建筑相变储能技术研究现状与发展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
『 Ｊ ］ ． 节 能， ２ ０ ０ ５（ １ ２ ） ： １ ０ — １ ４ ＋ ２ ． 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — １ — ９
另一类是相变供 暖的空调系统 。 一般对这些材料性能的检测方 式主要包
括 以下几个方 面： 运用红外光谱 技术分析相变材料 的相容性 ； 用 差示扫 描法测试相变材料的温度和潜热 ； 利用投射 电镜检测相变材料 的形态 。
这样 的供暖系统主要有 两类 ，分别 是 电采 暖系统和太 阳房供 暖系
而其中的太阳房 又可 以分为两种： 被动式和主动式 被动式的优势在 浪费材料和存储效率较低等问题， 不能满足新时代的发展要求 。伴 随着 统 。 主要通过 空气 的 自然循 环流 科技 的发展， 相变储 能材 料 已经成功应用在 建筑行业 ， 节 能和 储能效 果 于可以不用任 何机械 动力就能够吸收热量 ， 都 比较好， 所以要加 强对材料和技术 的研究 。 动给室 内供暖 。这种太 阳房的结构简单 、 不消动力 、 清洁干净、 自然舒适、
（ ０ ４ ） ： ２ ＋ ６ ．
２ 相 变储 能技术 的应 用情 况
相变储能一般应 用在暖通 空调领 域中， 主要分为 两大类 ： 一类是将
相变材料和围护结构连 接在一起， 比如相变天棚 、 相变墙板和相变地板 ；
ｆ ２ ］ 刘树林 ， 钟世 民， 陶翠翠， 杨其才． 相变储 能材 料的研制与封装应用研 究 现状及展望［ Ｊ ］ ． 建筑热 能通风空调， ２ ０ １ ０ （ ０ ６ ） ： １ １ ～１ ５ ＋ ７ ７ ． 『 ３ １ 王信 刚， 马保 国， 王 凯， 李相 国， 郝先成． 相变储能建筑材料 的研究进 展
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ８ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — １ ６ ７ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ６ １ — ０ １
引 言
人们对 建筑 环境的需求和要求越来越高 ， 一般在建筑使用 中会存在
２ ． ２ 供 暖 空调 相 变 系 统 的 研 究 与发 展
３ 结束语
随着建筑 节能的标准要 求的逐渐提 高 ，相变储 能技术 需要深入研 究， 在 材料研发方 面主要研究开发性 能 比较稳定 ， 蓄放热 能力 比较 强的
和复合相变材料。通常有机相变储能材料在固态成型性上有很大优势 ，
在系统评估方 面研 究多物理过程、 多相态系统 的动态性 能； 在 没有无相分离和 过冷的现 象发生， 主要包括多元醇、 石蜡、 脂肪酸及高分 相变材料 ； 技术开发方面研究储能系统的 自主运行 。 相变储能材料最大的优点就是 子有机物等， 这些材料的腐蚀性和毒性 比较小 ， 但是性能却很稳定 ， 原材 人们施工 中要合 理的运 用 料易 比较容易获得， 经济成 本比较低。而无机相变储能材料通常 的储 能 能够根据周 围环 境的改变而达到恒温的 目的 ， 使建筑相变储 能技术具有经济性、 高效性和环保性 ， 提 供 方式是 固液相 融 ， 主要包括 有熔 融盐 、 结 晶水合 盐、 熔融盐 、 金 属及其合 相变储能技术 ， 金等无机物。一般单独 使用的材料都会在施工中 出现一些 问题 ， 为 了克 基础和技术支撑 。 服相变材料在使用 时出现 的问题， 可以采用一些复合工艺将两种及 以上 的相变材料复合配制 。复合形式一般是相变材料混合和 定形相变材料 。 参考文献 ［ １ ］ 吴 莹． 相变储 能建筑 材料及 相关 技术 的应 用发展 ［ Ｊ ］ ． 江 西建材 ， ２ ０ １ ６
１ 建 筑相 变储 能材料
