设计出了高效相变蓄热供暖系统。通过太阳能集热器在白天收集热量，并将其储存用于供暖使用。 系统采用一定比例的石蜡—膨胀石墨作为蓄热材料，其具与供暖相适应的相变温度，较高的导热系数， 性质稳定，设计的石蜡—膨胀石墨蓄热罐通过内埋的  U 型翅片管实现与太阳能热蒸汽换热和用户供暖用水间的换热。装置节能环保，成本低廉，结构简单，应用场合广泛。

该技术经过反复试验研究，在高温含有焦油气的环境中进行了验证，系统总除尘效率高达 99.9%，并能完全除去 10μm 以上的粉尘，技术成熟度达到 TRL 第六 级。 已经申请发明专利 2 项。

发明公开了一种相变蓄冷装置，包括蓄冷模块和外循环模块，所述外循环模块包括空调负荷，冷水机组、水泵、稳压阀和止回阀；所述蓄冷模块包括外壳、蓄冷槽、入水口、出水口、集水槽、共晶盐相变材料和三维网状流道；所述入水口和出水口设置在所述外壳上，所述蓄冷槽设置在所述外壳内，在所述蓄冷槽的两侧设置所述集水槽，所述三维网状流道配置在所述蓄冷槽内，所述蓄冷槽内非所述三维网状流道空间填充所述共晶盐相变材料。本发明既可以进行电力的移峰填谷从而保障电网安全、提高发电和输变电设备的效率并且有效利用了有限资源，同时降低了空调系统的运行费用，很好地实现了间歇性工作。

有机相变蓄能复合材料是由有机相变材料（如石蜡）和高分子支撑和封装基体组成的复合材料，通过有机相变材料的固-液相变储存或释放热量。由于高分子材料的微封装和支撑作用，使得分散于其中的有机相变材料发生固液相变时仍能保持原有形状。该类材料有以下特点：  无需外部封装，可直接使用；  相变前后材料能保持其形状和强度；  材料的导热系数可在一定范围内调节，对外界温度变化响应及时；  材料具有良好的阻燃特性。  应用前景广阔，包括但不限于太阳能储存、建筑节能、冷热防护、电子元器件温度管理、低温储存、电力调峰、工业余热回收利用、智能服装等领域 本课题组还开发了有机相变蓄能复合材料的连续生产设备和生产工艺，已实现小批量连 续示范生产。 随着我国经济发展和人民生活水平的提高，我国建筑面积增长迅速，相应地，建筑能耗也大幅度增长，到 2020 年预计将占社会总能耗的 1/3。因此，在国务院发布的《能源发展战略行动计划（2014-2020 年）》中，节能的绿色建筑已被列为重点发展领域。本项目开发的有机相变蓄能复合材料可以充分利用太阳能和谷电等自然和低价能源，通过光热转换和电热转换来实现建筑采暖。太阳能具有不连续和不稳定的问题，存在供给和需求不匹配的矛盾。有机相变蓄能复合材料可以将太阳能蓄存起来，在需要时释放，从而解决这些问题。在采用分时电价的地区，还可以利用有机相变蓄能复合材料进行谷电蓄能采暖，平抑峰谷差。通过充分利用清洁的可再生能源，降低建筑运行能耗，节省运行开支，减少环境负担

能源与环境是全世界面临的紧迫课题，中国是目前世界上第一大能源消费国，其中供暖能耗约占能源总消耗的 1/4。目前城市供热方式存在下列问题：供暖平均能耗高、难以按需供热和分户计量、热效率低、环境污染严重、设备原料等必须占用一定土地。另外，我国电力峰谷差加大的问题也越来越严重，已成为我国电力生产供应的突出矛盾，具体表现在夜间至清晨谷段负荷率低，而高峰时段电力供应不足，造成电厂不能均衡发电，白天经常拉闸限电，夜间有电送不出，电网不能在最经济的状态下运行。低谷电蓄能供热技术与装备把谷电蓄能技术与供热需求合理结合，形成一种非常有潜力的技术需求。作为一种供热技术与装备，实现在夜间将廉价谷电转换为热量进行有效的高密度储存；在白天的峰电或平电期，有控制地将热量按需取出，对外进行供暖。本技术采用模块化设计，规模可小到用于一个房间，也可大到用于一个小区，装备放置使用空间少、维护方便；由于采用模块化设计和标准化生产，可大大降低制造成本；设备运行完全自动控制，无需人员值守，自动化程度高；管网距离短(无外网)，能源损耗低；室内采用风机盘管系统，供热强度大，并可实现供热量的分户计量。采用低谷电蓄能供热技术与装备，降低取暖成本，用户支持；运行成本低、维护检修简便，物业部门支持；实现非规模建设，开发商支持；推行各小区单独供暖，缩短供热管网的长度，降低供热管网的损耗，节能降耗，供热部门支持；采用清洁供暖方式，对环境无污染，城市环保部门支持；平衡电网负荷、降低供电成本，供电部门支持；降低对发电厂负荷调节的要求，提高发电效率和设备运行的安全性，发电部门支持。

