專利名稱：自調(diào)溫相變儲能板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及一種具有儲能、恒溫功能，可自動(dòng)調(diào)節(jié)室 內(nèi)溫度作用的建筑或裝飾用板材，具體公開了一種自調(diào)溫相變儲能板。
背景技術(shù)：
低碳型的綠色環(huán)保社會(huì)是當(dāng)前世界發(fā)展的主流。在建筑領(lǐng)域，選用具有隔熱 功效的節(jié)能材料，對于保持建筑物內(nèi)溫度的恒定，促進(jìn)節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境具有重要作 用。但傳統(tǒng)的保溫材料，其熱容量較低，只能通過顯熱的方式貯能，并不能轉(zhuǎn)化能量， 因此，是一種被動(dòng)式的節(jié)能方式。如何在保障保溫隔熱效果的基礎(chǔ)上，依靠建筑自身的 性能自動(dòng)調(diào)整室內(nèi)溫度，降低采暖和空調(diào)能耗，是進(jìn)一步提高節(jié)能效果的有效途徑。相變儲能建筑材料由相變物質(zhì)(PCMs)和建筑載質(zhì)基體構(gòu)成，具有優(yōu)異的能量 貯存和釋放能力；相比普通建筑保溫材料而言，具有更高的熱容量與熱慣性。當(dāng)相變物 質(zhì)所處微環(huán)境溫度低于相變點(diǎn)時(shí)，相變物質(zhì)由液態(tài)凝結(jié)為固態(tài)，形成放熱；當(dāng)相變物質(zhì) 所處微環(huán)境溫度高于相變點(diǎn)時(shí)，相變物質(zhì)由固態(tài)熔化為液態(tài)，形成吸熱。通過這種能量 的儲放，達(dá)到保持室溫，節(jié)能減排的目的。目前，將相變儲能技術(shù)應(yīng)用到建筑節(jié)能領(lǐng)域的方法有兩種，一種是將相變物質(zhì) 與保溫材料結(jié)合，利用相變物質(zhì)的吸、放熱特性，阻隔熱流的流動(dòng)，起到附加“熱阻” 的作用，同時(shí)增加保溫材料的熱惰性，并與保溫材料共同實(shí)現(xiàn)保溫隔熱功能；另一種是 充分利用了相變物質(zhì)對外界環(huán)境溫度變化的敏感性，當(dāng)將其用于室內(nèi)環(huán)境時(shí)，室內(nèi)環(huán)境 溫度的變化將觸發(fā)相變物質(zhì)發(fā)生相變，從而向環(huán)境放熱或者從環(huán)境吸熱，起溫度阻尼作 用，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。前一種方法，由于所使用部位和使用環(huán)境的限制， 使得相變物質(zhì)的可逆過程受到限制，因而影響了其實(shí)際的節(jié)能效果；而后一種方法， 由于直接應(yīng)用于室內(nèi)空間，通過相變點(diǎn)的選取，可在長時(shí)間的使用過程中，保持相變過 程的可逆性，通過這種調(diào)節(jié)作用，可減緩室內(nèi)溫度的波動(dòng)，延長室內(nèi)舒適溫度的保持時(shí) 間，從而減少空調(diào)或供暖系統(tǒng)運(yùn)行次數(shù)，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，降低能耗的目的。因 此，此種方法在建筑節(jié)能領(lǐng)域中更具有應(yīng)用前景。將相變儲能物質(zhì)作為自動(dòng)調(diào)溫材料使用，除應(yīng)解決目前普遍存在的滲漏問題， 還必須同時(shí)解決相變熱的利用率問題、耐久性及適用性等關(guān)鍵問題1、相變物質(zhì)的滲漏問題。相變物質(zhì)發(fā)生固-液相變時(shí)，通常會(huì)發(fā)生滲漏現(xiàn)象， 進(jìn)而逸出基體材料，污染周圍空氣環(huán)境。