相变储能材料的选择制备及在建筑中的应用研究

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1、相变储能材料的选择制备及在建筑中的应用研究石超1，雷声1，谢斌2（1.安徽建筑大学，安徽合肥230022；2.阜阳市建苑节能监测有限公司，安徽阜阳236000）摘要：相变储能材料应用于建筑结构中，可以有效的提高建筑物的隔热保温性能，并可以解决一部分能源消耗问题.本文综述了相变材料在建筑领域的研究现状，对目前使用的相变材料进行分类和分析.并展望相变材料在建筑领域未来的研究热点和方向..jyqkan对脂肪酸及其衍生物进行了广泛的研究，包括对相变储能材料的物理性质、化学稳定性和环境保护等问题进行了研究[1].1992年，美国的P.Kanramen研究出了一种熔化温度可调的有机相变蓄热的材料

2、贮热系统[2].法国FittinaldiE等人曾报道过一些有机金属化合物，这类材料的固—固转变是可逆的，相变潜热较高，在0~120℃的范围内可供选择进行温度转变[8].日本Hokkaido大学工程研究生院人类环境工程所的K.Naganno和S.Takeda等人采用了颗粒状的相变材料来进行研究，主要用于增大建筑蓄热能量的地板空调系统[9].该研究结果发现，这种加入了相变储能材料的空调系统可以将室内夜间的热量进行冷热转化，从而来满足白天的热量负荷的需求.中国科技大学的叶宏、葛新石[10]从1978年开始研究相变材料，并对其做了大量的理论阐述和研究工作[10].其试验研究发现了熔点在32℃

3、左右的定形相变储能材料，该材料是新型的地板辐射采暖系统中较为理想的贮热材料，最后研究表明这种采暖系统不仅能源消耗少、易于简单操作，而且还可以提供舒适的热环境.1985年，河北省科学院能源研究所唐钰成等对相变储能材料进行研究，并且研制和试验了太阳房相变蓄热器[11].华南理工大学张正国等人将一种有机相变材料RT20与有机蒙脱土进行混合，研制出一种新型的复合相变储能材料[12].实验研究表明，这种材料的物理化学性质与RT20材料的数据很接近，但是相比RT20材料，该复合材料具有更高的热流量和更好的稳定性.随着科学研究技术的进步，采用的相变储能材料从固—液状态已经逐步转变为固—固状态材料和

4、固液共晶相变材料.在这方面已经有些成功的研究案例，如姜勇等采用了化学方法制备固—固高分子相变储能材料[3].HaanD,ShapiroMM,BanuD.OrganicPhaseChangeMaterialsforThermalEnergyStorage[J].SolarEnergyMater,1986,13:1.〔2〕P.Kuuranen,等.一种熔化温度可调的有机相变材料贮热系统[J].新能源,1993,15(4)：24-28.〔3〕姜勇,丁恩勇,黎国康.一种新型的相变储能功能高分子材料[J].高分子材料科学与工程,2001,3(17):173-175.〔4〕HaalEnergyS

5、torageExperimentsandSimulation[J].IntJEnergyRes,2002,26:159-171.〔5〕HaalEnergyStorageSystem[J].AppliedEnergy,2003,74:195-202.〔6〕张羽中,陈中华,张正国.有机,无机纳米复合相变储能材料的制备[J].高分子材料科学与工程,2001（17）:137-140.〔7〕孙建忠,吴子钊.建材用相变工质材料渗出程度评价方法的研究[J].保温材料与建筑节能,2004(7):43-46.〔8〕FittinaldiE.EnergyStoragebySolid—SolidPhaseC

6、hangeMaterials,ProceedingoftheFirstSeminaronSolarEnergyStorage—ThermalStorage,Trieste,Italy:InternationalCentreofTheoreticalPhysics.1978,(9):4-8.〔9〕NaganoK，TakedaS，MochidaT.Studyofafloorsupplyairconditioningsystemusinggranularphasechangematerialtoaugmentbuildingmassthermalstorage-Heatresponsein

7、smallscaleexperiments.EnergyandBuild－ing，2006(38)：436-446.〔10〕叶宏，葛新石，焦冬生.带定形PCM的相变贮能式地板辐射采暖系统热性能的数值模拟[J].太阳能学报，2002，23(4)：482-487.〔11〕唐钰成译.相变材料的性质对空气型太阳能采暖系统性能的影响[J].1990，12(4)24-28.〔12〕林依辉,张正国,王世平.硬脂酸—二氧化硅复合相变材料的制备[J].广州化工,2002，3