CN108291783A - 加热和冷却空间 - Google Patents

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CN108291783A
CN108291783A CN201680068719.6A CN201680068719A CN108291783A CN 108291783 A CN108291783 A CN 108291783A CN 201680068719 A CN201680068719 A CN 201680068719A CN 108291783 A CN108291783 A CN 108291783A
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布莱恩·铂金斯
斯特凡·布雷
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Ying Worth Private Ltd
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Abstract

一种由多孔介质和相变材料的混合物形成的用于冷却和加热的本体，由此相变材料中的至少一些被吸收到多孔介质的孔隙结构内。

Description

加热和冷却空间
技术领域
本发明涉及一种用于加热和冷却的本体以及形成该本体的方法。该本体可部署在面板中或作为瓷砖部署。
背景技术
封闭空间内的热条件取决于空间的平均辐射温度(其与空间内和封闭空间的物体的表面温度相关)、空气温度、湿度和空气运动。通常期望控制这些条件中的一个或多个，以便在空间内提供热舒适性。
顾名思义，建筑物中的空调系统通常旨在通过冷却或加热空间内的空气和通过控制空气供应的相对湿度来产生热舒适条件。空调主动地控制空间的热条件。然而，大体上，此类系统在操作期间消耗大量的能量。
用于控制热条件的其它机构包括用于加热应用的液体循环散热器，或用于商业建筑物中的冷却应用的被动式冷梁。这些机构依靠空气的对流加热和冷却，因此限制了对空间的平均辐射温度的影响。暴露于空间的加热/冷却单元的总表面面积相对较小，因此需要高加热温度或低冷却温度来影响该空间内的平均辐射温度。此外，对于被动式冷梁，在表面温度可能降到露点以下的情况下，必须控制冷凝的风险。
发明内容
本发明的实施例涉及一种由多孔介质的颗粒和相变材料形成的用于冷却和加热的本体，由此相变材料中的至少一些被装载到多孔介质的颗粒的孔隙结构中。
本发明的另一个实施例涉及一种用于冷却和加热的本体，其包括包含连结的颗粒的多孔介质，以及装载到多孔介质中且具有熔化潜热的相变材料，所述熔化潜热允许本体通过在固态与液态之间转换来冷却和加热空间。
在一个实施例中，相变材料通过吸收或吸附而被装载到多孔介质中。
在一个实施例中，多孔介质的颗粒具有孔隙结构。孔隙结构是从颗粒的外表面向内延伸的可容纳相变材料的空间、通道、裂纹或沟道。
最大孔径由相变材料的表面张力决定，因为它旨在使相变材料通过毛细作用由多孔介质吸收。由于优选的相变材料的性质，多孔介质的颗粒的最大孔径优选为大致小于0.3mm的直径。
在一个实施例中，多孔介质的孔隙度由以下中的至少一者提供：
i)颗粒之间的空隙；以及
ii)颗粒的孔隙结构。
在一个实施例中，装载到多孔介质中的相变材料包括位于多孔介质的颗粒的孔隙结构中的相变材料。
例如，相变材料可与多孔介质的颗粒混合，使得至少一些相变材料由毛细作用吸入多孔介质的颗粒的孔隙结构中。多孔介质和相变材料的该混合物然后形成为本体。在该实施例中，相变材料大致位于多孔介质的颗粒的孔隙内。
在一个实施例中，载入多孔介质的相变材料包括位于多孔介质的颗粒之间的空隙中的相变材料。
在一个实施例中，相变材料也可仅装载到多孔介质的颗粒的孔隙结构中。类似地，相变材料可仅位于多孔介质的颗粒之间的空隙中。然而，优选的是，相变材料可位于孔隙结构和空隙两者中。
