CN106032690A - 可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料 - Google Patents

可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料 Download PDF

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苏树强
苏啸
苏朋
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Abstract

本发明提供了可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料，墙体材料包含高透光轻质蜂窝层、吸热发电非晶薄膜、相变蓄能混凝土复合而成，高透光轻质蜂窝层在墙体外层，由密封层、中间层、粘接层三部分组成，中间层的蜂窝状细孔结构具有良好的保温性，高透光性保证了太阳能能够向内单向传播；吸热发电非晶薄膜在高透光轻质蜂窝层和相变蓄能混凝土之间，具有吸收太阳能并转变为电能和热能进行储存的功能；相变蓄能混凝土在墙体保温材料的最内层，其中均匀分布纳米级的相变蓄能材料，在保证混凝土结构强度的同时使混凝土具备了较大的热惰性和恒温性。

Description

可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料
技术领域
本发明涉及保温材料领域，具体地，涉及可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料。
背景技术
为减少对煤、石油等能源的依赖,及早应对未来对能源的需求及探寻解决能源问题的办法,保护自然环境,开发可再生能源成为世界各国的必然选择。据预测,今后10～20年可再生能源将在世界能源消费结构中占有重要地位。可再生能源在欧美等一些发达国家已经成为能源结构的重要组成部分,我国可再生能源开发起步较晚,但近年来也以年均超过25%的速度增长。尤其是这10多年来我国大部分地区出现的雾霾，将倒推我国清洁能源的市场使用和技术提升。
在国务院《节能中长期专项规划》要求“十二五”期间建筑节能实现节约2亿吨标准煤的规划目标。太阳能是最为方便、最有前途、可再生的建筑能源。我国太阳能资源极为丰富，年太阳能辐照总量大于502万kJ/㎡、年日照时数超过2200h的地区占国土面积2/3以上，国家已将太阳能热利用纳入了建筑节能范畴，为太阳能建筑一体化奠定了重要的政策基础。
在建筑上充分利用太阳能成为时代新宠。从20世纪初到80年代，国内外的太阳能建筑由试验阶段纷纷进入应用阶段。建筑节能对节约能源和国家的可持续发展起到至关重要的作用，是实现国家能源安全的重要组成部份之一。国际上建筑节能技术进步非常快，已经从低能耗建筑向被动式建筑、零能耗建筑、到产能建筑上发展。提高建筑性能，使建筑本身对能耗的需求降到最低，并充分利用可再生能源，从而摆脱对传统化石能源的依赖已经成为美国、德国、瑞典、日本等建筑节能领先国家的节能减排重要手段。
发明内容
针对未来市场的发展方向，本发明的目的是提供一种可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料。
本发明提供了可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料（下文简称墙体材料），墙体材料包含高透光轻质蜂窝层、吸热发电非晶薄膜、相变蓄能混凝土复合而成，高透光轻质蜂窝层在墙体外层，蜂窝状细孔结构具有良好的保温性，高透光性保证了太阳能能够向内单向传播；吸热发电非晶薄膜在高透光轻质蜂窝层和相变蓄能混凝土之间，具有吸收太阳能并转变为电能和热能进行储存的功能；相变蓄能混凝土在墙体保温材料的最内层，其中均匀分布纳米级的相变蓄能材料，在保证混凝土结构强度的同时使混凝土具备了较大的热惰性和恒温性。
