相變儲能建築材料的應用技術與展望

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依據相變材料的原理,可以把相變材料加入到保溫隔熱材料中,以此形成節能高效的建築隔熱保溫材料,下面是小編蒐集整理的一篇相關論文範文,歡迎閱讀參考。

相變儲能建築材料的應用技術與展望

隨著社會發展以及人們生活水平的提高,越來越重視建築室內環境舒適程度,但是,現階段,能源利用效率還不是很高,存在一定浪費問題。怎樣更加合理的儲存和利用能源,成為未來發展的重點。相變儲能建築材料屬於新型建築材料,具有一定的應用前景。在建築節能中應用相變儲能材料,能夠達到降耗節能的目的。

 1相變儲能材料基本內涵

1.1相變儲能建築材料

相變儲能材料實際上是溫度在一定範圍內,利用建築材料自身的結構或者相態變化,來激發潛熱效能,在改變環境溫度的時候,從外部環境中釋放和儲存熱量,從而達到保溫作用熱功能複合材料,簡稱為PCM.通過這種材料的相變潛熱效能來達到利用和儲存能量的目的,對於研究和發現節能環保材料具有很大作用,是近幾年和未來能源發展和利用方面的主要方向。

1.2相變儲能建築材料特點

依據儲存能量的特點可以分為兩種,儲熱材料和儲冷材料。依據儲存能量的方式可以分為三類:化學反應儲能、顯熱儲能、潛熱儲能。

化學反應儲能由於技術比較複雜,因此不是十分適用。顯熱儲能由於具有不停變化的自身溫度,因此,不能合理控制溫度,沒有很大的實際運用價值。但是,潛熱儲能不僅設計靈活、裝置簡單、使用方便以及體積比較小,還具有比較高的儲能密度,能夠充分降低對於建築的需求,以便於能夠非常靈活的運用。所以,在上述儲能材料中,潛熱儲能擁有很大的發展空間和前景,同時也是最重要和應用最廣泛的`材料。

 2相變儲能建築材料的應用技術

2.1相變蓄能圍護結構材料製作方法

在建築施工中應用相變材料,製作成相變儲能維護結構主要包括三種方法:第一,浸泡法。也就是說利用浸泡的方式在建築基體中融入相變材料,例如,混凝土試塊、石膏牆板等,主要特點就是工藝比較簡單,方便於把傳統材料變為相變材料。第二,直接混合方式。也就是直接混合建築材料和相變材料,例如,在半流動性矽石細粉中加入相變材料,然後直接混入到建築材料中,主要特點就是性質均勻,工藝簡單,比較容易形成各種大小和形狀的結構,以便於符合各種需求。第三,摻加能量微球法。也就是說利用奈米複合技術或者微膠囊技術來把相變材料變為能量微球,然後在建築集體中加入能量微球,從而得到相變儲能材料。

(1)建築保溫隔熱材料中的應用相變儲能材料。依據相變材料的原理,可以把相變材料加入到保溫隔熱材料中,以此形成節能高效的建築隔熱保溫材料。在1996年的時候,德國萊比錫材料研究中心的人員在微膠囊中應用相變材料,然後形成微囊型相變材料。在充分分析耐久性,有彈性、下輕質纖維膜材料以及防震效能以後,需要在纖維膜材料中加入微膠囊相變材料,從而可以得到隔熱保溫建築材料。經過分析和研究以後可以發現,把40g微膠囊相變材料加入到每平米膜材料以後,綜合保溫效能可以適當的增加四倍左右;在每平米加入90g以後,能夠增加大約八倍的綜合保溫效能,所以,研究提出,在增加膜材料儲熱能力的時候,使用微膠囊相變材料,可以在一定程度上增加保溫效能,從而起到降低損耗、改變室內建築環境的目的。美國俄亥俄州戴頓大學在1999年的時候,成功研製出固液共晶相變材料應用到建築保溫中,溫度在23.3℃左右。現階段,我國武漢理工大學把少量相變材料運用到隔熱保溫材料中,以此來形成隔熱保溫圍護材料,運用到節能建築外圍結構上,這種相變材料的運用不僅可以改變材料熱穩定性,增加儲熱能力以及增加熱惰性,還不會在一定程度上影響和改變粘結能力、強度以及耐久性。節能建築中的高效節能材料對於隔熱效能和保溫效能具有一定要求,想要保障具有一定的儲熱能力和保溫效能的主要關鍵就是在研究中不斷找到雙重作用的經濟、穩定以及可行的平衡點,以此形成的建築圍護結構能夠充分符合實際需求。

(2)相變儲能混凝土的應用。在大體積混凝土中運用相變材料,能夠得到可以使用在大體積水工混凝土中的相變儲能混凝土。這種材料主要使用的就是等溫相變過程、儲能密度大的相變材料,基本基體為混凝土,加入相變材料的智慧混凝土,研究能夠合理調節溫度功能的混凝土。在建築節能中使用這種相變混凝土材料,相比較普通混凝土來說,具有不可比擬的熱容。相變材料應用到水泥混凝土中,能夠在鹼性環境中保持穩定,不會在一定程度上影響耐久性,以此作為外牆體材料,不僅無需在混凝土內部使用相應的冷卻水管來降低溫度,還可以很大程度迅速降低混凝土內部溫度,對於室內穩定溫度具有很大作用,可以適當的簡化工藝和改變熱舒適度,以便於能夠降低造價。

3未來相變儲能材料發展方向

在以後發展的過程中,相變儲能材料還處於研究和發展階段,今後主要方向發展主要有:第一,進一步選擇一些更具有環保價值的材料,例如能夠再生的衍生物和脂肪酸,發展鋼架可以適應相變焓、相變溫度以及在能夠長期過程中具有穩定化學性質的材料,不斷改變導熱性。

第二,發展強化換熱方法,不斷更改換熱器結構,把不同相變溫度的材料佈置在熱流導體流動方向。第三,分析相變材料的封裝材料和工藝,增加相變儲能材料的防火性、導熱性以及機械效能。可以適當的結合導熱係數比較高的複合材料,具有越高相變頻率,效果就越好。第四,分析實用性工程,模擬不同情況下牆體實際引數,計算出相應的牆體儲熱效率,從而確保能夠得出不同牆體動態特性找到經濟合理的材料和溫度,有效降低成本,逐漸實現工業化。

4結束語

總而言之,隨著城市化程序的加快以及全球經濟一體化的發展,人們對環境提出了更高的要求,不僅需要物質文化,還需要精神文化,保證具有一定舒適度。在建築中最關鍵的就是技能技術,相變儲能材料應用到建築節能中,能夠起到很好的節能降耗作用,促進社會的發展和進步。

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