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相變儲能建築材料及相關技術的應用論文

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摘要:相變儲能建築材料具有較高的儲能性質,加強對其相關技術和應用發展的研究具有重要的價值。本文主要對相變儲能材料的概念、意義、運用形式、相關技術和發展趨勢進行探討,以期透過本文的介紹,人們可以合理的運用相變儲能材料,並且可以透過研究來不斷的促進相變儲能材料的應用價值。

相變儲能建築材料及相關技術的應用論文

關鍵詞:相變儲能;建築材料;相關技術

隨着人們生活質量的不斷提升,其對建築環境的需求也越來越高。但是在建築材料的使用中,存在較大的浪費和存儲效率低等問題,無法有效的滿足新時期的發展需求。而隨着科技的不斷髮展,相變儲能材料可以較好的應用於建築領域,並且具有較高的節能和儲能效果。因此,加強對相變儲能建築材料以及相關技術的研究具有重要的價值。

1相變儲能材料相關概述

1.1相變儲能材料的概念

相變儲能材料是指在一定的溫度與範圍內,運用材料本身的狀態變化形式,可以發揮出材料的獨特性能。當環境的溫度發生變化時,相變儲能材料可以將多餘的熱量儲存或者釋放,以便可以達到保溫的目的。相變儲能材料按照使用方式不同,可以分爲潛熱、顯熱和化學反應三種儲能材料。在相變儲能材料的使用中,。顯熱材料的儲能效率低,並且需要環境的誘導,同時化學儲能材料製備工藝十分複雜,致使兩種相變儲能材料的運用領域相對有限。因此,由於潛熱儲能方式的利用效率相對較高,並且其設計相對靈活,可以廣泛的應用於建築領域中。

1.2相變儲能材料的應用價值

隨着科技的不斷髮展,人們對建築領域的需求越來越高,傳統的建築材料已經難以滿足建築的發展需求,而相變儲能材料的發展則較好的解決了這一問題。在建築的過程中,將相變儲能材料加入到傳統的建築材料中,可以提升建築結構的承載力,並且可以提升建築的蓄熱能力。同時在使用相變儲能材料的過程中,可以降低室內的溫度波動,使室內溫度保持在合理的範圍內。另外,在使用供暖系統的過程中,相變儲能材料可以減少空調和供暖設備的執行,從而可以有效的節約相應的費用。因此,相變儲能材料對於建築事業的發展而言,具有重要的應用價值。

2相變儲能材料的應用情況分析

2.1材料的性能分析

在對相變儲能材料的性能分析中,對其性能的檢測方式主要包括以下幾個方面:(1)利用紅外光譜分析材料的相容性。(2)運用差示掃描的方式來測試材料的溫度和潛熱等方式。(3)運用投射電鏡來測試材料的形態。在目前的相變材料測試中,未能較好的測試出材料的蓄熱延遲效應,同時其指標難以達到國家的標準需求。同時在相變材料的測試中,運用檢測方式對牆體進行測量,其造價相對較高,另外測試中外部環境因素的變化情況響度較大,無法有效的測量出標準的數值[1]。

2.2材料的製作

PCMS封裝技術是相變儲能材料運用中的重點技術之一,在相變儲能材料的.使用中,PCMS封裝技術可以提升相變儲能材料與傳統材料相融合的效率,從而可以更好的提升材料的儲存性能。PCMS的封裝方法主要包括微膠囊法和宏觀包裹法。微膠囊法主要是指運用較薄的聚合物將材料包裹成爲較小的顆粒,將其與各種建築材料相融合。宏觀包裹方式主要是指將材料填充到袋、管和球等容器內,以便可以將其和建築產品有效的結合起來。其具有結構簡單和性質較高的優勢,可以滿足大部分建築環境的使用需求[2]。

2.3混凝土的運用過程

在相變儲能材料的使用中,需要將其運用到體積相對較大的混凝土中,繼而可以較好的控制混凝土的溫度變化。相變儲能混凝土是運用儲能密度相對較大,並且溫度相當的材料,其在保證混凝土性質的同時,可以提升其溫度的調節功能。在建築領域中應用相變儲能混凝土,不會影響材料的使用性能,同時其可以有效的降低混凝土內部的溫度變化速率,從而可以在保證建築使用性能的基礎上,最大程度降低消耗能源的目的[3]。