目前，常采用的方法是相變單元法，即利用微 膠囊技術(shù)、包衣技術(shù)、溶膠-凝膠技術(shù)或多孔物質(zhì)吸附等封裝技術(shù)，先制備出相變儲能 單元，然后再將此單元應(yīng)用到普通建材中去。然而上述方法僅解決了相變儲能單元體的 滲透問題，但卻不能避免相變單元體在與普通建材，特別是在與水泥砂漿混合時(shí)，因磨 損而造成的破裂；同時(shí)，當(dāng)將相變儲能單元引入普通建材時(shí)，也會(huì)對復(fù)合材料的力學(xué)性 能產(chǎn)生諸多不利影響。2、相變熱的利用率問題。目前在建筑節(jié)能領(lǐng)域使用的相變物質(zhì)通常為有機(jī)相變材料，自身導(dǎo)熱系數(shù)較低，使得相變材料吸、放熱速率較慢，相變熱的利用率大大降 低；特別是對一些采用罐裝法獲得的儲能復(fù)合材料的影響尤為明顯；此外，對于一些封 裝材料如相變微膠囊中的壁材，通常為有機(jī)高分子材料，導(dǎo)熱系數(shù)較低，可形成附加熱 阻，不利于傳熱，同樣大大降低了相變熱的利用率。目前常采用在相變材料中添加高導(dǎo) 熱率的粉末，例如Al粉、C粉等，來提高系統(tǒng)的導(dǎo)熱性，然而這種方法存在因加入的粉 末易發(fā)生沉降，從而影響導(dǎo)熱性以及增加成本等缺點(diǎn)。3、相變儲能建筑材料的耐久性及適用性問題。目前，使用微膠囊技術(shù)、包衣技術(shù)、溶膠-凝膠技術(shù)或多孔物質(zhì)吸附技術(shù)等方 法獲得的相變儲能建筑材料，例如相變儲能砂漿，在長期的使用過程中，封裝材料也會(huì) 因降解、老化或破損等原因失去原來的功能，因此存在相變物質(zhì)通過封裝材料，向外遷 移的風(fēng)險(xiǎn)；此外一些利用罐裝法獲得的儲能復(fù)合材料，與普通建材的相容性很差，安裝 工藝復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種有效封裝、熱利用效 率高，經(jīng)久耐用，使用簡便，成本低廉的自調(diào)溫相變儲能板。為了實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是自調(diào)溫相變儲能板，包括蜂 窩板，所述蜂窩板包括高抗?jié)B性的底板、高導(dǎo)熱率的面板、夾在面板與底板之間的金屬 蜂窩芯層，所述底板、面板與蜂窩芯層之間密封粘合，在蜂窩板內(nèi)形成若干彼此獨(dú)立密 封的相變單元，所述相變單元內(nèi)全部或部分填充有相變儲能材料。所述相變儲能材料為相變儲能物質(zhì)或復(fù)合相變儲能材料。所述相變儲能材料的相變點(diǎn)為16 30攝氏度。所述相變儲能物質(zhì)為有機(jī)相變儲能物質(zhì)、無機(jī)相變儲能物質(zhì)或有機(jī)相變儲能物 質(zhì)與無機(jī)相變儲能物質(zhì)的混合物。所述有機(jī)相變儲能物質(zhì)為石蠟、羧酸、酯或多元醇，所述無機(jī)相變儲能物質(zhì)為 結(jié)晶水合鹽。所述復(fù)合相變儲能材料為所述相變儲能物質(zhì)與多孔無機(jī)顆粒復(fù)合形成的復(fù)合 物。所述面板為鋁板、不銹鋼板、彩鋼板或石材板。所述底板為具有高抗?jié)B性的鋁板、不銹鋼板、彩鋼板、鋁塑復(fù)合板或高分子板 材。所述的高分子板材包括三聚氰胺板、聚氯乙烯(PVC)塑料板、有機(jī)玻璃板或聚 碳酸酯板。所述蜂窩芯層為鋁蜂窩芯層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)為1、本實(shí)用新型以原有的蜂窩板作為載體，將相變材料填充到蜂窩板的蜂窩中制 成，封裝方便，加工簡單，成本低廉，同時(shí)不影響蜂窩板的使用功能；2、本實(shí)用新型的蜂窩芯層，具有高的導(dǎo)熱率，它在蜂窩板中通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將 相變物質(zhì)分割為眾多較小的單元體，這些單元體實(shí)際上是眾多獨(dú)立的小散熱體，每一個(gè)散熱體，可將相變熱快速傳遞到面層材料，并通過高導(dǎo)熱性的面層材料與環(huán)境進(jìn)行熱量 交換，共同加速了相變材料的吸、放熱速率，有效提高了相變材料的相變速率和熱利用 率，從而減緩室內(nèi)溫度的波動(dòng)，延長室內(nèi)舒適溫度的保持時(shí)間，減少空調(diào)或供暖系統(tǒng)運(yùn) 行次數(shù)，起到自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，降低能耗的目的。