相变储能材料在建筑节能中的应用研究

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1、建枯世界2010年第31卷第3期相变储能材料在建筑节能中的应用研究王磊，熊军(浙江杭萧钢构股份有限公司，杭州310009)摘要：阐述了相变储能材料用于建筑节能的优势，介绍了相变储能材料在建筑中的应用研究进展与现阶段研究特点。探讨了相变储能材料在建筑节能应用方面存在的主要问题，并展望了相变储能材料在建筑节能中的应用前景。关键词：建筑节能；相变储能材料；应用ResearchontheApplicationofPhaseChangeMaterialsinBuildingEnergyConservationWANGLei，XIONGJun(ZheJ

2、iangHangXiaoSteelStructureCo，Ltd，Hangzhou310009，China)Abstract：Theadvantagesofusingphasechangematerials(PCMs)inbuildingenergyconsevationareintroducedtogetherwithadiscriptionoftheadvancesintheapplicationofPCMsinbuildingenergysavinginthispaper．Themaincharacteristicsofcurrent

3、studyaresummerized．PrimaryexcitingproblemsintheuseofPHMsarediscussed．Moreover，itisbelievedthatwithtechniquedevelopment，theapplicationofPCMsinbuildingenergyconservationisofgreatpromise．Keywords：buildingenergyconservation；phasechangematerials；application相变储能材料的英文全称为PhaseChan

4、geMa—terials，简称为PCMs。相变储能材料是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构变化，向环境自动吸收或释放潜热，从而达到调控环境温度的一类物质。当前，建筑能耗的比例正在逐年增加，国外已经达到40％以上⋯1。在节能减排为核心的“低碳经济”逐渐成为主旋律的大环境下，建筑节能新材料的开发受到广泛的关注。相变储能材料可以从环境中吸收能量和向环境释放能量，较好地解决了能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。同时，相变储能材料利用相变材料的相对潜热来储热，储能密度大，储热装置简单、体积小，而且储热过程中储热材料近似恒温，容易实现对室温的

5、定温控制，特别适用于建筑保温节能领域，具有广阔的应用前景，有望成为“低碳经济”时代之建筑节能先锋。41建筑节能相变储能材料研究的现阶段特点1)相变材料以固／液相变材料为主相变材料根据相变前后的状态不同，可以分为：固／固、固／液、固／气和液／气4大类。建筑节能领域中可用的相变材料只有固／固、固／液2类。目前国内外研究的相变材料多为固／液相变材料。当前已开发的固／液相变材料种类很多，但是适合建筑用的相变材料必须满足一定的要求(见表1)，因此可用的种类不多。市场上供应的相变材料主要为石蜡类与水和盐类。相变温度大都在20～30℃。固／液类相变材料，

6、潜热大，价格便宜，也便于商业推广。但因在相变时有液体产生，会导致对基体材料的污染甚至腐蚀，因此，实际应用时，要对其进行适当的改性处理。2)热传导增强方法以相变材料的定形改性为主多数固／液相变材料都存在导热性不好的问题，2010年第31卷第3期在实际应用前，需要对其进行定形改性处理后才能用来制备相变储能建筑材料。目前主要方法有封装法、渗入法和直接混合法。封装法是将相变材料封装后，再与建筑材料混合。具体有小封装和大封装两类。渗入法是将相变材料渗入多空的建材基体。直接混合法是将相变材料与建材以一定的比例混在一起，并加入一些辅助试剂，得到适合相变储

7、能建筑材料。其优点在于结构简单，性质更均匀，更易于做成各种形状和大小的建筑构件，以满足不同的需要。目前，该种方式成为相变储能材料在建筑节能方面研究的热点课题。表1建筑用相变储能材料筛选标准性能要求热力学性能1合适的相变温度2相变潜热大3热导性好动力学性能化学性能4相变时体积变化较小5一直熔融1不存在过冷2充分的结晶速率1化学稳定性2可逆性好3多个相变周期后材料无退化4无毒、无腐蚀性、不易燃、不易爆炸经济学性能1低成本2丰富，容易获取3)自动式和主动式节能应用研究并重相变储能材料的建筑节能应用研究主要包括2大方面：自动式节能、主动式节能。自动

8、式节能是通过相变储能建筑材料应用于墙体材料和其他建筑构件，利用人工或自然界的冷热源储存能量，能量边储存边释放。主动式节能是利用人工或自然冷热源储存能量。在需要时再释放能量，以缓解