这种材料是指在一定的温度将材料的本身状态发生变化 ， 使它具有 独特能。但是当外界环 境的温度改变后， 它能够把剩余 的热量储存或释 放 出来 ， 达到保持温度的 目的。如果按照使用方式的不同， 可以将相变储 能材料分为三种， 分别是： 潜热、 显热和化学反应 。一般在使用 中显热材 料和化学 变化的储能率低 ， 还需要外界环境 的诱导 ， 制作 工艺也是复杂 繁琐 ， 导致 这两种材料 的运用领域受到 限制 ， 但是潜热材料 的储能利用 率很高， 设计灵活， 一般广泛应用于建筑行业。 按照材料 组成结构的不 同， 可 以分为有机相变材 料、 无机 相变材料
２ ． １ 相 变 围 护结 构 的 研 究 与 发 展
日本 、 土耳其 、 加拿大 、 美 国、 中国等国家都深入研究 了相变墙板 ， 尤 其是加拿 大 ｃ ０ ｎ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ａ大 学建筑研 究中心 的 Ｆ ｅ ｌ ｄ ｍａ ｎ Ｄ． ， Ｈａ ｗ ｅ ｓ Ｄ ． ， Ｂ ａ ｎ ｕ Ｄ ． ， Ａ ｔ ｈ ｉ ｅ ｎ ｉ ｔ ｉ ｓ Ａ． Ｋ ．等知识人员筛选和物性测试 了相 当多的相 变材料， 之 后仅仅选择几种适 合的相变材 料， 比如硬脂酸丁酯 。他们还研究 了一些
建材发展导 向 ２ ０ １ ７年 ２月
工程技术
建筑相变储能技术研究现状与发展 wk.baidu.com
居 诗 源 张慎 豪
（ 青 岛理工大学土木工程学院 山东省 青 岛市 ２ ６ ６ ０ ３ ３ ） 摘 要： 随着经济的迅猛发展以及 人们生活水平 的提升 ， 人们对建筑领域的要求 也越来越 高。 其中重要的一项技术就是建筑节能 ， 相 变储能技术 能够解决这类建筑能源 问题， 一般 是空间、 时间和强度不匹配 。 本文主要介绍 了相变储能材料的概念和意义 ， 并 总结 了相变储 能技术的不足 ， 还指 明了未来发展方向。 关键词： 相变储能 ； 建筑材料； 相关技术
经济成本低 、 安全 故障少、 维护容易等 ， 但是还有个缺 点就 是昼 夜温 差太
大 。可 以利用相变材料避免这 一缺 点， 白天 的时候储存吸收的热量， 到了 晚上温度 低的时候 ， 相变 材料就 自动 由液态凝 固成 固态 ， 并放 出大量 的 热量 ， 缓解 了室内昼夜温差过大的缺点 。主动式太 阳房 则是利 用动力进 行热循 环 ， 为室 内供 暖或供冷 ， 包括 循环泵 、 辅助锅 炉、 集热器 、 蓄热槽 、 管道、 换热器和 自动控制 设备等 ， 这样可 以解决降温和热能 回收 问题 ， 节 约 能源 ， 提高利用率 。
另一类是相变供 暖的空调系统 。 一般对这些材料性能的检测方 式主要包
括 以下几个方 面： 运用红外光谱 技术分析相变材料 的相容性 ； 用 差示扫 描法测试相变材料的温度和潜热 ； 利用投射 电镜检测相变材料 的形态 。
这样 的供暖系统主要有 两类 ，分别 是 电采 暖系统和太 阳房供 暖系
而其中的太阳房 又可 以分为两种： 被动式和主动式 被动式的优势在 浪费材料和存储效率较低等问题， 不能满足新时代的发展要求 。伴 随着 统 。 主要通过 空气 的 自然循 环流 科技 的发展， 相变储 能材 料 已经成功应用在 建筑行业 ， 节 能和 储能效 果 于可以不用任 何机械 动力就能够吸收热量 ， 都 比较好， 所以要加 强对材料和技术 的研究 。 动给室 内供暖 。这种太 阳房的结构简单 、 不消动力 、 清洁干净、 自然舒适、
（ ０ ４ ） ： ２ ＋ ６ ．
２ 相 变储 能技术 的应 用情 况
相变储能一般应 用在暖通 空调领 域中， 主要分为 两大类 ： 一类是将
相变材料和围护结构连 接在一起， 比如相变天棚 、 相变墙板和相变地板 ；
ｆ ２ ］ 刘树林 ， 钟世 民， 陶翠翠， 杨其才． 相变储 能材 料的研制与封装应用研 究 现状及展望［ Ｊ ］ ． 建筑热 能通风空调， ２ ０ １ ０ （ ０ ６ ） ： １ １ ～１ ５ ＋ ７ ７ ． 『 ３ １ 王信 刚， 马保 国， 王 凯， 李相 国， 郝先成． 相变储能建筑材料 的研究进 展
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ８ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ２ — １ ６ ７ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ６ １ — ０ １
引 言
