一種基于毛細管的相變儲能墻板及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種基于毛細管的相變儲能墻板及其制備方法，具體包括首先通過注射或吸取的方法將相變材料在液態狀態下封裝入毛細管，毛細管兩端折疊固定，兩端密封，長度控制在模具尺寸以內。將含有相變材料的毛細管平行排列在儲能墻板中，毛細管間距可根據相變材料的含量進行調整。將石膏乳液或水泥砂漿等建材倒入模具，壓實晾干，制成相變儲能墻板。墻體溫度的變化導致毛細管中材料發生相變，從而放熱或吸熱，達到降低建筑物室內環境溫度的波動，提高熱舒適性，減少建筑能耗的目的。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了，具體包括首先通過注射或吸取的方法將相變材料在液態狀態下封裝入毛細管，毛細管兩端折疊固定，兩端密封，長度控制在模具尺寸以內。將含有相變材料的毛細管平行排列在儲能墻板中，毛細管間距可根據相變材料的含量進行調整。將石膏乳液或水泥砂漿等建材倒入模具，壓實晾干，制成相變儲能墻板。墻體溫度的變化導致毛細管中材料發生相變，從而放熱或吸熱，達到降低建筑物室內環境溫度的波動，提高熱舒適性，減少建筑能耗的目的?！緦＠f明】
本專利技術涉及一種建筑儲能墻板的制造技術，具體涉及，屬于建筑節能
。
技術介紹
經濟的發展和人民生活水平的日益提高帶來我國能源消耗總量的不斷攀升，能源供應日益緊張，能源的安全供給已上升成為國家安全戰略問題。在我國能源中長期戰略里，能源的安全供給從開源節流兩個方面著手，節流就是要節約能源，節能已經成為全社會的共識。建筑能耗是社會總能源消耗的重要組成部分，我國建筑能耗在社會總能耗中所占的比例已達到30%，通過建筑墻體傳熱引起的能耗在建筑總能耗中的比例達到70%左右。墻體節能是建筑節能的有效措施，相變儲能墻板是建筑節能的主要手段之一。 相變儲能墻板就是通過某一方法在建筑材料中添加適量的相變材料，利用相變材料在環境溫度變化過程中材料相變放出或者吸收相變潛熱，減小建筑物室內溫度的波動，提高熱舒適性，減少建筑能耗。 相變材料與建筑主材的混合方法主要包括直接混合法、浸泡滲透法、大體積封裝法、微體積封裝法等。直接混合、浸泡滲透法制作相變墻板對施工的要求最為簡單，操作簡單方便，但相變材料泄漏和墻體的腐蝕等問題是其難以克服的困難；大體積封裝法就是采用圓管、塑料袋等較大體積的容器來封裝相變材料，其制作工藝也比較簡單，與墻體結合方便，但墻體與相變材料間的導熱性能不好，材料相變過程緩慢；微體積封裝法有微膠囊技術、聚合物交聯、微孔吸附、納米復合等，它利用容器的大比表面積、微尺寸效應等特性可以增大接觸面積強化傳熱，但是其制備過程相對復雜，成本較高，并且容易破裂泄漏。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種基于毛細管的相變儲能墻板，其制作簡易、封裝材料與建筑主材接觸面大且導熱好、相變材料不會泄露，降低了建筑物室內環境溫度的波動、提高了熱舒適性、減少了建筑能耗。 為達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案是:一種基于毛細管的相變儲能墻板，包括毛細管、相變材料以及墻板主材；所述相變材料位于毛細管內；所述毛細管位于墻板主材內；所述相變材料的相變溫度為15?40°C ；所述毛細管為管徑為1.5?5mm的聚乙烯管；所述墻板主材為石膏或混凝土。 上述技術方案中，所述相變材料為十水硫酸鈉、氯化鈣、石蠟中的一種或者一種以上混合物。 上述技術方案中，毛細管兩端用玻璃膠封裝。 上述技術方案中，所述毛細管在墻板主材內平行排列。優選為毛細管均勻平行排列。 上述技術方案中，所述相變儲能墻板中，相變材料的質量分數為5?30%。 上述技術方案中，毛細管內還裝入金屬顆?；蛘呓饘傺趸镱w粒。如此可以提高材料的導熱性能，金屬可以為銅；金屬氧化物可以為氧化銅、氧化鋁等。一般選用10?100納米大小的顆粒填充。 本專利技術還公開了上述基于毛細管的相變儲能墻板的制備方法，包括以下步驟:(1)將相變材料封裝入毛細管；(2)將石膏粉加入模具中；接著加入石膏乳液；再鋪上含有相變材料的毛細管；然后再加入石膏乳液；最后壓實晾干，制得基于毛細管的相變儲能墻板；或者將干水泥加入模具中；接著加入水泥砂漿；再鋪上含有相變材料的毛細管；然后再加入水泥砂漿；最后壓實晾干，制得基于毛細管的相變儲能墻板。 