[0024]3、本實(shí)用新型的底板及面板為金屬、石材或高分子板材，具有優(yōu)異的抗?jié)B性， 可有效阻止相變物質(zhì)在長期使用過程中的滲透和遷移，保障室內(nèi)空氣質(zhì)量的安全性。[0025]4、本實(shí)用新型同時(shí)具有蜂窩板原有的強(qiáng)度高、剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；隔音、隔 熱、防火、防震功能突出；外觀平直、顏色多樣、高雅光潔、經(jīng)久耐用；裝飾性強(qiáng)，安 裝方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)，可以用作建筑掛板或裝飾，尤其適合用于室內(nèi)裝飾的吊頂、地板 及內(nèi)墻裝飾。


[0026]圖1是自調(diào)溫相變儲能板的結(jié)構(gòu)示意圖。[0027]1-面板2-底板3-蜂窩芯層4-相變單元5-正六棱形相變單元。
具體實(shí)施方式
[0028]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對本實(shí)用新 型的限定。[0029]自調(diào)溫相變儲能板由蜂窩板和填充在蜂窩板的相變單元內(nèi)的相變材料組成。蜂 窩板由高導(dǎo)熱率的面板1、底板2和夾在面板1與底板2之間的蜂窩芯層3組成，面板1、 底板2與蜂窩芯層3之間密封粘合，在蜂窩板內(nèi)形成若干彼此獨(dú)立密封的相變單元4。相 變單元4內(nèi)填充有相變儲能材料，相變儲能材料包括有機(jī)相變儲能物質(zhì)、無機(jī)相變儲能 物質(zhì)或有機(jī)相變儲能物質(zhì)與無機(jī)相變儲能物質(zhì)的混合物等相變儲能物質(zhì)；還包括相變儲 能物質(zhì)與多孔無機(jī)顆粒復(fù)合形成的復(fù)合相變儲能材料。有機(jī)相變儲能物質(zhì)一般選用為石 蠟、羧酸、酯、多元醇等有機(jī)化合物，無機(jī)相變物質(zhì)一般選用為結(jié)晶水合鹽類物質(zhì)，如 Na2SO4 · IOH2O, CaCl2 · 6H20等。所選用的相變儲能材料的相變點(diǎn)應(yīng)處在16 30 攝氏度之間，最好是在18 25攝氏度之間。面板1優(yōu)選為鋁板、不銹鋼板、彩鋼板、 石材板等高導(dǎo)熱率或較高導(dǎo)熱率的材料，底板2可根據(jù)建筑需要選用高抗?jié)B性材料，具 有高抗?jié)B性板材一般選擇鋁板、不銹鋼板、彩鋼板、鋁塑復(fù)合板或高分子板材，高分子 板材包括三聚氰胺板、聚氯乙烯(PVC)塑料板、有機(jī)玻璃板或聚碳酸酯板等。蜂窩芯層 優(yōu)選為鋁蜂窩芯層。面板1和底板2的厚度可根據(jù)使用場合的要求調(diào)整，其厚度一般為 0.5 2mm，面板略厚于底板。相變單元優(yōu)選為正六棱柱形5，正六棱柱形有易于折疊、 伸縮和加工等優(yōu)點(diǎn)。[0030]本實(shí)用新型的加工非常簡單，僅需要在原有蜂窩板的加工工序中稍做調(diào)整即 可。具體做法是先將成型的蜂窩芯層3密封粘接在底板2上，然后向相變單元中填充 相變儲能材料，再將面板1覆蓋，并與蜂窩芯層3密封粘接即可。