相变材料(Phase Change Materials,PCM)在相变︾过程中能吸收或释放出大量的潜热。复合相变材料(PCMs)是一种热功能复合材料,是将相变材料与不同应用背景々的载体进行复█合,并将能量以相变潜热的形式储存在复合载体内,实现能量在不同时ㄨ空位置之间的转换。
在相变过程中,PCMs与环境←进行热量交换来达到控制环境温度和能量利用的目的。与显热储能相比,相变→储能具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点,在航空航天、太阳◥能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、储热建筑和极∮端环境服装等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前ㄨ景。
由于PCMs在应用中的重要边界条件是温度,所以对PCMs热性能的了解在设计和应用中非常必要,相应的对于这些材料的测试评价◥则显着十分重要。PCMs的重要性能参数主⊙要由比热容、导热系数、密度和粘度等参数随温度的变化关系,所有这些参数是确定热管理系统尺寸或为相关』功能性组件开发的必要条件。模拟技术也常被用来分析各种应用或组件与热管理系统的相互作用关系,如果所采用的材料性能数据不■能用正确的测试方法来描述材料的行为,那这些模拟分析将没有价值,因此需要准确可靠的材料性能≡测试评价结果。同时在分析、模拟和试验〇表征过程中,对于PCMs可以按复合结构形式分为三级:
(1)材料级(各种液体、粉体、颗粒▂和微胶囊形式的PCM)。
(2)系统级(各种装配有相变材料的部件和系统,如各种PCMs板材、封装PCMs的▲泡沫材料等)。
(3)整体级(各种含有PCMs系统々部件的建筑墙体、储能装置等)。
对于材料级◥的PCM热性能评价采用了各种比较成熟的热分析技术,长期以来可用于材料级PCM评价唯一现成的︼热试验方法分别是差热分析(DTA)和差示扫描量热法(DSC),上述∮两种技术都被认为是测试PCM热性能的√标准工具,特别是后者DSC方法,这似乎意味着测试PCM性能参数非常简单。但实际上不同的测试方╱法和技术途径会对测试结果带来严重影响,图11给出一个采用不同加热速率的DSC测试例子,可见不同加热速率导致不同的曲线形状和测试结果。
由此带来的问题是:哪一个是正确测量?这还仅仅是一个例子,而在原理上对于PCMs热性能参数的测量都以相同方式∑或多或少都依赖于所采用的检测步骤,那么对所有检测而言都存在测◣试的正确性问题。