上述技術方案中，步驟(2)中，含有相變材料的毛細管在模具中平行排列。優選為均勻平行排列。 上述技術方案中，所述石膏乳液包括石膏和水；所述水泥砂漿為常規建筑用水泥砂漿。第一次加石膏乳液或者水泥砂漿時，厚度至模具高度的1/3?1/2處。 本專利技術中，步驟(I)中的將相變材料裝入毛細管、步驟⑵中的壓實晾干屬于現有技術。可以通過注射或吸取的方法將相變材料在液態狀態下裝入毛細管。 由于上述技術方案運用，本專利技術與現有技術相比具有下列優點:(I)本專利技術首次以毛細管作為容器，在其中封裝入相變材料，再制備得到新型儲能墻體，墻體溫度的變化導致毛細管中材料發生相變，從而放熱或吸熱，達到降低建筑物室內環境溫度的波動，提高熱舒適性，減少建筑能耗的目的。 (2)本專利技術公開的基于毛細管的相變儲能墻板中，毛細管用于封裝相變材料，防止相變材料泄漏而對墻板主材的腐蝕；并且毛細管與墻板主材接觸面積大,導熱快。 (3)本專利技術的制備方法簡單，易于操作，制備時間短，所制備的基于毛細管的相變儲能墻板性能穩定，原料便宜易得，無污染，適合工業化生產。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是實施例一中墻板外側溫度響應圖；圖2是實施例二中墻板外側溫度響應圖；圖3是實施例三中墻板外側溫度響應圖；圖4是實施例四中墻板外側溫度響應圖；圖5是實施例五中墻板外側溫度響應圖。 【具體實施方式】 下面結合附圖、實施例對本專利技術作進一步描述:本專利技術的實施例中，溫度響應的測試方法為測試時，墻板內側與模擬環境接觸，墻板外側與室內環境接觸，室內環境溫度控制在某一溫度。模擬環境在15?55°C之間循環，設定升溫和降溫速率，在升溫和降溫之間定溫適當時間，進行升溫和降溫循環，記錄墻板外側溫度響應隨高低溫箱內溫度的變化。 實施例一1、基于毛細管的相變儲能墻板的制備(1)用規格為F2.5X0.05mm聚乙烯塑料管作為毛細管，每根毛細管長度為150mm ;把20g的十水硫酸鈉加熱后灌入24根毛細管，用玻璃膠封頭；(2)在模具底部加一層石膏粉，接著加入石膏乳液，厚度至模具高度1/3處；再鋪上含有十水硫酸鈉的聚乙烯塑料管；然后加入石膏乳液；最后壓實晾干，制得基于毛細管的相變儲能墻板；聚乙烯塑料管平行排列。 2、純石膏墻板的制備將石膏粉加入模具底部；然后加入石膏乳液；最后壓實晾干，制得純石膏墻板。 附圖1是上述基于毛細管的相變儲能墻板以及純石膏墻板外側溫度響應圖，可以觀察到與純石膏板相比，十水硫酸鈉的加入提高墻板的儲熱性能，削弱了溫度變化幅度。含相變材料的儲能墻板最高溫度降低了 8.4°C左右，最低溫度約提高了 3°C，溫度響應時間延遲了 8.5min。 實施例二1、基于毛細管的相變儲能墻板的制備(1)用規格為F2.5X0.05mm聚乙烯塑料管作為毛細管，每根毛細管長度為150mm ;把30g的十水硫酸鈉加熱后灌入33根毛細管，用玻璃膠封頭；(2)在模具底部加一層石膏粉，接著加入石膏乳液，厚度至模具高度1/2處；再鋪上含有十水硫酸鈉的聚乙烯塑料管；然后加入石膏乳液；最后壓實晾干，制得基于毛細管的相變儲能墻板；聚乙烯塑料管平行排列。 2、純石膏墻板的制備將石膏粉加入模具底部；然后加入石膏乳液；最后壓實晾干，制得純石膏墻板。 附圖2是上述基于毛細管的相變儲能墻板以及純石膏墻板外側溫度響應圖，可以觀察到與純石膏板相比，十水硫酸鈉的加入提高墻板的儲熱性能，削弱了溫度變化幅度。含相變材料的儲能墻板最高溫度降低了 10°c，最低溫度約提高了 3°C，溫度響應時間延遲了Ilmin0 實施例三1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于毛細管的相變儲能墻板，其特征在于：包括毛細管、相變材料以及墻板主材；所述相變材料位于毛細管內；所述毛細管位于墻板主材內；所述相變材料的相變溫度為15～40℃；所述毛細管為管徑為1.5～5mm的聚乙烯管；所述墻板主材為石膏或混凝土。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫志高，趙之貴，
申請(專利權)人：蘇州科技學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32