CN219431151U - 一种相变储能复合混凝土砌块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种相变储能复合混凝土砌块。相变储能复合混凝土砌块包括砌块本体，砌块本体的截面呈矩形，砌块本体的前侧面和后侧面上均设有多个内凹的复合槽，复合槽自砌块本体的上端延伸至下端；砌块本体上设有两个在前后方向上对称布置的隔腔，隔腔自砌块本体的上侧面延伸至下侧面，每个隔腔内均设置有加固肋；在左右方向上，前侧的各个复合槽与后侧的各个复合槽错开布置，并且前侧的各个复合槽与后侧的各个复合槽在前后方向上的投影之和将砌块本体的前侧面或后侧面覆盖；复合槽和腔室内均填充有相变复合层。本实用新型的相变储能复合混凝土砌块在正常发挥热力性能对建筑物保温蓄热的情况下，节约制造成本。

Description

一种相变储能复合混凝土砌块

技术领域

本实用新型涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种相变储能复合混凝土砌块。

背景技术

在我们的日常生活中，保持室内恒定的温度才会让我们感觉更舒适，比如冬天的取暖和夏天的制冷，据统计在空调使用季节，空调消耗为建筑耗电的44％～51％，因此墙体保温能力对室内保温起到了决定性的作用。目前广泛应用的外墙外保温和内墙内保温技术虽然可以降低能量的消耗，但由于材料本身的热容量有限，不能充分地将能量进行储存利用，因而限制了建筑节能的能力。

相变材料作为一种新型节能材料，其具有储存潜热的特殊性能。并且相变材料在相变过程中能够自主的吸收和释放热量，实现自主的温度调控能力。即当室内环境温度较低时候，相变材料将储存的热量释放来提升室内温度；当室内环境温度较高时候，相变材料将吸收室内多余的热量来降低室内温度上升速度。因此，相变材料在自主调温建筑材料中有很大的应用前景。

基于相变材料的特性，现有技术中将相变材料与混凝土进行复合得到混凝土复合自保温砌块，实现了结构和保温一体化，减少了施工程序，避免了易燃保温材料的火灾隐患，在近年来得到了大力发展。在发展过程，如何同时兼顾混凝土砌块的热力性能和制作成本，成为当前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种相变储能复合混凝土砌块，在正常发挥热力性能对建筑物保温蓄热的情况下，节约制造成本。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

相变储能复合混凝土砌块，包括砌块本体，砌块本体的截面呈矩形，定义砌块本体的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向；

砌块本体的前侧面和后侧面上均设有多个沿上下方向延伸且内凹的复合槽，复合槽自砌块本体的上端延伸至砌块本体的下端；

砌块本体上设有两个在前后方向上对称布置的隔腔，隔腔自砌块本体的上侧面延伸至砌块本体的下侧面，每个隔腔内均设置有加固肋，加固肋将隔腔分隔成两个腔室；

在左右方向上，位于砌块本体前侧面上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面上的各个复合槽错开布置，并且砌块本体前侧面上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面上各个复合槽在前后方向上的投影之和将砌块本体的前侧面或后侧面覆盖；

各个复合槽和各个腔室内均填充有相变复合层，相变复合层用于调节室内温度。

进一步的，砌块本体的左侧面和后侧面中，其中一个侧面上设置有插槽，另一个侧面与插槽对应的位置设置有适配且凸出砌块本体外的插接柱，插槽和插接柱均沿左右方向延伸；插接柱由相变复合层制成。

进一步的，砌块本体的左侧面和后侧面中，每个侧面上均设有一个插槽和一个插接柱，每个侧面上的插槽与插接柱在前后方向上间隔布置；每个插槽在前后方向上均对应有复合槽。

优选的，各个复合槽的尺寸均相同，在砌块本体的前侧面和后侧面中，任意相邻的两个复合槽之间的距离均相等。

进一步的，所述复合槽的截面为半圆弧形。

进一步的，所述相变复合层由骨料层和胶凝材料层复合形成，骨料层由相变材料和多孔基体材料复合形成。

优选的，骨料层外设有封装层，封装层外设有喷涂层。

优选的，封装层为环氧树脂层，喷涂层为加入金属粉的氟碳涂料涂层。

本实用新型的相变储能复合混凝土砌块的有益效果：

1、相变储能复合混凝土砌块利用相变材料在相变过程中能够自主吸收与释放热量的特点进行储能，对室内温度进行调控；多孔基体材料由于多孔的缘故，基于毛细孔道效应对空气中的水分进行吸收，从而达到了调湿的作用。相变储能复合混凝土砌块可作为智能调节建筑材料，有利于节能减排，减少对能源的依赖。

