[發(fā)明專利]一種含有雙層相變材料板的儲(chǔ)能建筑墻體結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710756579.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107419819A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張正國(guó);方曉明;葉榮達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B2/00
• 分類號(hào): E04B2/00;E04F13/075;C09K5/06
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 雷月華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于被動(dòng)式建筑節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種含有雙層相變材料板的儲(chǔ)能建筑墻體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，建筑能耗已經(jīng)和工業(yè)能耗以及交通能耗一起成為我國(guó)的三大“耗能大戶”。目前建筑物采用的輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以減輕建筑結(jié)構(gòu)自身承重，而且具有一定的保溫隔熱效果，但是普通輕質(zhì)材料有著熱容較小，儲(chǔ)熱能力差的缺點(diǎn)，往往使得室內(nèi)的溫度產(chǎn)生較大的波動(dòng)，由其所引起的供熱和制冷能耗占了總能耗的20～50％。因此，采用儲(chǔ)熱容量大的相變材料與輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合，可以增強(qiáng)墻體結(jié)構(gòu)的熱性能，對(duì)于建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

相變材料具有較大的潛熱值以及高的儲(chǔ)能密度，與傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)相比，相變儲(chǔ)熱材料在儲(chǔ)存相同熱量時(shí)可以減小建筑質(zhì)量或者說(shuō)在相同的建筑質(zhì)量下可以儲(chǔ)存更多的熱能。相變材料通過(guò)潛熱的形式對(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存和釋放，可以減小在供熱和制冷上的建筑能源消耗，促進(jìn)能源的有效利用。

目前關(guān)于相變材料在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究基本都是基于單一的相變材料層，其無(wú)法在一年四季都改善墻體結(jié)構(gòu)的熱性能。在公告號(hào)CN 104674978 B的發(fā)明專利中，提供了一種具備雙層定型相變材料層的建筑外墻結(jié)構(gòu)體，能夠有效地降低外墻冷負(fù)荷和熱負(fù)荷。但是其相變墻板層所采用的是有機(jī)相變材料，具有可燃性，存在著火災(zāi)安全隱患等問(wèn)題，而且有機(jī)相變材料價(jià)格較高，這都限制了其在實(shí)際上的應(yīng)用范圍。相比于有機(jī)相變材料，無(wú)機(jī)相變材料價(jià)格低廉，而且不可燃，通過(guò)添加成核劑和增稠劑改善其過(guò)冷和相分離等問(wèn)題，可有效促進(jìn)相變圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展，降低能源消耗。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種含有成本低、阻燃效果好的雙層相變材料板的儲(chǔ)能建筑保溫結(jié)構(gòu)。其中雙層相變材料板由解決了過(guò)冷和相分離等問(wèn)題的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽組裝得到。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種含有雙層相變材料板的儲(chǔ)能建筑墻體結(jié)構(gòu)，墻體結(jié)構(gòu)從室外到室內(nèi)依次包括外飾面板、外保溫板、外定形相變材料板、墻體層、內(nèi)定形相變材料板、內(nèi)保溫板和內(nèi)飾面板，其中外飾面板、外飾保溫板和外定形相變材料板結(jié)合在一起構(gòu)成外飾面保溫板，內(nèi)飾面板、內(nèi)保溫板和內(nèi)定形相變材料板結(jié)合在一起構(gòu)成內(nèi)飾面保溫板；外定形相變材料板和內(nèi)定形相變材料板均是由無(wú)機(jī)復(fù)合相變材料及其封裝材料所制成，封裝材料表面貼有耐高溫防火材料；

所述無(wú)機(jī)復(fù)合相變材料為添加了成核劑以及增稠劑的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽與多孔載體材料復(fù)合得到；所述外定形相變材料板相變峰值溫度為10～50℃，內(nèi)定形相變材料板相變峰值溫度為10～25℃；所述無(wú)機(jī)復(fù)合相變材料中，添加了成核劑以及增稠劑的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽的質(zhì)量百分含量為50～95％，多孔載體材料的質(zhì)量百分含量為5～50％。

優(yōu)選的，所述無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽包含但不局限于三水合醋酸鈉、五水合硫代硫酸鈉、六水合氯化鈣、六水合氯化鎂、六水合硝酸鎂、七水合硝酸鎂、八水合氫氧化鋇、十水合硫酸鈉、十水合碳酸鈉、十二水合磷酸氫二鈉、十二水合硫酸鋁銨和十八水合硫酸鋁中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述多孔載體材料包含但不局限于膨脹石墨、活性炭、膨脹珍珠巖、蛭石、硅藻土、蒙脫土、泡沫鋁、泡沫銅、碳泡沫、二氧化硅、三氧化二鋁中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述外定形相變材料板和內(nèi)定形相變材料板由以下步驟制得：

(1)將無(wú)機(jī)鹽(一種或兩種以上)和水按一定比例混合后恒溫加熱融化，或是直接取無(wú)機(jī)水合鹽(一種或兩種以上)進(jìn)行恒溫加熱融化，得到兩種相變溫度不同的液態(tài)無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽，然后分別添加成核劑以及增稠劑，得到兩種液態(tài)的添加了成核劑以及增稠劑的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽；

(2)將上述兩種液態(tài)的添加了成核劑以及增稠劑的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽分別與多孔載體材料進(jìn)行混合并充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆蚝笾糜诘蜏叵鹿袒?/p>

(3)將固化后的無(wú)機(jī)復(fù)合相變材料用封裝材料進(jìn)行封裝，再貼上耐高溫防火材料，分別得到外定形相變材料板和內(nèi)定形相變材料板，厚度均為5mm～50mm。

本發(fā)明所述添加了成核劑以及增稠劑的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽具有低過(guò)冷、無(wú)相分離的特點(diǎn)，實(shí)施例中簡(jiǎn)稱為低過(guò)冷、無(wú)相分離的無(wú)機(jī)水合鹽或共晶鹽；上述恒溫加熱融化溫度是由無(wú)機(jī)鹽或無(wú)機(jī)水合鹽的熔點(diǎn)確認(rèn)的，一般在高于熔點(diǎn)10～30℃左右的溫度加熱融化；低溫下固化是指在低于相變材料的凝固溫度下固化，可置于冰箱中冷藏。