CN201802003U - 自调温相变储能板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于建筑材料领域，涉及一种具有储能、隔热、自动调节室内温度的建筑或装饰用板材，具体公开了一种自调温相变储能板。一种自调温相变储能板，包括蜂窝板，所述蜂窝板包括底板、高导热率的面板和夹在面板与底板之间的金属蜂窝芯层，所述面板、底板与蜂窝芯层之间密封粘合，在蜂窝板内形成若干彼此独立密封的相变单元，所述相变单元内填充有相变材料。本实用新型的有益效果表现为：在具有蜂窝板原有的诸多优点的同时，可有效将相变物质封装，增加相变物质的耐久性；并可利用金属蜂窝芯层及面板的高导热性，使相变物质能够快速与外界环境进行热量交换，提高相变热的利用效率，而且加工简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑材料领域，涉及一种具有储能、恒温功能，可自动调节室内温度作用的建筑或装饰用板材，具体公开了一种自调温相变储能板。
背景技术
低碳型的绿色环保社会是当前世界发展的主流。在建筑领域，选用具有隔热功效的节能材料，对于保持建筑物内温度的恒定，促进节能减排，保护环境具有重要作用。但传统的保温材料，其热容量较低，只能通过显热的方式贮能，并不能转化能量，因此，是一种被动式的节能方式。如何在保障保温隔热效果的基础上，依靠建筑自身的性能自动调整室内温度，降低采暖和空调能耗，是进一步提高节能效果的有效途径。
相变储能建筑材料由相变物质(PCMs)和建筑载质基体构成，具有优异的能量贮存和释放能力；相比普通建筑保温材料而言，具有更高的热容量与热惯性。当相变物质所处微环境温度低于相变点时，相变物质由液态凝结为固态，形成放热；当相变物质所处微环境温度高于相变点时，相变物质由固态熔化为液态，形成吸热。通过这种能量的储放，达到保持室温，节能减排的目的。
目前，将相变储能技术应用到建筑节能领域的方法有两种，一种是将相变物质与保温材料结合，利用相变物质的吸、放热特性，阻隔热流的流动，起到附加“热阻”的作用，同时增加保温材料的热惰性，并与保温材料共同实现保温隔热功能；另一种是充分利用了相变物质对外界环境温度变化的敏感性，当将其用于室内环境时，室内环境温度的变化将触发相变物质发生相变，从而向环境放热或者从环境吸热，起温度阻尼作用，达到自动调节室内温度的目的。前一种方法，由于所使用部位和使用环境的限制，使得相变物质的可逆过程受到限制，因而影响了其实际的节能效果；而后一种方法，由于直接应用于室内空间，通过相变点的选取，可在长时间的使用过程中，保持相变过程的可逆性，通过这种调节作用，可减缓室内温度的波动，延长室内舒适温度的保持时间，从而减少空调或供暖***运行次数，起到自动调节室内温度，降低能耗的目的。因此，此种方法在建筑节能领域中更具有应用前景。
将相变储能物质作为自动调温材料使用，除应解决目前普遍存在的渗漏问题，还必须同时解决相变热的利用率问题、耐久性及适用性等关键问题：
1、相变物质的渗漏问题。相变物质发生固-液相变时，通常会发生渗漏现象，进而逸出基体材料，污染周围空气环境。目前，常采用的方法是相变单元法，即利用微胶囊技术、包衣技术、溶胶-凝胶技术或多孔物质吸附等封装技术，先制备出相变储能单元，然后再将此单元应用到普通建材中去。然而上述方法仅解决了相变储能单元体的渗透问题，但却不能避免相变单元体在与普通建材，特别是在与水泥砂浆混合时，因磨损而造成的破裂；同时，当将相变储能单元引入普通建材时，也会对复合材料的力学性能产生诸多不利影响。
2、相变热的利用率问题。目前在建筑节能领域使用的相变物质通常为有机相变材料，自身导热系数较低，使得相变材料吸、放热速率较慢，相变热的利用率大大降低；特别是对一些采用罐装法获得的储能复合材料的影响尤为明显；此外，对于一些封装材料如相变微胶囊中的壁材，通常为有机高分子材料，导热系数较低，可形成附加热阻，不利于传热，同样大大降低了相变热的利用率。目前常采用在相变材料中添加高导热率的粉末，例如Al粉、C粉等，来提高***的导热性，然而这种方法存在因加入的粉末易发生沉降，从而影响导热性以及增加成本等缺点。
3、相变储能建筑材料的耐久性及适用性问题。
目前，使用微胶囊技术、包衣技术、溶胶-凝胶技术或多孔物质吸附技术等方法获得的相变储能建筑材料，例如相变储能砂浆，在长期的使用过程中，封装材料也会因降解、老化或破损等原因失去原来的功能，因此存在相变物质通过封装材料，向外迁移的风险；此外一些利用罐装法获得的储能复合材料，与普通建材的相容性很差，安装工艺复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种有效封装、热利用效率高，经久耐用，使用简便，成本低廉的自调温相变储能板。
为了实现上述目的本实用新型采取的技术方案是：自调温相变储能板，包括蜂窝板，所述蜂窝板包括高抗渗性的底板、高导热率的面板、夹在面板与底板之间的金属蜂窝芯层，所述底板、面板与蜂窝芯层之间密封粘合，在蜂窝板内形成若干彼此独立密封的相变单元，所述相变单元内全部或部分填充有相变储能材料。
所述相变储能材料为相变储能物质或复合相变储能材料。
所述相变储能材料的相变点为16～30摄氏度。
所述相变储能物质为有机相变储能物质、无机相变储能物质或有机相变储能物质与无机相变储能物质的混合物。
所述有机相变储能物质为石蜡、羧酸、酯或多元醇，所述无机相变储能物质为结晶水合盐。
所述复合相变储能材料为所述相变储能物质与多孔无机颗粒复合形成的复合物。
所述面板为铝板、不锈钢板、彩钢板或石材板。