2、在进行墙体砌筑时，相邻两个相变储能复合混凝土砌块能够利用插槽与插接柱之间的插接实现装配，提高墙体的砌筑效率；另外，插接柱由相变复合层制成，使得两个相变储能复合混凝土砌块之间的拼接部位也能起到储能调温的作用，并且在调湿方面，能够对空气中的水分进行吸收，从而在前后方向上形成阻挡，防止水分向砌块本体的中部扩散。

3、砌块本体的前侧面和后侧面上复合槽内的相变复合层分别与室内和室外接触，能同时吸收室内和室外的热量，由于砌块本体前后侧面上的相变复合层在左右方向上呈交替布置状，因此无需在砌块本体的前后侧面全部布置相变复合层，吸收室外热量的相变复合层和吸收室内热量的相变复合层错开进行热量传递，并且热量能够将砌块本体的整个长度方向覆盖，降低了制造成本。复合槽内的相变复合层与插接柱以及隔室内的相变复合层一同起到保温隔热、蓄热储能的效果，达到对室内温度进行调控的作用。另外，在调湿方面，两个隔室内的相变复合层在前后方向上能吸收水分，阻挡水分的扩散，起到良好的保温调湿效果。

4、相变储能复合混凝土砌块中无需设置过多的相变复合层，在正常发挥热力性能对建筑物保温蓄热的情况下，保证结构强度，节约制造成本。

附图说明

图1是本实用新型的相变储能复合混凝土砌块的结构示意图；

图2是本实用新型的相变储能复合混凝土砌块的部分剖面图；

图3是能显示本实用新型的相变储能复合混凝土砌块的相变复合层效果的示意图。

附图标记说明：1-砌块本体，2-复合槽，3-相变复合层，4-加固肋，5-腔室，6-前侧面。7-后侧面，8-左侧面，9-右侧面，10-插槽，11-插接柱，12-吸附硬脂酸丁酯后的陶粒，13-陶粒内核，14-毛细通道，15-环氧树脂封装层与氟碳涂料，16-硬脂酸丁酯。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型的相变储能复合混凝土砌块的具体实施例：

如图1所示，相变储能复合混凝土砌块包括砌块本体1，砌块本体1的截面呈矩形，定义砌块本体1的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向。砌块本体1的前侧面6和后侧面7上均设有多个沿上下方向延伸且内凹的复合槽2，复合槽2自砌块本体1的上端延伸至砌块本体1的下端。本实施例中，复合槽2的截面均为半圆弧形。各个复合槽2的尺寸均相同，在砌块本体1的前侧面6和后侧面7中，任意相邻的两个复合槽2之间的距离均相等。

在左右方向上，位于砌块本体前侧面6上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面7上的各个复合槽2错开布置，并且砌块本体前侧面6上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面7上各个复合槽2在前后方向上的投影之和将砌块本体的前侧面6或后侧面7覆盖。

砌块本体1上设有两个在前后方向上对称布置的隔腔，隔腔自砌块本体1的上侧面延伸至砌块本体1的下侧面，每个隔腔内均设置有加固肋4，加固肋4将隔腔分隔成两个腔室5。

各个复合槽2和各个腔室5内均填充有相变复合层3，相变复合层3用于调节室内温度。本实施例中，相变复合层由骨料层和胶凝材料层复合形成，骨料层由相变材料和多孔基体材料复合形成。骨料层外设有封装层，封装层外设有喷涂层。优选的，封装层为环氧树脂层，喷涂层为加入金属粉的氟碳涂料涂层。

下面以具体的实例说明相变储能复合混凝土砌块的制作：

本实例中，相变材料选用硬脂酸丁酯，多孔基体材料为陶粒，胶凝材料为水泥、粉煤灰和石灰，封装层选用环氧树脂，喷涂层选用加入金属粉的氟碳涂料。硬脂酸丁酯的熔融相变温度在25.38～33.20℃之间，凝固相变温度范围是24.85～16.93℃，相变潜热值是120.80J/g；当温度升高的时候，由固态变成液态吸收热量；当温度降低的时候，由液态变成固态释放热量。硬脂酸丁酯对建筑无腐蚀性，并且在多次热循环后有较好的热稳定性，质量损失较少，有较长的使用寿命。陶粒为基体材料，粒径在5~10mm，陶粒由于多孔的缘故，基于毛细孔道效应对空气中的水分进行吸收，从而达到了调湿的作用；同时陶粒作为一种轻骨料，它取材方便，防火、防腐，化学稳定性好，抗压强度高，制作的砌块具有良好的抗压效果。