從加工工序可以看出， 本實(shí)用新型在原有蜂窩板的蜂窩單元內(nèi)加入相應(yīng)的相變材料，同時(shí)使面板1、底板2與蜂 窩芯層3實(shí)現(xiàn)密封粘接即可，因此加工便捷，成本低廉，但相變材料的加入，使蜂窩板 可有效利用相變材料相變儲能的性能，起到對建筑物自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)中利用相變材料儲能保溫的諸多缺點(diǎn)。本實(shí)用新型制備簡單，實(shí)用性強(qiáng)，效果好， 具有極好的市場應(yīng)用前景。本實(shí)用新型在使用安裝時(shí)，優(yōu)選是將面板1朝向室內(nèi)方向，以便自調(diào)溫變相儲 能板與室內(nèi)進(jìn)行熱交換。本實(shí)用新型可以用作建筑掛板或裝飾，尤其適合用于室內(nèi)裝飾 的吊頂、地板以及內(nèi)墻裝飾。以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.自調(diào)溫相變儲能板，包括蜂窩板，所述蜂窩板包括底板、高導(dǎo)熱率的面板、和夾 在面板與底板之間的金屬蜂窩芯層，其特征在于所述底板、面板與蜂窩芯層之間密封 粘合，在蜂窩板內(nèi)形成若干彼此獨(dú)立密封的相變單元，所述相變單元內(nèi)全部或部分填充 有相變儲能材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述相變儲能材料為相 變儲能物質(zhì)或復(fù)合相變儲能材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述相變儲能材料的相 變點(diǎn)為16 30攝氏度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述面板為鋁板、不銹 鋼板、彩鋼板或石材板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述底板為具有高抗?jié)B 性的鋁板、不銹鋼板、彩鋼板、鋁塑復(fù)合板或高分子板材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述蜂窩芯層為鋁蜂窩芯層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自調(diào)溫相變儲能板，其特征在于所述的高分子板材包括 三聚氰胺板、聚氯乙烯塑料板、有機(jī)玻璃板或聚碳酸酯板。
專利摘要本實(shí)用新型屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及一種具有儲能、隔熱、自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的建筑或裝飾用板材，具體公開了一種自調(diào)溫相變儲能板。一種自調(diào)溫相變儲能板，包括蜂窩板，所述蜂窩板包括底板、高導(dǎo)熱率的面板和夾在面板與底板之間的金屬蜂窩芯層，所述面板、底板與蜂窩芯層之間密封粘合，在蜂窩板內(nèi)形成若干彼此獨(dú)立密封的相變單元，所述相變單元內(nèi)填充有相變材料。本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)為在具有蜂窩板原有的諸多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，可有效將相變物質(zhì)封裝，增加相變物質(zhì)的耐久性；并可利用金屬蜂窩芯層及面板的高導(dǎo)熱性，使相變物質(zhì)能夠快速與外界環(huán)境進(jìn)行熱量交換，提高相變熱的利用效率，而且加工簡單，成本低廉。
文檔編號C09K5/06GK201802003SQ20102015072
公開日2011年4月20日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者向振宇, 曹力強(qiáng), 艾明星, 趙霄龍, 郭向勇 申請人:中國建筑科學(xué)研究院, 建研建材有限公司