具体的，高透光轻质蜂窝层，由密封层、中间层、粘接层组成，三层总的层厚为0.1mm-100mm，使用的材料为无色透明的：PC（聚碳酸酯）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PMMA（亚克力）、环氧树脂等的一种或多种组成，用以保证光线的透过性。
具体的，高透光轻质蜂窝层，中间层剖面结构为六边形蜂窝状结构，六边形孔径为0.001mm-100mm，六边形孔壁厚度为0.001μm-5mm，保证了能量从外往里传播的单向性。
具体的，高透光轻质蜂窝层，最外与室外空气和阳光接触的一端设有密封层，密封层壁厚为0.001μm-5mm，用以保证灰尘等物体不会附着在高透光轻质蜂窝层里面，影响产品使用寿命。
具体的，高透光轻质蜂窝层，最内层与吸热发电非晶薄膜接触的一端设有粘接层，粘接层壁厚为0.001μm-5mm，用以固定高透光轻质蜂窝层和吸热发电非晶薄膜。
具体的，吸热发电非晶薄膜的厚度为0.01μm-5mm材料为深色的非晶硅太阳能薄膜电池板，通过机械物理连接的方式固定于相变蓄能混凝土上。
具体的，混凝土用相变蓄能材料的固液相变温度为10℃-35℃中的某个值，可以依据不同的使用环境和要求进行选择。
具体的，混凝土用相变蓄能材料经过特殊处理，在混凝土混合时进行添加，以纳米级颗粒状均匀分布于混凝土中，掺量不大于水泥质量的5%，用以保证混凝土的结构强度。
具体的，混凝土用相变蓄能材料可以根据使用温度的不同，由石蜡、聚乙二醇，氯化钙、硫酸钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、硝酸镁、氯化镁、氯化钡、氯化锶、氢氧化钡、氢氧化锶水合物和乙酰胺中的任意一种或多种组成。
本发明的积极效果是：
1、本发明中的高透光轻质蜂窝层由于具有高透光性，保证了太阳能能够向内传播。
2、本发明中的高透光轻质蜂窝层由于蜂窝状保温结构，很好的保证了太阳能由外向内的单向传播，彻底改变了传统保温层仅以保温为主和防止室内散失的同时却阻止了太阳能向室内的传播的弊病。
3、本发明中的吸热发电非晶薄膜具备将太阳能转变为热能和电能的功能；
4、本发明中的用于混凝土的相变蓄能材料的相变温度可以根据建筑物的使用要求，在10℃到30℃之间进行选择和调整，保证了建筑物具有一定的热惰性和恒温性。
5、本发明中的用于混凝土中的相变蓄能材料以纳米级颗粒均匀分布于混凝土中，所以相变蓄能材料的添加并不对混凝土的自身的结构强度造成降低。
6、本发明中的墙体材料作为可以推广使用的建筑材料，在吸热的同时，还能产生电力，是建筑节能一体化的跨时代产品。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料的结构示意图；
图2为本发明墙体材料中的高透光轻质蜂窝层的结构示意图；
图3为本发明墙体材料中的相变蓄能混凝土的结构示意图。
图中，001是高透光轻质蜂窝层，002是吸热发电非晶薄膜，003是相变蓄能混凝土，011是高透光轻质蜂窝层的密封层，012是高透光轻质蜂窝层的中间层，013是高透光轻质蜂窝层的粘接层，031是相变蓄能材料，032是混凝土。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
参阅图1至图3，可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料包含高透光轻质蜂窝层、吸热发电非晶薄膜、相变蓄能混凝土复合而成，高透光轻质蜂窝层在墙体外层，蜂窝状细孔结构具有良好的保温性，高透光性保证了太阳能能够向内单向传播；吸热发电非晶薄膜在高透光轻质蜂窝层和相变蓄能混凝土之间，具有吸收太阳能并转变为电能和热能进行储存的功能；相变蓄能混凝土在墙体保温材料的最内层，其中均匀分布微小的相变蓄能材料，在保证混凝土结构强度的同时使混凝土具备了较大的热惰性和恒温性。
