新型相变材料应用于建筑工程中的“主动式”蓄能

太阳能与夜间冷风等自然能源是可再生清洁能源，作为一种间歇式能源，其存在受到昼夜、季节以及气象、地理等因素的影响，能量供给表现为间断性和不稳定性。相变材料应用于自然能源的采暖制冷中，可以把自然能源储存起来用到间歇期中，解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，延迟和缩短了采暖空调的运行时间，减少采暖设备和空调的装机容量，充分利用可再生能源，减少化石能源的使用，提高能源利用率。

（1）相变主动式供暖
① 相变储能换热器　
相变储能换热器是将PCM盛装进入换热器中用于储热和换热。相变换热器是相变储能系统的重要组成部分，其换热情况对系统效率有非常重要的影响。为了防止PCM和传热介质（HTF）的直接接触导致渗混损失和变质，一般PCM和HTF是非接触的，即为非接触式相变换热器，类似于换热器中的再生器，PCM存储在相变换热器内部，热或冷的HTF通过与换热器中PCM进行换热，达到储热-释热的目的。为了强化换热器的换热效果，通常在换热器中增加翅片的数量或者增大翅片尺寸，也可以增加盘管的长度，从而提高了换热效率。
② 相变太阳能集热器　
相变太阳能集热器是太阳能集热器和相变材料结合的一种新型集热系统，该系统可以减少集热水箱的使用，增加蓄热量，更好地提高集热器的集热效率，为供暖系统提供更多更稳定的热源，延长相变集热系统的供热时长，节约能源。
③ 相变蓄热水箱　
相变蓄热水箱利用相变材料的高蓄热密度，代替水来蓄热，可以减小蓄热水箱的体积，提供温度更加稳定的热源。周跃宽等设计了在水箱侧壁添加相变材料作为蓄热保温层的新型结构生活水箱，测试了其充放热水温响应特性。结合峰谷电价的差异可减少水箱年运行费用，与传统结构水箱相比，相变材料的使用延缓了水箱放热过程水温衰减，且相变材料的保温蓄热可以维持水箱内的水温在较长时间内满足用户需求。

（2）相变制冷
在空调系统中应用相变储能技术，可有效解决能量供给与需求在时间上的不匹配问题，是实现电网的“移峰填谷”的重要途径。相变材料具有较大的储热密度，是同等体积显热储热物质的5～14倍，可直接采用常规制冷机组进行蓄冷，提高制冷机组的蒸发温度和COP值，从而改善系统的能量利用率，在空调蓄冷系统中采用5～10℃的相变材料最合适。相变制冷通常是把相变材料和天花板相结合，可以达到减少空间占用和增加美观的目的，将低温相变材料安放到天花板中做成封闭空间，减少冷量的散失，加入风扇强制风循环，可以提高换热效率，提升制冷系统的便捷性。利用低价电来制冷，相变天花板来蓄冷，既降低了运行成本，又可以给室内提供温度恒定的冷源，减少温度波动，提高室内舒适度。