就電熱水器產品而言，盡管后來出現了即熱式、速熱式等新型電熱水器產品，但儲水式電熱水器依然是目前市面上的主流電熱水器款式。然而，傳統儲水式電熱水器由于內膽體積的限制，無法實現熱水量大、水質鮮活的需求。

為了解決這一行業難題，美的基于無機水合鹽體系的相變儲能材料，從機理出發對相變材料和相變熱系統進行創新研究和優化改造，從而順利將熱能存儲于相變材料中，不僅創新性地解決了儲水式熱水器體積大、安裝不美觀的痛點，更解決了困擾消費者許久的“內膽死水”問題。

“傳統熱水器是通過水膽進行儲能，采用的是一種顯熱儲熱的方式，這項技術的應用已經進入瓶頸期，如果想要徹底解決電熱水器體積大、有死水的痛點，就必須跳出這個框架，所以我們選擇用另外一種儲熱形式，即潛熱儲熱，也稱為相變儲熱�！泵赖你逶�場景蓄熱換熱創新技術項目工程師呂晟東在接受艾肯家電網采訪時表示，基于相變儲熱原理的研究與應用，美的徹底顛覆了傳統熱水器的架構，構建了全新的品類。

大膽設想，顛覆傳統認知理念

傳統儲水式電熱水器的原理是利用加熱元件將水加熱并儲存在水箱中，待使用時再從水箱中放出熱水使用。這意味著，如果想要蓄更多的熱水量，就需要更大的體積，對于小面積的衛生間來說，熱水器體積過大不僅會顯得空間更為擁擠，而且也不美觀。

對此，美的工程師團隊提出大膽設想——是否能找到一種新型的、儲熱密度更高的材料來代替水把熱量儲存下來，這樣一來，既可以把熱水器的體積做得很小，同時內膽里面不需要儲水了，也就不會有藏污納垢的現象出現�！罢�是基于這樣一種想法，我們想到了相變材料�！�

所謂相變材料，是指隨溫度變化而改變物質狀態并能提供潛熱的物質，轉變物理性質的過程稱為相變過程，過程中相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。通俗地說，水和冰的轉換是一個最典型的相變過程的例子，當溫度低至0℃時，水由液態變為固態(結冰)；當溫度高于0℃時水由固態變為液態(溶解)。在結冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量，而在溶解過程中吸收大量的熱能量。

“物質從一種狀態迅速轉變成另一狀態，瞬間會釋放出很多的能量，我們利用的就是這部分能量。簡單來說就是，我們在熱水器箱體中放入一個換熱器，換熱器之間填充了相變材料，水經過這個換熱器，就可以和相變材料之間進行充分換熱，把相變材料里面的熱量換到水中，從而把水溫升高�！眳侮蓶|表示，相變材料在室溫下的儲能密度是水的兩倍多，因此使體積相較于傳統的熱水器減少了45%以上，同時做到了儲熱不儲水，從而可以為用戶帶來鮮活水的沐浴體驗。

小心求證，不斷發現問題和解決問題

呂晟東坦言，盡管關于相變材料的應用已經滲透到航天、建筑、蓄熱供暖、冷鏈運輸等多個領域，但是相變材料仍處于創新初級階段，把它應用到家用電器產品上，還存在諸多難點。“從相變熱水器構架的提出到第一代產品的落地，我們用了整整6年時間，其中，關于相變材料的自研用了2年時間，換熱器的迭代仿真用了4-5年時間�！�

據了解，相變材料的溫度范圍非常廣泛，在-100°C至900多度范圍內，它的體系也非常的豐富，可分為有機和無機相變材料，其中有機類又可以分成很多種，無機類也可以分成很多種。因此，選擇一款合適的相變材料并不容易。再加上，相變材料本身還存在過冷、相分離和導熱系數較小、易老化等缺點，這無疑又給這項技術研究增加了難度。

“一開始我們打算使用外部相變材料，經過多方驗證選擇了一款，但后來發現這款材料不論是從價格還是性能，包括從用戶體驗的角度都不是很好，而且也不利于后期產品的迭代升級，于是我們就用了兩年時間研發了一款自己的相變材料�！�

材料的問題解決了，接下來就是換熱器的研發。在換熱器的仿真研究過程中，美的研發團隊發現仿固液轉變過程中難以用數學進行描述，傳統的仿真方法失靈了。為了解決這個問題，美的電熱技術研發團隊聯合美的中央研究院的相關熱力學專家博士，自建了一套全新的仿真系統和仿真模型。

仿真測試是新技術研發必不可少的環節，尤其是涉及到家電產品的研發，因為要保證產品10年的使用壽命。“想要保證產品10年壽命，我們估算了下需要讓這個材料循環6000次以上，如果用傳統的方式去測試可能需要一年左右時間，為了縮短這個進程，我們又自建了一套測試壽命的系統，將整個測試周期縮短到一個月以內�！�

對于呂晟東和他的團隊來說，做科研，就是不斷發現問題、解決問題的過程�！霸趯嶒炦^程中總會有新奇的現象出現，無法用原有的理論去解釋現象，往往需要用新的測試方法來揭示現象，這個過程中會帶給我們新鮮感的沖擊�！�

成果落地，從“實驗室”走向“生產線”

經過大量實驗，美的研發團隊成功解決了相變材料的過冷度、腐蝕性、循環穩定性等問題，包括導熱率比較低的問題，也通過換熱器的方式有效解決了。本以為難題都已經解決了，接下來一切都會很順利。讓呂晟東沒想到的是，在實驗室做過效果很好的試驗，到了生產現場狀況卻遠非設想的狀態，總有一些不盡人意的“意外”出現。

“我們在實驗室做測試，由于原料的用量少，所以預處理可以做得很精細，但是到了生產環節，加工量大，導致所投物料的相對比例會有所差異。”呂晟東表示，從實驗室研發到工藝生產的過程并不是簡單的放大�！俺�了原料用量的問題，還有人的因素，生產線操作員工對整個流程不會像實驗室工程技術人員那樣熟悉。”

呂晟東向艾肯家電網透露，為了讓產品能夠順利生產，研發人員頻繁地往返于美的總部與蕪湖工廠之間。一方面，將研發過程中試驗與生產結果的差異因素進行分析，對工藝參數、配方等進行多輪的調整與調試，另一方面，考慮到生產線操作人員沒有相關工藝調控的經驗，為他們制定了操作作業指導書，并且進行相關人員的培訓。

正是憑借著自主創新的勇氣與堅持不懈的研發毅力，美的廚熱形成了一系列行業領先的專利和專有技術成果。數據顯示，僅今年以來美的廚熱就實現累計11項創新項目，其中有多個項目達到“國際領先”水平，而呂晟東和他的團隊研發的“基于沐浴場景的恒溫長效蓄熱復合材料和高性能換熱系統研究及產業化技術”就是其中之一。

呂晟東表示，相變儲能材料應用前景非常廣闊，未來美的還將進一步對相變材料的應用展開深入研究。值得一提的是，目前美的家用空調以及樓宇事業部已經成立了高密度相變蓄冷蓄熱戰略項目，相信不久就會為消費者帶來突破性、實用性的產品和技術。