类似冰融化和水沸腾 ， 在相变的过程中往往需要环境为其供给或移除大量的热量 ， 这一特点是相变材料能被用作储热材料的关键 。
仍然以常温常压下的水为例：
在100℃之前 ， 我们给水加热 ， 温度会逐渐上升；
到达100℃时 ， 水会发生沸腾现象 ， 温度一直保持在100度 ， 直到全部变成气态；
全部变成气态后 ， 继续给水蒸气加热 ， 温度会继续上升；
水的温度随存储热量变化示意（图片来源：作者提供）可以发现 ， 随着温度的上升 ， 在发生相变的同时 ， 水-水蒸气这个体系的温度得以在相当大的储能范围内保持不变 。 换言之 ， 它可以在恒定的温度范围内吸收或者放出大量的热量 ， 这就是相变蓄热的基本原理 。
有了相变蓄热 ， 我们就相当于有了一个热能“银行”——高温时将过剩的热量储存进去 ， 维持系统的凉爽；低温时再将热量放出 ， 维持系统的温暖 。 在这个过程中 ， 只要保持热量的吞吐始终在“银行”的承受范围内 ， 系统的温度就会同水沸腾的过程一样 ， 始终维持不变 。
更美妙的是 ， 不同物质的相变温度是不同的 。 我们可以选择合适的材料 ， 使得这个相变储热的过程维持在一个特定的温度下 。
除了水之外 ， 典型的相变材料还有如下几类：
无机盐类/水合无机盐类：这类材料的工作范围非常宽 ， 是较为常用的相变蓄热材料 ， 较高的铝硅盐类的熔化温度约为600℃ ， 相变热大约在500kJ/kg ， 一般用于高温领域；较低的水合乙酸盐则大约在50度附近 ， 一般用于常温附近的温度控制 。
石蜡：作为相变材料时 ， 工作温度一般在40~70℃的常温区 ， 相变热约为200kJ/kg 。
高新纳米材料：前沿研究中也有不少工作在尝试对PCM进行更加精细的温度与相变热的控制 ， 开拓了一系列纳米级PCM的合成制备工作 ， 主要包括微胶囊、高分子聚合物颗粒、石墨烯基复合材料、泡沫金属-石墨复合材料等等 。
通过选择恰当的PCM ， 我们可以实现想让系统维持在什么温度 ， 就可以让系统维持在什么温度 。
说到这里 ， 也许你已经对怎么造一个冬暖夏凉的房子有些想法了 。 那么接下来 ， 我们就看看相变蓄热材料该怎么投入应用吧！
相变蓄热材料的应用
在用PCM造房子之前 ， 咱们先来拿几个简单的例子练练手：
1.古代“冰箱”
假设你回到了古代 ， 没有了现代技术的加持 ， 但你还是想在炎热的夏天吃到凉爽的冰镇水果 ， 该怎么办呢？
没错 ， 老祖宗们也和你有一样的想法 ， 用冬天储存在山洞里的冰作为相变储能材料 。 把环境传进来的热量存进冰块这个热量“银行” ， 从而维持住内容物的低温；而到了冬天 ， 这些水就又可以冻成冰 ， 进行新一轮的循环 。 这一容器被称为“冰鉴” 。
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