2.4材料與建築材料的融合技術

在相變儲能材料的與傳統建築材料結合的過程中,需要運用科學的技術,其使用的方法主要包括直接滲入法和間接滲入法。直接滲入法主要適用於固體-固體和固體-液體的相變儲能材料,但是在固體-液體的材料使用中,必須首先進行預處理,以便可以提升材料的使用性能,並且可以防止材料出現腐蝕的情況發生。相變儲能材料經過處理後,可以較好的融合於傳統的建築材料。例如膨脹珍珠岩和多孔石墨等材料。間接滲入法主要是將材料吸入多孔材料和聚合材料中,將其與建築材料混合起來,其主要包括工作介質和封裝材料兩個部分。工作介質主要是指材料利用相變進行儲能。封裝材料是對相變材料起到密封的作用。在相變材料與傳統材料相結合的過程中,將兩種方式有機的結合起來,可以較好的提升相變材料的使用性能[4]。

2.5材料的運用形式

在相變材料的使用中,將其融合到傳統的建築材料中,可以製作成各種建築結構,並且具有較好的儲熱性能。同時使用相變儲能結構作爲圍護結構,可以提升建築的隔熱功能,繼而可以提升建築的節能性質。在相變儲能材料使用中,其主要形式體現在以下兩個方面:首先,相變儲能材料在牆板中的運用。可以提升提升牆板的保溫性能,同時可以增加房屋的使用面積。主要是由於在環境發生變化時,材料會自動凝結成固態,釋放熱量;當環境溫度升高時,儲能材料的性質會逐漸轉化成爲液態,吸收熱量,從而可以有效的保證室內溫度的穩定性。因此,在相變材料的使用過程中,可以有效的降低能源消耗,並且可以減少電器的消耗,具有重要的應用價值。其次,相變儲能材料應用於供暖系統中。其主要體現在以下幾個方面:(1)在採暖地板中的運用。相變材料支撐的儲能地板,羣潛熱性較強,並且化學材料性質穩定。在其使用的過程中,可以有效的減少地板的厚度,同時可以減少建築物的重量。(2)在供暖系統中的運用。相變儲能材料運用於供暖系統中(如相變集熱器),可以保證系統在白天時存儲熱量,而在晚上加熱空氣,從而達到取暖的目的[5]。

3相變儲能材料的發展趨勢

相變儲能材料具有重要的價值,其必然會擁有更爲廣闊的應用前景,其發展趨勢主要體現在以下幾個方面:第一,針對環境的不同,相變使用材料必然會向着物美價廉,並且實用性相對較高的方向發展。第二,相變儲能材料與傳統建築材料的結合,在一定程度上提升材料的物理和化學性質,並且可以提升材料的使用性。第三,建築材料融合後的性質升級,在儲能和防火方面具有較高的應用價值。第四,針對不同的環境,可以逐漸開發出具有儲冷採暖性質的材料。總而言之,相變儲能材料在使用中具有重要的應用價值,隨着科研人員的不斷研究,必然會向着科技化、實用化和性價比較高等方向發展。

4結語

相變儲能材料可以較好的根據環境的變化而達到恆溫的目的,在相變儲能材料的使用中,其技術尚未成熟,仍然有待發展。希望透過本文的介紹,人們在建築的過程中,可以合理的運用相變儲能材料,同時可以加強對材料的研究,以期可以提升材料的使用效率和性能。

參考文獻

[1]趙宇晗.相變儲能建築材料的應用技術進展分析[J].江西建材,2015,02(20):7-11.

[2]李季.相變儲能裝飾材料在我國北方地區室內裝飾裝修中的應用[J].吉林建築大學學報,2015,04(11):25-28.

[3]張建軍.探討相變儲能建築材料的應用技術進展[J].門窗,2012,08(05):176-177.