人们对 建筑 环境的需求和要求越来越高 ， 一般在建筑使用 中会存在
２ ． ２ 供 暖 空调 相 变 系 统 的 研 究 与发 展
３ 结束语
随着建筑 节能的标准要 求的逐渐提 高 ，相变储 能技术 需要深入研 究， 在 材料研发方 面主要研究开发性 能 比较稳定 ， 蓄放热 能力 比较 强的
和复合相变材料。通常有机相变储能材料在固态成型性上有很大优势 ，
在系统评估方 面研 究多物理过程、 多相态系统 的动态性 能； 在 没有无相分离和 过冷的现 象发生， 主要包括多元醇、 石蜡、 脂肪酸及高分 相变材料 ； 技术开发方面研究储能系统的 自主运行 。 相变储能材料最大的优点就是 子有机物等， 这些材料的腐蚀性和毒性 比较小 ， 但是性能却很稳定 ， 原材 人们施工 中要合 理的运 用 料易 比较容易获得， 经济成 本比较低。而无机相变储能材料通常 的储 能 能够根据周 围环 境的改变而达到恒温的 目的 ， 使建筑相变储 能技术具有经济性、 高效性和环保性 ， 提 供 方式是 固液相 融 ， 主要包括 有熔 融盐 、 结 晶水合 盐、 熔融盐 、 金 属及其合 相变储能技术 ， 金等无机物。一般单独 使用的材料都会在施工中 出现一些 问题 ， 为 了克 基础和技术支撑 。 服相变材料在使用 时出现 的问题， 可以采用一些复合工艺将两种及 以上 的相变材料复合配制 。复合形式一般是相变材料混合和 定形相变材料 。 参考文献 ［ １ ］ 吴 莹． 相变储 能建筑 材料及 相关 技术 的应 用发展 ［ Ｊ ］ ． 江 西建材 ， ２ ０ １ ６
１ 建 筑相 变储 能材料
这种材料是指在一定的温度将材料的本身状态发生变化 ， 使它具有 独特能。但是当外界环 境的温度改变后， 它能够把剩余 的热量储存或释 放 出来 ， 达到保持温度的 目的。如果按照使用方式的不同， 可以将相变储 能材料分为三种， 分别是： 潜热、 显热和化学反应 。一般在使用 中显热材 料和化学 变化的储能率低 ， 还需要外界环境 的诱导 ， 制作 工艺也是复杂 繁琐 ， 导致 这两种材料 的运用领域受到 限制 ， 但是潜热材料 的储能利用 率很高， 设计灵活， 一般广泛应用于建筑行业。 按照材料 组成结构的不 同， 可 以分为有机相变材 料、 无机 相变材料
２ ． １ 相 变 围 护结 构 的 研 究 与 发 展
日本 、 土耳其 、 加拿大 、 美 国、 中国等国家都深入研究 了相变墙板 ， 尤 其是加拿 大 ｃ ０ ｎ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ａ大 学建筑研 究中心 的 Ｆ ｅ ｌ ｄ ｍａ ｎ Ｄ． ， Ｈａ ｗ ｅ ｓ Ｄ ． ， Ｂ ａ ｎ ｕ Ｄ ． ， Ａ ｔ ｈ ｉ ｅ ｎ ｉ ｔ ｉ ｓ Ａ． Ｋ ．等知识人员筛选和物性测试 了相 当多的相 变材料， 之 后仅仅选择几种适 合的相变材 料， 比如硬脂酸丁酯 。他们还研究 了一些
建材发展导 向 ２ ０ １ ７年 ２月
工程技术
建筑相变储能技术研究现状与发展 wk.baidu.com
居 诗 源 张慎 豪
（ 青 岛理工大学土木工程学院 山东省 青 岛市 ２ ６ ６ ０ ３ ３ ） 摘 要： 随着经济的迅猛发展以及 人们生活水平 的提升 ， 人们对建筑领域的要求 也越来越 高。 其中重要的一项技术就是建筑节能 ， 相 变储能技术 能够解决这类建筑能源 问题， 一般 是空间、 时间和强度不匹配 。 本文主要介绍 了相变储能材料的概念和意义 ， 并 总结 了相变储 能技术的不足 ， 还指 明了未来发展方向。 关键词： 相变储能 ； 建筑材料； 相关技术
经济成本低 、 安全 故障少、 维护容易等 ， 但是还有个缺 点就 是昼 夜温 差太
大 。可 以利用相变材料避免这 一缺 点， 白天 的时候储存吸收的热量， 到了 晚上温度 低的时候 ， 相变 材料就 自动 由液态凝 固成 固态 ， 并放 出大量 的 热量 ， 缓解 了室内昼夜温差过大的缺点 。主动式太 阳房 则是利 用动力进 行热循 环 ， 为室 内供 暖或供冷 ， 包括 循环泵 、 辅助锅 炉、 集热器 、 蓄热槽 、 管道、 换热器和 自动控制 设备等 ， 这样可 以解决降温和热能 回收 问题 ， 节 约 能源 ， 提高利用率 。