具体的，高透光轻质蜂窝层，由密封层、中间层、粘接层组成，三层总的层厚为0.1mm-100mm，使用的材料为无色透明的：PC（聚碳酸酯）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PMMA（亚克力）、环氧树脂等的一种或多种组成。
具体的，高透光轻质蜂窝层，中间层剖面结构为六边形蜂窝状结构，六边形孔径为0.001mm-100mm，六边形孔壁厚度为0.001μm-5mm，。
具体的，高透光轻质蜂窝层，最外与室外空气和阳光接触的一端设有密封层，密封层壁厚为0.001μm-5mm。
具体的，高透光轻质蜂窝层，最内层与吸热发电非晶薄膜接触的一端设有粘接层，粘接层壁厚为0.001μm-5mm。
具体的，吸热发电非晶薄膜的厚度为0.01μm-5mm材料为深色的非晶硅太阳能薄膜电池板。
具体的，混凝土用相变蓄能材料的固液相变温度为10℃-35℃中的某个值，可以依据不同的使用环境和要求进行选择。
具体的，混凝土用相变蓄能材料经过特殊处理，在混凝土混合时进行添加，以纳米级颗粒状均匀分布于混凝土中，掺量不大于水泥质量的5%。
具体的，混凝土用相变蓄能材料为石蜡、聚乙二醇，氯化钙、硫酸钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、硝酸镁、氯化镁、氯化钡、氯化锶、氢氧化钡、氢氧化锶水合物和乙酰胺中的任意一种或多种组成。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.本发明提供了可实现被动单向太阳能采暖发电的相变蓄能保温墙体材料（下文简称墙体材料），墙体材料包含高透光轻质蜂窝层、吸热发电非晶薄膜、相变蓄能混凝土复合而成，高透光轻质蜂窝层在墙体外层，由密封层、中间层、粘接层三部分组成，中间层由蜂窝状细孔结构具有良好的保温性，蜂窝层的高透光性保证了太阳能能够向内单向传播；吸热发电非晶薄膜在高透光轻质蜂窝层和相变蓄能混凝土之间，具有吸收太阳能并转变为电能和热能进行储存的功能；相变蓄能混凝土在墙体保温材料的最内层，其中均匀分布纳米级的相变蓄能材料，在保证混凝土结构强度的同时使混凝土具备了较大的热惰性和恒温性。
2.根据权利要求1所述的高透光轻质蜂窝层的中间层，其特征在于剖面结构为六边形蜂窝状结构，六边形孔径为0.001mm-100mm，六边形孔壁厚度为0.001μm-5mm。
3.根据权利要求1所述的高透光轻质蜂窝层与室外空气和阳光接触的一端设有密封层，其特征在于，密封层壁厚为0.001μm-5mm。
4.根据权利要求1所述的高透光轻质蜂窝层，其特征在于使用的材料为无色透明的：PC（聚碳酸酯）、PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PP（聚丙烯）、PTFE（聚四氟乙烯）、PMMA（亚克力）、环氧树脂等的一种或多种组成。
5.根据权利要求1所述的高透光轻质蜂窝层，其特征在于内侧与吸热发电非晶薄膜接触的一端设有粘接层用以固定，粘接层壁厚为0.001μm-5mm。
6.根据权利要求1所述的吸热发电非晶薄膜，其特征在于厚度为0.01μm-5mm的深色非晶硅太阳能薄膜电池板。
7.根据权利要求1所述的相变蓄能混凝土，其特征在于其中使用的相变蓄能材料的固液相变温度为10℃-35℃中的某个值，可以依据不同的使用环境和要求进行选择。
8.根据权利要求1所述的相变蓄能混凝土用的相变蓄能材料，其特征在于经过特殊处理，在混凝土混合时进行添加，以纳米级颗粒状均匀分布于混凝土中，掺量不大于水泥质量的5%，用以保证混凝土的结构强度。
9.根据权利要求1所述的相变蓄能混凝土用的相变蓄能材料，其特征在于可以根据使用温度的不同，由石蜡、聚乙二醇，氯化钙、硫酸钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、磷酸钠、磷酸钾、硝酸镁、氯化镁、氯化钡、氯化锶、氢氧化钡、氢氧化锶水合物和乙酰胺中的任意一种或多种组成。
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