相变材料在建筑节能中的应用.pdf

材
2014年第6期
2014年12月
Sichuan Building Materials
第40卷总第182期
DO1:10.3969/j.issn.1672-4011.2014.06.015
相变材料在建銃节能中的应用
张丽娟2,田国华2
(1.江苏建筑职业技术学院,江苏徐州2211
2.江苏省建筑节能工程技术研究中心,江苏徐州221116)
摘要:简要介绍了相变原理与常用的相变储能材料,酯或盐类、芳香烃类、酰胺类等等;其中最典型、最常用
从国护结构、太阳能热泵、余热利用、地板敷设供暖、蓄的材料是石蜡,具有相变潜热高、化学性质稳定、无腐蚀
冷空调等方面对相变材料在建筑节能中的应用做了介绍,性、熔点跨度大、价格低廉等优点,在与普通建筑材料掺
并对相变材料今后的应用和研究做了展望。
杂复合后,便可用于制备相变储热墙板。但是石蜡作为相
关键词;相变材料;建筑节能;应用
变储能材料也存在储能密度较小和导热系数的缺点2-?。
中图分类号;TB34/TU59文献标志码:B
文章编号:1672-4011(12014)06-0032-02
3相变材料在建筑中的应用
0前言
3.1相变材料在国护结构中的应用
随着建筑节能的开展,我国对围护结构的节能研究越
随着人们生活水平的提高,建筑能耗占社会总能耗的来越重视,并且已形成很多的研究成果并加以应用。但这
比例越来越高,建筑节能技术的研究与应用也越来越重要。些围护结构节能技术大多都是从减小其传热系数从而减小
目前,有很多的建筑节能技术,其中,合理地应用建筑储热量传递来达到节能的目的。这种技术存在施工质量控制
能材料是降低能耗的有效措施之一。相变材料能够在一定难度大、围护结构厚度大、蓄热能力不足等缺点。相变储
温度范围内储存和释放热量,从而可以调节周围环境温度,能材料的应用,有助于能量在不同时间上的迁移、有助于
降低能耗,达到节能的目的。
降低建筑物制冷(制热)负荷、有助于改善人居环境、有助
1相变原理
于充分利用太阳能,有助于建筑节能4。
相变储能材料在围护结构上应用的主要方法有直接浸
相是物质的一种确定原子结构形态,均匀同性称为相。泡法、载体封装法、熔融共混法、混合烧结法、多孔吸附
物质有3种基本的相:气相、液相和固相。随着温度的变法、微胶囊化法等,目前最常用的是多孔吸附法和微胶義
化,物质的相会发生变化,称为相变过程。相变材料由液化法1
相变成固相时,可向周围环境释放大量潜热;而由固相变3.2相变材料在太阳能热泵中的应用
为液相时,可从周围环境吸收大量潜热,从而达到调节周
作为一种可再生能源,太阳能的充分利用有利于建筑
围环境温度的目的。而在整个相变过程中,材料自身的温节能的实现。但因为有连续阴雨天的天气,因此,如果仅
度几乎维持不变。在建筑中,我们可以充分利用相变材料利用太阳能热泵技术,虽然可以实现节能目标,但不稳定
的这种特性,达到节能的目的。
影响使用效果。如果能利用相变材料的特性,将热量储存
在相变蓄热水箱中,就可使太阳能热泵系统的稳定性得以
2相变储能材料
很大的提高。
相变储能材料是利用材料在相变时吸热或放热来储存
相变材料在太阳能热泵系统应用时,主要的设备是储
能量或释放能量的,这种材料能量密度较高、体积小、设热水箱。相变蓄热材料封装在聚乙烯塑料内并置于换热器
计灵活、使用方便且易于管理。并且在相变储能过程中,
,水箱中的水与盛装相变蓄热材料的塑料小桶进行热交
材料温度近似恒定,可以用来控制体系的温度2。
换,同时塑料容器与蛇形盘管中的载热介质进行热交换,
常用的相变储能材料可分为无机物相变材料、有机物把热量传递给系统
相变材料。无机物相变储能材料主要包括结晶水合盐类、
太阳能热泵蓄热系统的运行方式主要根据天气情况和
熔融盐类、金属及其合金和氟化物等。目前比较常用的无系统运行情况来确定。当太阳辐射较强,室外温度较高时,
机物相变材料是结晶水合盐,其具有导热系数大、单位体室内不需要供暖,此时太阳能集热器收集的太阳能全部储
积的储热密度大,价格比较便宜等特点。常用的有机物相存在相变蓄热水箱中;当太阳能集热器收集的热量除直接
变储能材料有多元醇、石蜡、高级脂烃类、脂肪酸或其向建筑物供暖还有剩余时,剩余的热量就储存在相变热
水箱中;在夜晚或阴雨天没有太阳辐射的时候,蓄热水箱
在白天蓄存的热量足够多且载热介质温度足够高,即可利
作者简介:张丽娟(1982-),女,硕士研究生,讲师,工程师,主要从事用相变蓄热水箱直接供暖;如果载热介质温度达不到直接
建筑节能方向的研究与教学
基金项目:住房和城乡建设部科技计划项日(2012-K1-16);江苏供暖的要求,则载热介质可作为热泉的低温热源,用太阳
省六大人オ高峰项目(2013-JZ-004)
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