CN106167363A - 一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料及制备方法，该粉煤灰相变储能材料包括共熔相变材料、粉煤灰和石墨。本发明采用复合工艺将共熔相变材料加入传统建筑材料粉煤灰中制成的一种新型建筑节能材料，通过蓄能介质的相态变化实现对热能的储存和释放，从而对室内温度进行调节。本发明采用的原材料来源广泛，制备成本低，实用性强，具有保护环境的作用。

Description

一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种相变材料，具体涉及一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料及其制备方法。
背景技术
我国建筑能耗巨大，建造及使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的46.7%，其中占比最大的能耗是采暖和制冷。与气候条件相近的发达国家相比，中国建筑每平方米采暖能耗约是发达国家的3倍，传统化石能源以惊人速度消耗的同时带来坏境的日益恶化。因此，国家《节能减排“十二五”规划》指出：强化建筑节能，开展绿色建筑，加快新型墙体材料发展。其中，相变储能便是一种新型有效的节能手段。
相变储能材料在其周围环境温度变化过程中，通过自身相转变从外界吸收或向外界释放热能，协调能量需求在时间或强度上的不匹配，从而达到调控温度的目的，能够缓解能源在时间和空间上分配不均的矛盾，有效提高能源利用率，成为今后解决能源短缺问题和治理环境恶化问题的努力方向。然而目前存在的相变材料的性质存在缺陷，成本高，阻碍了相变材料在建筑结构中的使用，比如研究较多的结晶水合盐的价格较低、潜热也很大，但是结晶水合盐在多次使用之后容易发生层析现象，性能严重下降，而且大都有较大的腐蚀性。
发明内容
本发明的目的在于克服现在有技术存在的上述缺陷，提供一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料及其制备方法，采用复合工艺将相变储能材料加入传统材料中制成一种新型建筑节能材料，原材料来源广泛，制备成本低，实用性强，具有保护环境的作用。
为实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料，包括共熔相变材料、粉煤灰和石墨，质量配比为45%：49%：6%，所述共熔相变材料包括十六醇和癸酸，质量配比为27%：73%。
所述粉煤灰的烧失量为1.10%，堆积密度为860kg/m3，细度为8.5μm。
一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：
a.按照上述质量配比称取十六醇-癸酸共熔相变材料，并添加石墨和粉煤灰，将混合物放入45℃恒温干燥箱中加热至融化后，搅拌半小时后，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固；
b.将上述步骤a循环三次以上，确保粉煤灰充分吸收相变材料,冷却后，观察混合物表面，若出现结晶体，则处于过饱和状态。
所述粉煤灰经过干燥处理，在100℃的烘箱中干燥12小时。
使用本发明制备的粉煤灰相变储能材料制备墙体的方法：将普通硅酸盐水泥，细砂，水，粉煤灰复合相变材料按照一定的质量配比进行混合搅拌，制备水泥砂浆板。
本发明的有益效果：
本发明选用十六醇和癸酸等有机材料作为原材料，材料的腐蚀性很小，没有毒性，化学性质稳定，来源广泛，且价格较便宜，降低了制备成本。
本发明合理利用传统轻质建筑材料--粉煤灰，对于保证能源工业的可持续发展，节能减排，实现工业的可持续发展都具有非常重要的作用。
本发明采用复合工艺将相变储能材料加入传统建筑材料中制成的一种新型建筑节能材料，通过蓄能介质的相态变化实现对热能的储存和释放，从而对室内温度进行调节，具有很强的实用性。
具体实施方式
下面结合和实施例对本发明的具体实施技术方案做进一步详细说明。
一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料，包括共熔相变材料、粉煤灰和石墨，质量配比为45%：49%：6%，所述共熔相变材料包括十六醇和癸酸，质量配比为27%：73%。
所述粉煤灰的烧失量为1.10%，堆积密度为860kg/m3，细度为8.5μm。
本发明公开的一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：
a.按照上述质量配比称取十六醇-癸酸共熔相变材料，并添加石墨和粉煤灰，将混合物放入45℃恒温干燥箱中加热至融化后，搅拌半小时后，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固；
b.将上述步骤a循环三次以上，确保粉煤灰充分吸收相变材料,冷却后，观察混合物表面，若出现结晶体，则处于过饱和状态。
所述粉煤灰经过干燥处理，在100℃的烘箱中干燥12小时。
使用本发明制备的粉煤灰相变储能材料制备墙体的方法：将普通硅酸盐水泥，细砂，水，粉煤灰复合相变材料按照一定的质量配比进行混合搅拌，制备水泥砂浆板。
对所制备的粉煤灰相变储能材料做了简单的模型测试，主要考察的是通过墙壁等围护结构的传热情况。首先对实验的房屋模型的设计做了简化，再对比实际墙体，计算出墙体所需材料的配比。实验过程中，预先计算出普通墙板和加入相变材料的墙板的蓄热能力，计算结果为添加粉煤灰相变材料的墙板的蓄热能力是普通墙板的3.2倍。另外，通过测试所制备的墙板，我们发现添加粉煤灰相变储能材料的墙板减缓了其内外壁及内部空间的温度波动，起到了很好的隔热保温作用，因此制备的相变储热材料在建筑节能以及改善室内环境方面有很大的应用潜力。
以上显示和描述了本发明的材料组成、制备方法和技术特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料，其特征在于，包括共熔相变材料、粉煤灰和石墨，质量配比为45%：49%：6%，所述共熔相变材料包括十六醇和癸酸，质量配比为27%：73%。
2.根据权利要求1所述的用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料，其特征在于，所述粉煤灰的烧失量为1.10%，堆积密度为860kg/m3，细度为8.5μm。
3.根据权利要求1或2任一项所述的用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.按照上述质量配比称取十六醇-癸酸共熔相变材料，并添加石墨和粉煤灰，将混合物放入45℃恒温干燥箱中加热至融化后，搅拌半小时后，在20℃密闭干燥环境中自然冷却，直至凝固；
b.将上述步骤a循环三次以上，确保粉煤灰充分吸收相变材料,冷却后，观察混合物表面，若出现结晶体，则处于过饱和状态。
4.根据权利要求3所述的用于绿色建筑的粉煤灰相变储能材料的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰经过干燥处理，在100℃的烘箱中干燥12小时。
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