[發明專利]一種各向異性相變儲能復合板

在審

• 申請號: 201310660901.9
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103669622A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 李東旭;周全;郭紅斌;李清海
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: E04B1/80
• 分類號: E04B1/80
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

技術領域

本發明涉及建筑材料、功能材料領域，尤其涉及一種各向異性相變儲能復合板。

技術背景

相變儲能材料因其相變時具有蓄放熱這一特性使得其在建筑節能領域具有廣闊的應用前景。為實現相變儲能材料的節能效果，普遍的做法是將相變儲能材料與其它膠凝材料摻混或者吸附制成復合板，以滿足建筑工程的要求。作為一種非常規的墻體圍護材料，使用相變儲能復合型墻體是滿足建筑節能需求的重要技術手段。保溫墻體根據保溫層的位置主要分為：外保溫、內保溫和夾芯保溫。相變儲能復合板根據實際需求可適用于上述三種保溫方式。通常，適用外保溫的相變儲能復合板用于冬季太陽能蓄熱或夏季隔熱，即：冬季白天吸收輻射熱，晚上環境溫度低于相變溫度時放出熱量，提高建筑物的熱惰性。而夏季吸收太陽輻射熱，延緩室內溫度升高，對進入室內的熱量起到緩沖作用，間接提高建筑圍護結構的隔熱性能；適用內保溫的相變儲能復合板則通常用于室內主動蓄冷及蓄熱，提高建筑的能量利用率及舒適度；而適用于夾芯保溫的則介于兩者之間。然而，不管何種類型的相變儲能復合板，相變材料在其內部皆為均勻分布，根據傳熱學規律，在復合板吸收外界或室內熱量后，在放熱階段的放熱方向是雙向的，以相變復合板內保溫室內主動蓄冷為例，當相變墻體吸收足夠冷量之后，在室內溫度升高時釋放冷量，而釋放過程是雙向的，向室內釋放的同時也向外墻釋放，由此造成的結果是蓄冷利用率較低。

發明內容

本發明的目的是為了克服傳統相變復合板上述缺點，而提出一種相變材料在基體材料中非均勻分布的復合板類型，即各向異性相變儲能復合板，能較大地提高建筑圍護結構的熱惰性和室內能量利用率。

本發明的技術方案為：一種各向異性相變儲能復合板，其特征在于由相變層3和絕熱層4組成；其中相變層3由相變材料和膠凝材料混合后制成的，絕熱層4由與相變層3相同膠凝材料制成的；其中相變層3與絕熱層4的厚度比為1：（1～5）。

優選所述的相變材料為月桂酸、癸酸、棕櫚酸或石蠟其中的一種或幾種。所述的膠凝材料為石膏或水泥。

優選相變層3中相變材料與膠凝材料的質量比為1：（4～10）。

相變層由相變材料與膠凝材料混合后可以做成實心或發泡的形式。

絕熱層可以由膠凝材料制成實心或發泡的形式。

本發明所述材料的制備方法為：1）.將相變材料與膠凝材料混合攪拌均勻后，不經發泡處理或經發泡處理后倒入模具成型，制備得到相變層3。由于相變層3與絕熱層4的厚度之比為1：1至1：5，因此相變層或絕熱層在模具中均不占滿整個模具。

2）.將與相變層3相同的膠凝材料不經發泡或經過發泡處理之后倒入模具，覆蓋在相變層3之上，制成絕熱層4。由于膠凝材料本身具有粘接性，相變層3與絕熱層4之間無需經過額外粘接處理即有力學性能。

相變層和絕熱層在同一模具中制得，因此相變層或絕熱層單獨在模具中均不占滿整個模具。

以上步驟可以先制得相變層3再制得絕熱層4，也可以先制得絕熱層4再制得相變層3，制備的先后順序不影響復合板的基本性能。

該復合板分成二層，經過二次成型而制成，其內部相變材料偏向一側，密度分布不均勻，另一側無相變材料。根據實際應用要求，無相變材料那一側的基體材料可以是實心也可以是發泡處理，有相變材料那一側的基體材料可以是實心材料也可以發泡處理。該板與相變材料摻量相同的傳統相變板相比具有更優異的隔熱性能和室內能量利用率。

其原理及技術方案如下：根據傅立葉導熱定律：q=-λ(dt/dx)，導熱系數λ一定時，溫度梯度dt/dx越大則熱流密度越大，傳熱越強?；谶@個規律并結合相變材料的特殊熱物理性質，對傳統相變儲能復合板（即相變材料在基體材料中均勻分布的情況）的傳熱過程進行分析，并作出優化。