成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各 个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以 下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又 能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达 到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。 该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有 不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。 采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环 是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物 的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热 器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联 接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、 蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、 吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。 本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右， 达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与 Kalina 系统相吻合。技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3 的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ， 蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前， 地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 19、有机朗肯循环低温余热发电系统 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效 率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化 为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用 能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶 金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系 统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效 实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发 电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等 设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度 最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化 利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力 机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡 轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于 维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、 可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃ 的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用 于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、 R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、 不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效 率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用 前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生 高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废 弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经 济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

相变储能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量的存储和释放的储能材料，一般有固- 液、液-气和固- 固相变三种形式。目前固- 液相变储能材料的研究和应用最为广泛，其工作原理为：当环境温度高于相变温度时，材料由固态转变为液态并吸收热量；而当环境温度低于相变点时，材料由液态转变为固态释放热量，从而维持环境温度在适宜水平。在相变过程中材料吸收或释放的热量，是材料单一相态温度变化时吸收或释放热量的几十倍甚至几百倍。

项目简介相变储能材料(Phase Change Materials, PCMs)是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量的存储和释放的储能材料，一般有固- 液、液-气和固- 固相变三种形式。目前固- 液相变储能材料的研究和应用最为广泛，其工作原理为：当环境温度高于相变温度时，材料由固态转变为液态并吸收热量；而当环境温度低于相变点时，材料由液态转变为固态释放热量，从而维持环境温度在适宜水平。在相变过程中材料吸收或释放的热量，是材料单一相态温度变化时吸收或释放热量的几十倍甚至几百倍。相变储能材料储能原理应用范围 相变储能材料响应温度变化所吸收和释放的是热能，在能源高效利用和节能保温领域有着重要的应用价值。如在建筑节能、太阳能利用、电力调峰、可再生能源消纳、工业余热回收、纺织品、冷链运输、医疗健康等方面拥有广阔的市场前景。项目阶段目前主要的有机相变储能材料产品来源于石油工业的副产物，具有毒性，同时因其不会被生物降解，所以会持续产生污染。研发团队以国家“973”计划—“节能领域纳米材料机敏特性关键科学问题研究”课题的研究成果为基础，制备出基于天然可再生油脂的相变储能材料，具有绿色无毒、可降解、储能密度高等优点。通过对相变储能材料进行功能化处理，使其进一步具备了高光热转换效率及良好的储热特性，可高效利用太阳能及环境余热。知识产权已申请相关专利。调配出的不同温度的相变材料合作方式1. 可根据实际情况研制具有不同相变温度的相变储能材料，满足各类需求。2. 完成建筑用相变储能材料产品的中试生产，实现了相变储能产品的规模化制备，如相变储能地板产品、相变储能板材产品、相变储能粉体（60-80 目）与颗粒产品（5-8mm）等。其中，地板和板材产品可用于室内装修，粉体和颗粒产品可作为其他建材，如涂料、砂浆、水泥、混凝土等的添加物。3. 将制备的相变储能板材应用于实际建筑中，取得了很好的控温节能效果：在北京冬季时，白天室内最多可少升温6-7℃，且温度峰值延后近2 小时；夜晚温度降低时间最多可延迟近6 小时（以降至18℃为限），有效减小了室内温度波动，并减少约18% 的采暖电能能耗。4. 研制了一套相变蓄热供暖系统，该系统可将谷电期间的电能转化为热能并存储于相变储能材料内，在非谷电期间则利用所存储的热能实现用户供暖。该系统有助于电力系统的蓄热调峰，也可有效降低终端用户的采暖成本，同时还具有体积小、效率高、节能环保、无噪音、使用寿命长等优点。该系统实际的供暖试验结果表明，峰电期间仅利用存储的热量进行供暖，可使用户室内平均温度达到20℃，与市政集中供暖相比，采暖费用可降低约20%。