所述底板为具有高抗渗性的铝板、不锈钢板、彩钢板、铝塑复合板或高分子板材。
所述的高分子板材包括三聚氰胺板、聚氯乙烯(PVC)塑料板、有机玻璃板或聚碳酸酯板。
所述蜂窝芯层为铝蜂窝芯层。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现为：
1、本实用新型以原有的蜂窝板作为载体，将相变材料填充到蜂窝板的蜂窝中制成，封装方便，加工简单，成本低廉，同时不影响蜂窝板的使用功能；
2、本实用新型的蜂窝芯层，具有高的导热率，它在蜂窝板中通过网络结构将相变物质分割为众多较小的单元体，这些单元体实际上是众多独立的小散热体，每一个散热体，可将相变热快速传递到面层材料，并通过高导热性的面层材料与环境进行热量交换，共同加速了相变材料的吸、放热速率，有效提高了相变材料的相变速率和热利用率，从而减缓室内温度的波动，延长室内舒适温度的保持时间，减少空调或供暖***运行次数，起到自动调节室内温度，降低能耗的目的。
3、本实用新型的底板及面板为金属、石材或高分子板材，具有优异的抗渗性，可有效阻止相变物质在长期使用过程中的渗透和迁移，保障室内空气质量的安全性。
4、本实用新型同时具有蜂窝板原有的强度高、刚度大、结构稳定；隔音、隔热、防火、防震功能突出；外观平直、颜色多样、高雅光洁、经久耐用；装饰性强，安装方便、快捷等优点，可以用作建筑挂板或装饰，尤其适合用于室内装饰的吊顶、地板及内墙装饰。
附图说明
图1是自调温相变储能板的结构示意图。
1-面板 2-底板 3-蜂窝芯层 4-相变单元 5-正六棱形相变单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。
自调温相变储能板由蜂窝板和填充在蜂窝板的相变单元内的相变材料组成。蜂窝板由高导热率的面板1、底板2和夹在面板1与底板2之间的蜂窝芯层3组成，面板1、底板2与蜂窝芯层3之间密封粘合，在蜂窝板内形成若干彼此独立密封的相变单元4。相变单元4内填充有相变储能材料，相变储能材料包括有机相变储能物质、无机相变储能物质或有机相变储能物质与无机相变储能物质的混合物等相变储能物质；还包括相变储能物质与多孔无机颗粒复合形成的复合相变储能材料。有机相变储能物质一般选用为石蜡、羧酸、酯、多元醇等有机化合物，无机相变物质一般选用为结晶水合盐类物质，如Na2SO4·10H2O，CaCl2·6H2O等。所选用的相变储能材料的相变点应处在16～30摄氏度之间，最好是在18～25摄氏度之间。面板1优选为铝板、不锈钢板、彩钢板、石材板等高导热率或较高导热率的材料，底板2可根据建筑需要选用高抗渗性材料，具有高抗渗性板材一般选择铝板、不锈钢板、彩钢板、铝塑复合板或高分子板材，高分子板材包括三聚氰胺板、聚氯乙烯(PVC)塑料板、有机玻璃板或聚碳酸酯板等。蜂窝芯层优选为铝蜂窝芯层。面板1和底板2的厚度可根据使用场合的要求调整，其厚度一般为0.5～2mm，面板略厚于底板。相变单元优选为正六棱柱形5，正六棱柱形有易于折叠、伸缩和加工等优点。
本实用新型的加工非常简单，仅需要在原有蜂窝板的加工工序中稍做调整即可。具体做法是：先将成型的蜂窝芯层3密封粘接在底板2上，然后向相变单元中填充相变储能材料，再将面板1覆盖，并与蜂窝芯层3密封粘接即可。从加工工序可以看出，本实用新型在原有蜂窝板的蜂窝单元内加入相应的相变材料，同时使面板1、底板2与蜂窝芯层3实现密封粘接即可，因此加工便捷，成本低廉，但相变材料的加入，使蜂窝板可有效利用相变材料相变储能的性能，起到对建筑物自动调节温度的效果，克服了现有技术中利用相变材料储能保温的诸多缺点。本实用新型制备简单，实用性强，效果好，具有极好的市场应用前景。
本实用新型在使用安装时，优选是将面板1朝向室内方向，以便自调温变相储能板与室内进行热交换。本实用新型可以用作建筑挂板或装饰，尤其适合用于室内装饰的吊顶、地板以及内墙装饰。
以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.自调温相变储能板，包括蜂窝板，所述蜂窝板包括底板、高导热率的面板、和夹在面板与底板之间的金属蜂窝芯层，其特征在于：所述底板、面板与蜂窝芯层之间密封粘合，在蜂窝板内形成若干彼此独立密封的相变单元，所述相变单元内全部或部分填充有相变储能材料。
2.根据权利要求1所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述相变储能材料为相变储能物质或复合相变储能材料。
3.根据权利要求1所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述相变储能材料的相变点为16～30摄氏度。
4.根据权利要求1所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述面板为铝板、不锈钢板、彩钢板或石材板。
5.根据权利要求1所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述底板为具有高抗渗性的铝板、不锈钢板、彩钢板、铝塑复合板或高分子板材。
6.根据权利要求1所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述蜂窝芯层为铝蜂窝芯层。
7.根据权利要求5所述的自调温相变储能板，其特征在于：所述的高分子板材包括三聚氰胺板、聚氯乙烯塑料板、有机玻璃板或聚碳酸酯板。
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