相变储热热泵机组 有效提高系统热效率
【中国制冷网】在技术上，通常人们可以有两种方法来储备热量：第一种，也是最常见的一种方法，是显热储热方式，这种方式利用物体温度上升来储存热量，比如水，每公斤水提高1℃，能够储存1Kcal（大卡）热量。所谓显热，是指通过温度计，我们可以看到物体热量的增加或减少。
另外一种储热方法，称为潜热储热，是利用物质“相”的变化，所谓“相”，也就是物质“汽态”、“液态”“固态”的三种状态，相变，即物质的状态变化，所谓潜热，是指我们不能通过温度计准确的看到热量的增加或减少。
物质在相变，也就是在状态变化过程中，温度是不变或者变化很小的，但是在这个过程中吸收或者放出的热量却很大，例如，1公斤0℃的冰转化为一公斤0℃的水，温度虽然没有变化，但是却要吸收80Kcal（大卡）的热量，而一公斤100度的水，要变化为一公斤100度的蒸汽，需要吸收的热量则更多，要540Kcal（大卡）才能使它完成状态变化（相变）。
物质相变能够携带大量的热能这一特点，在人们的社会实践中得到了广泛的应用，例如在热泵系统中，早期的制冷（热泵）装置，用空气做制冷工质，整个过程没有相变，没有蒸发和冷凝过程，也是可以制冷的，但是机组庞大，效率也很低，正是利用了氟利昂的汽-液状态变化，使得热量可以通过相变过程来携带，不断从蒸发器（汽化吸热）转移到冷凝器（凝结放热）中：液态的氟利昂，到达蒸发器后迅速沸腾，吸收大量热量汽化，相变为气态，然后由压缩机压缩到冷凝器中放热冷凝，再次相变为液态。这样才使得今天的空调和热泵装置，可以造的比较紧凑和高效。
同样，我们可以利用物体的状态变化来储存热量，汽-固相变的储热量虽然很大，但是其体积变化也大的惊人，我们没有办法制造如此巨大的容器来容纳它们，可行的方法是利用固－液的相变过程来储热，可以达到减少体积和提高效率的目的。
相变储热型热泵热水器，就是利用有机物质固-液间的状态变化来储存热量的，整个系统没有保温水箱和循环加热水泵，预热时储热材料由固态相变为液态，热量储存在相变材料的状态变化中，所以，系统没有必要采用水升温的方式来储存热量。
采用相变原理储热的明显好处是体积的大幅度缩小：为了储存4000Kcal（大卡）的热量，需要把100公斤水从15度升温到55度，而储存同样多的热量，相变材料40公斤即可。
相变材料的应用的另外一个好处是，使用热量效率的大幅度提高，这一点是由相变材料的特性决定的，我们用一个直观的例子来予以说明：
图左---水的储热
图右---相变材料的储热
在图中，左边是水升温储热的温度和热量的关系，右边是相变材料储热的温度和热量的关系：我们亦可以将其看成两个圆形的杯子，将它的水量表示热量，而水位则表示温度。这两个杯子则正确表达了两种储热方式的不同。
地埋管换热器热响应试验测试仪应用研讨两会关注可再生能源 热泵技术期待井喷外盘管阵营添新军 内外盘管之争再起风云
在左图中，水量的增加和水位的增加成正比关系，也就是多加一份热量，就会增加相同的水位高度；而在右图中，热量的增加也会增加水位的高度，但是增加多少却有极大的不同，在状态无变化时，温度上升的较快，而在相变的温度区间，加入的热量大而水位的变化小。
储存热量和储蓄货币完全不同：储存热量非但没有利息，而且还会不断的缩减，保温过程本身就是散热过程，而且我们保留下来的那些热量，还无法全部取出。
在承压型的保温水箱中，加入的热量并不全部都是可以使用的热量，由于必需进入冷水才可以顶出热水，使得保温水箱内部的冷热水不可避免的发生混合，造成水温下降，假如我们确定40度以下的水已经不适合作为热水使用，那么保温水箱里一定会剩余相当大的一部分热量，这部分热量会形成很大的浪费。
一个形象的、我们熟悉的例子，恰好可以说明这种情况，那就是乌鸦喝水的故事，乌鸦发现了瓶子里的水，但是它只能喝到高度40以上的水，那么假定两个杯子的水是一样多的，它从左边能够喝到的水，就会远远少于从右边的杯子里喝到的。
相变热泵除了体积小，使用效率高之外，还具有承压能力强，提温快捷，工作稳定，安装简便，可实现半即开即热的使用要求，不占用地面等一系列优点。
我们实验制造的2匹/40公斤相变材料的热泵热水器，储热能力和工作能力相当于常规2匹配120升（理论上相当于180升）水箱的热泵热水器，整体式构造，几乎不占用地面，而且使用效率更高，已经经过了近三年的台架实验和一个冬季的实际应用，完全证明了机组的先进性，是国内（或国际）首创的产品。和常规热泵热水器相比，归纳有如下的优点：
1、相变储热，整体式设计，无需保温水箱，只需接上水电，安装极为简便；
2、热利用效率高，升温快捷，剩余热量少；
3、无需占用室内面积，可以挂墙或搁置于阳台；
4、承受水压能力可达35个大气压，远超过自来水最高压力；
5、工作稳定，不存在水漏入热泵系统的可能；
6、使用方式灵活，如果和保温水箱连接使用，持续供热能力更强；
7、机组供热快速，可实现半即开即热使用，等待时间短；
8、无须压缩机高温工作，系统更可靠。
相变储热技术引入热泵热水系统，必然导致紧凑和高效。
地埋管换热器热响应试验测试仪应用研讨两会关注可再生能源 热泵技术期待井喷外盘管阵营添新军 内外盘管之争再起风云
