能較穩(wěn)定；（3）物質(zhì)相變時在等溫或接近等溫的條件下發(fā)生，因此在蓄熱和放能的過程中，溫度和熱流基本恒定。

與此同時，相變儲能方式同其他儲能方式比較，其研究起步晚，技術(shù)還不成熟，仍存在許多缺點，比如：有些相變儲能材料在多次利用后性能會發(fā)生改變，無法繼續(xù)使用，此外相變儲能材料成本相對較高，是目前利用的一大難題。

4 總結(jié)

人們越來越重視相變儲能技術(shù)的節(jié)能性、環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)性。因此，我們應(yīng)更加注重該技術(shù)的創(chuàng)造研發(fā)，爭取在航天事業(yè)、公路交通、紡織制造、農(nóng)牧事業(yè)、能源結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)技術(shù)等方面取得更大的進(jìn)步。

相變材料有很好的儲能效果，并且在建筑節(jié)能中有了很好的應(yīng)用，減少能源消耗，使室內(nèi)環(huán)境得到改善。由于相變儲能材料的發(fā)展應(yīng)用時間不是很長，因此還需要提高重視程度，積極開發(fā)與研究，相信未來相變儲能材料有很好的發(fā)展前景，應(yīng)用范圍會越來越廣。

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