骨料层与封装层、喷涂层的复合步骤如下：1、将陶粒放在特定容器中进行真空处理；2、达到真空度后加入熔融状态的硬脂酸丁酯相变材料；3、打开容器让空气流通，迫使相变材料浸入陶粒孔隙中；4、表面涂抹石灰石粉进行改性，使其表现为亲水性；5、使用环氧树脂对多孔基体材料进行封装，形成封闭整体，环氧树脂具有密实、抗水、抗渗漏好、强度高等特点，并且具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性，而且价格适中，同时具备良好耐腐、的导热性、散热性且耐高温、低温，热稳定性良好，形成封闭整体；6、最后使用加入金属粉的氟碳涂料对整个封装完毕的陶粒进行喷涂，氟碳涂料具备极强的耐侯性、高自洁性、抗酸碱性，耐水性、耐磨、耐碰撞，且漆膜坚韧持久、附着力强、防霉效果极佳，使***独特的构造体系能实现与建筑同寿命的要求。复合后的效果如图3所示，环氧树脂封装层与氟碳涂料15位于最外层，内有多个陶粒内核13，相邻陶粒内核的空间为陶粒的毛细通道14，毛细通道内具有大量的硬脂酸丁酯16。基于毛细孔道效应，陶粒能够对空气中的水分进行吸收，从而达到了调湿的作用。

相变复合层以封装后的陶粒为骨料，水泥、粉煤灰和石灰为胶凝材料，选用铝粉作为发气剂，加入适量添加剂，经加水搅拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成。相变复合层的效果如图2所示，相变复合层3内具有多个吸附硬脂酸丁酯后的陶粒12。

相变储能复合混凝土砌块的制作步骤如下：1、制作混凝土砂浆和相变复合层浆液，相变复合层浆液是将水泥、粉煤灰、石膏和石灰粉按照一定比例倒入搅拌机进行干拌；按一定水灰比加入水继续搅拌2min，水温控制在40℃左右；铝粉称量后用冷水均匀搅拌，接着与其他材料一起快速搅拌均匀，时间不超过30s；最后称量体积百分比为20%取封装硬脂酸丁酯的陶粒，一起快速搅拌15s；2、将混凝土砂浆浇入砌块本体模具中，快凝固时继续向砌块本体模具中对应复合槽和插接柱的位置浇筑相变复合层浆液，使相变复合层与混凝土砂浆结合；3、将浇筑后的砌块放入高温蒸养箱保持一定的温度和湿度进行预养，时间大概2~3个小时；4、最后放入蒸养釜进行蒸养6~12h，蒸养后进行自然冷却。

本实用新型的相变储能复合混凝土砌块利用相变材料在相变过程中能够自主吸收与释放热量的特点进行储能，对室内温度进行调控；多孔基体材料由于多孔的缘故，基于毛细孔道效应对空气中的水分进行吸收，从而达到了调湿的作用。相变储能复合混凝土砌块可作为智能调节建筑材料，有利于节能减排，减少对能源的依赖。另外，相变储能复合混凝土砌块无需全部都采用相变复合层，在正常发挥热力性能对建筑物保温蓄热的情况下，保证结构强度，节约制造成本。

以上所述的本实用新型的实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.相变储能复合混凝土砌块，其特征在于，包括砌块本体，砌块本体的截面呈矩形，定义砌块本体的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向；

砌块本体的前侧面和后侧面上均设有多个沿上下方向延伸且内凹的复合槽，复合槽自砌块本体的上端延伸至砌块本体的下端；

砌块本体上设有两个在前后方向上对称布置的隔腔，隔腔自砌块本体的上侧面延伸至砌块本体的下侧面，每个隔腔内均设置有加固肋，加固肋将隔腔分隔成两个腔室；

在左右方向上，位于砌块本体前侧面上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面上的各个复合槽错开布置，并且砌块本体前侧面上的各个复合槽与位于砌块本体后侧面上各个复合槽在前后方向上的投影之和将砌块本体的前侧面或后侧面覆盖；

各个复合槽和各个腔室内均填充有相变复合层，相变复合层用于调节室内温度。

2.根据权利要求1所述的相变储能复合混凝土砌块，其特征在于，砌块本体的左侧面和后侧面中，其中一个侧面上设置有插槽，另一个侧面与插槽对应的位置设置有适配且凸出砌块本体外的插接柱，插槽和插接柱均沿左右方向延伸；插接柱由相变复合层制成。

3.根据权利要求2所述的相变储能复合混凝土砌块，其特征在于，砌块本体的左侧面和后侧面中，每个侧面上均设有一个插槽和一个插接柱，每个侧面上的插槽与插接柱在前后方向上间隔布置；每个插槽在前后方向上均对应有复合槽。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的相变储能复合混凝土砌块，其特征在于，各个复合槽的尺寸均相同，在砌块本体的前侧面和后侧面中，任意相邻的两个复合槽之间的距离均相等。

5.根据权利要求4所述的相变储能复合混凝土砌块，其特征在于，所述复合槽的截面为半圆弧形。