浅析定形相变储能材料在蓄热地板中的应用.pdf

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1、浅析定形相变储能材料在蓄热地板中的应用AnalysisofPhaseChangeI岜nergyStorageMaterialsUsedinThermalStorageFloor■张婧艽骚ZhangJingpeng【摘要】定形相变储能材料是相变储能材料新的发展，它解决了一些固液相变材料的问题。这类材料具有较大的蓄能比，夜间蓄存的热能可被更多地转移和利用于日间供热，同时可在长时间内保持稳定的热流密度。目前在研究与工程实践中取得了较好的效果。【关键词】定形相变材料地板采暖蓄能【Abstract】Phasechangeenergystoragematerialisanewdev

2、elopmentone，whichsolvessomesolid—liquidphasechangematerialproblems．Suchmaterialhasalar-geraccumulator,whichaccumulatetheheatenergyatnightcanbemoreandmoretransferredandusedinthedaytimeheating，andinalongtimestableheatfluxdensityatthesametime．Nowitachievedgoodresultsinresearchandengineering

3、practice．【Keywordslstablephasechangematerial，floorheating，accumulator引言地板辐射采暖方式与传统的采暖方式相比具有温度高、舒适性好等特点，目前己被广泛应用。另一方面，采暖地板的运行原理是采用夜间低谷电蓄能来满足日间采暖需求，可以有效降低能耗，还有利于调节电网峰谷差。本文综述了相变材料及定形相变材料的概况，介绍了新型定形相变材料在蓄热地板中的应用情况。一、相变材料的基本概况l-相变材料定义及其特点相变材料(PhaseChangeMaterials，简称PCM)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相

4、变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。正是相变材料的这种吸热放热现象，使得相变材料成为世界各国关注的热点。2．相变材料的发展及其在建筑中的应用PCM应用于建材的研究始于1982年，由美国能源部太阳能公司发起。目前发现的相变材料有上千种但并不是所有的PCM都能用于储能。理想的PCM应具有熔化潜热高、导热系数和热容较大、形变小、无毒、无腐蚀性、过冷或过热现象少等特点。考虑到人对居住建筑舒适性的要求，应用于建筑的相变材料还需要满足以下条件：(1)PCM的相变温度必须在室内舒

5、适温度范围的附近，如冬季室温18℃～22℃；夏季室温22℃～26℃，PCM的相变温度就应在此范围内。(2)PCM不能从墙板中泄露，长期循环不变质，与建材要相容好。表1列举了建筑储能常用的相变材料。表1建筑储能常用的相变材料熔化焓相变材料熔点／。C／(J·g-Z)185～四水氟化钾231．019．0六水氯化钙29．7171．018．0～硬脂酸丁酯140．023．017．5～十二醇188．823．393％～95％硬脂酸正丁酯23．0h+7％～5％硬腊酸甲酯265180．O49％硬脂酸丁酯+48％棕榈170～138．0酸丁酯2l022．5～十八烷205．026．216．0～棕

6、榈酸丙酯186019．03．相变储能建筑材料的节能原理相变材料在建筑节能中应用的原理为：相变材料发生相变时伴随着相变热的释放与吸收，即在热转换过程中，相变材料中的冷负荷储存在蓄能结构中随着室外温度的降低，储存的热量一部分释放到室外，从而降低了建筑冷负荷；另一部分释放到室内，增加了晚间建筑的冷负荷。根据上述理论，以相变储能结构为例，将相变材料应用到现有的建筑中，可以大大增加建筑结构的储热能力，使用少量的材料就可以储存大量的热量。由于相变储能结构的储热作用，建筑物室内和室外之间的热流波动被减弱、作用时间被延长，从而可以降低建筑物供暖、空调系统的设计负荷，达到节能的目的。二、

7、定形相变材料1．定形相变材料定义传统的固液相变贮能材料在实际应用中，都需用容器封装，增加了传热时相变材料与外部传热介质问的热阻，降低了传热效率，且增加了封装成本。定形相变材料是由相变材料和高分子支撑和封装材料组成的复合贮能材料，由于高分子囊材的微封装和支撑作用，作为芯材的相变材料发生固液相变时不会流出，且整个复合材料即使在芯材熔化后也能保持原来的形状不变并且有一定的强度。2．定形相变材料与普通固液相变材料的比较普通固液相变材料的缺点：(1)相分离：(2)需封装，容器贵；(3)容器的附加热阻大：(4)容器泄露。定形相变材料可克服这些缺点，相