PCM是节能领域中新兴的热门研究方向,随着国内外的专家学者对相变理论的逐步完善和技术科学的不断进步,PCM可使建筑围护结构的蓄热能力升高,其较小的温度波动的幅度提高了室内舒适度,但是相变材料目前仍然有很多不足之处:PCM的泄漏问题一直使国内外的专家学者困扰着,其次国外虽然已经制备出多种相变微胶囊形态的PCM,但是如何将相变材料有效地与传统建材结合在一起并且有明显的节能效果是一个众所关注的问题。本文详细地阐述了近年PCM在国内外的研究情况,介绍了划分种类,工作机理和PCM性质和优缺点,介绍了多孔材料和微胶囊制备的最新的吸收方法和包裹相变储能材料的技术。总体来讲:文章研究了相变储能材料的整个过程:从前期的筛选适宜的相变材料→制备出适宜北方住宅的合理温度的PCM→使用膨胀玻化微珠作为吸附载体→制备出定型复合相变储能材料→通过单因素分析配合出满足要求的保温砂浆→制备新型相变储能砂浆并研究其基本性能及蓄热性能→通过建造相变房间和普通房间重点进行实际模拟测试来研究PCM具体的应用价值。本课题的主要原材料是四种脂肪酸类PCM:癸酸(CA)、月桂酸(LA)、棕榈酸(PA)和硬脂酸(SA)。脂肪酸类相变储能材料潜热焓高,熔点分布较宽,性能稳定,绿色环保,可应用范围广。依据施罗德方程的理论,制备出三类复合PCM,组分逐级增加:二元PCM、三元PCM以及四元PCM。通过实验观察,二元和三元相变材料在一定情况下还是会出现相分离现象,因此通过增加组分来解决这一问题。二元相变材料最佳的相变温度为23.93℃,相变潜热最高为143.48J/g;三元相变材料最佳的相变温度为23.10℃,相变潜热为130.99J/g;四元相变材料最佳的相变温度为21.35℃,相变潜热为140.11J/g。本实验采用的吸附载体是膨胀玻化微珠,通过真空吸附法进行吸附,利用毛细孔法吸附相变材料,选用的吸附载体具有多孔并且孔径小的优点,其最佳的相变温度为21.73℃,相变潜热为120.04J/g,通过改性保温砂浆中轻骨料制备了新型相变储能砂浆,并且研究了新型相变储能砂浆的力学性能以及储热性能:抗压强度为1.32MPa,体积密度为380kg/m~3,导热系数为0.091W/m·k;新型相变储能砂浆的相变温度为21.20℃,相变潜热为53.15J/g。笔者制备出新型相变储能砂浆,通过实际建造两间同样大小的房间:相变房间和普通房间进行对比试验,室内安装同样的加热器以及使用多点测温仪测试实时温度,进行室内外环境实际控温对比试验测试真实的节能效果以及舒适程度:相变房间温度变化幅度小,相变材料提高了整个房间的的温度,相比与普通房间内温度,相变房间提高了2~3℃左右,整体波动幅度降低了1~2℃左右,延迟时间达到了60分钟,整体提高了整个室内的温度变化,更适宜人居住。通过模拟计算,相变房间每平方米每天可节约电量0.031度电,实际测试得出,相变房间每平方米节约0.023度电。本课题组前期实验中曾通过使用硅藻土作为吸附载体,但发现在吸附相变材料后出现严重的泄漏现象。笔者通过查阅国内外相关文献发现,国内外在使用硅藻土作为吸附载体时均存在着相同的泄漏问题,严重阻碍了硅藻土多孔的吸附特性,因此笔者在完成本课题的基础上通过探索研究得出了一种石墨烯杂化硅藻土基定型PCM的新方法,得到了的创新性研究,有效的解决了硅藻土基相变材料的泄漏问题,同时证明了石墨烯具有可分散性的优势,其中石墨烯分散性硅藻土基复合相变材料的相变温度为20.88℃,相变潜热为57.85J/g。