[發明專利]一種嚴寒區相變儲熱混凝土結構

在審

• 申請號: 201911412559.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111500263A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 趙樹明;劉卉;劉健;劉穎;丁煌英
• 申請（專利權）人: 天津市城市規劃設計研究院
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;F28D20/02;E04B1/00;E04B2/00;E02D17/02;E02D3/11
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李樹志;包正云

本發明涉及建筑供能、節能技術領域，具體涉及一種嚴寒區相變儲熱混凝土結構。所述的結構包括相變材料封裝器(12)、熱盤管(11)、鋼筋混凝土(13)和溫度傳感器；相變材料封裝器(12)內密封封裝有相變儲熱材料，相變材料封裝器(12)陣列排列在地基基坑內；熱盤管(11)螺旋型和/或迂回型盤繞于相變材料封裝器(12)周圍；熱盤管(11)的一個末端連接集水器，集水器與熱媒循環泵連接，另一末端與分水器連通；熱盤管(11)內填充熱媒；溫度傳感器設置于熱盤管(11)和相變材料封裝器(12)之間；熱盤管(11)和相變材料封裝器(12)澆筑鋼筋混凝土(13)。本發明的優點：(1)結構穩定。(2)相變儲熱材料具有緩儲緩釋功能。(3)結構強度可控。(4)適用于公共旱廁糞池反應器的儲熱與供熱增溫。(5)應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及建筑供能、節能技術領域，具體涉及一種嚴寒區相變儲熱混凝土結構。

背景技術

高原嚴寒農牧區環境條件特殊，年平均氣溫接近或低于0℃，慢長的采暖期長達6～10個月，加上高原嚴寒農牧區人口稀少，水電熱設施配套難度大、成本高。因此，利用相變儲熱材料作為建筑材料或輔料有很高的經濟和社會價值。

現有技術提供的相變蓄熱建筑結構復雜，施工和維護復雜，難以在高原嚴寒農牧區推廣。

另外，傳統公共旱廁糞尿結凍，糞便微生物代謝所需環境溫度不能保持，微生物代謝接近止息。糞便無害化天氣生態動力因子(主要是氣溫)的影響最為顯著，導致無害化中關鍵和有效的厭氧消化難以實現。進入非采暖期后，不能及時升溫消化腐熟無害化，源自不同地區人群攜帶的病原體、傳染病很容易蔓延，導致衛生隱患。

高原嚴寒農牧區人口稀少，水電熱設施配套難度大、成本高，在一定時期內旱廁的使用具有必要性。采暖期糞便的溫度保持、非采暖期糞便的升溫消化腐熟是寒區公共旱廁面臨的關鍵難題，如得到妥善解決，嚴寒區公共旱廁的應用將具有可行性。。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種相變溫度適合、材料相變潛熱較高、緩儲緩釋功能以及突出的穩定性、易得性、經濟性、可操作性的相變儲熱混凝土結構。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種嚴寒區相變儲熱混凝土結構，包括相變材料封裝器12、熱盤管11、鋼筋混凝土13和溫度傳感器；

所述的相變材料封裝器12內密封封裝有相變儲熱材料，相變材料封裝器12陣列排列在地基基坑內；

熱盤管11螺旋型和/或迂回型盤繞于相變材料封裝器12周圍；熱盤管11的一個末端連接集水器，集水器與熱媒循環泵連接，另一末端與分水器連通；熱盤管11內填充熱媒；

溫度傳感器設置于熱盤管11和相變材料封裝器12之間；

熱盤管11和相變材料封裝器12澆筑鋼筋混凝土13。

進一步的，所述的混凝土結構設置于最大凍土深度以下。

進一步的，所述的相變材料封裝器12內封裝有相變儲能材料；相變儲能材料包括純凈水47.89wt％，無水氯化鈣50.11wt％，成核劑硼砂1wt％，增稠劑羧甲基纖維素鈉1wt％。

進一步的，所述的相變材料封裝器12內還設置有多孔支撐材料；所述的多孔支撐材料為膨脹珍珠巖顆粒。

進一步的，所述的相變材料封裝器12為PVC管道和/或帶蓋塑料桶，PVC管道端部用同種材料和膠水封堵。

進一步的，所述的熱盤管11為PR-PE管材。

進一步的，所述的所述相變儲能材料的相變溫度為20～30℃，相變潛熱≥100kJ/kg。

進一步的，所述的混凝土結構作為建筑基礎墊層、建筑墻體或其他結構體跨天氣周期和晝夜儲熱釋熱使用。