在一个实施例中，相变材料通过相变材料的表面张力保持在多孔介质内。表面张力可将相变材料保持在多孔介质颗粒之间的空隙内，或将相变材料保持在多孔介质的颗粒的孔隙内。
相变材料是具有高熔化潜热的材料，当材料在液体与固体之间改变状态时，能使材料储存和释放大量的热能。熔化潜热是材料在液体与固体之间改变状态时发生的材料焓的变化。
在一个实施例中，以多孔介质的重量计，60％-100％的相变材料被装载到多孔介质的孔隙结构中。适当地，以多孔介质的重量计，60％-70％的相变材料被装载到多孔介质的孔隙结构中。在一个实施例中，多孔介质包括硅藻土或石墨泡沫。适当地，硅藻土颗粒的直径或等效直径范围为0.9mm-3mm。
在一个实施例中，相变材料包括基于动物或植物的有机相变材料。适当地，有机相变材料选自石蜡、脂肪酸、脂肪醇或其混合物。
在一个实施例中，相变材料具有比目标温度低约1-2℃的熔点。熔点与目标温度之间的温差提供了温度梯度，以将空间加热或冷却至目标温度。
在一个实施例中，相变材料包括熔点范围为15-20℃的的有机相变材料。这可允许本体将空间的环境温度保持在熔点范围以上约1-2℃。
在一个实施例中，相变材料包括Pure TempTM制剂。适当地，相变材料包括PureTemp18TM制剂。Pure Temp18TM制剂的熔点约为18℃。Pure Temp18TM的技术数据表通过引用并入本文。
在一个实施例中，本体包括0.6-1.0kg/kg多孔介质的量的相变材料。适当地，本体包括0.6-0.9kg/kg多孔介质的量的相变材料。更适当地，本体包括约0.9kg/kg多孔介质的量的相变材料。
在一个实施例中，混合物还包括导热添加剂。导热添加剂可用于改善本体与空间之间的传热。
在一个实施例中，导热添加剂是金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物。
在一个实施例中，金属纤维的长度范围为0.125mm-1.0mm。适当地，金属纤维包括铝纤维。
在一个实施例中，混合物也包括粘结剂。粘结剂可用于提高本体的强度。在一个实施例中，粘结剂包括聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚氨酯。适当地，粘结剂包括水或聚氨酯树脂或聚酯树脂中的PVA乳剂。
在一个实施例中，粘结剂包括水泥和水的混合物或预糊化淀粉。
在一个实施例中，相变材料和多孔介质的组合被称为‘形状稳定的相变材料’(SSPCM)。在一个实施例中，该SSPCM包括以SSPCM的重量计37％-50％的相变材料以及50％-63％的多孔介质。
在一个实施例中，本体包括800-1000g的SSPCM，其包括350g-500g的相变材料。
在一个实施例中，粘结剂以0.04-0.4kg/kg SSPCM的量存在。适当地，粘结剂以0.04-0.1kg/kg SSPCM的量存在。
在一个实施例中，混合物还包括限制多孔介质中的粘结剂的吸收的密封剂。
粘结剂或密封剂可覆盖多孔材料的颗粒的至少一些孔隙。在一个示例中，多孔材料的一些颗粒的孔隙可由粘结剂或密封剂覆盖，以将一些相变材料封装在颗粒中。在另一个示例中，多孔材料的颗粒的孔隙并未由粘结剂或密封剂覆盖，且孔隙中的相变材料不受阻碍。
在一个实施例中，密封剂包括水中的PVA乳剂。适当地，PVA以1:2至1:4的比例在水中稀释。
在一个实施例中，本体包括复合材料。适当地，复合材料包括SSPCM、金属纤维和密封剂及粘结剂。
在一个实施例中，密封剂和粘结剂可以是用水稀释的PVA乳剂。
在一个实施例中，密封剂和粘结剂为SSPCM重量的约40％。
在一个实施例中，本体的尺寸是200mm宽x300mm长，以及25mm-35mm厚。
在一个实施例中，本体具有形成在本体的表面中的至少一个凹槽，每个凹槽用于接收毛细管。
根据本发明的实施例，提供了一种用于提供加热和冷却的面板，该面板包括根据以上实施例中任一者的至少一个本体。
在一个实施例中，面板包括设在至少一个本体的至少一侧上的外层。
在一个实施例中，外层包括石膏、水泥、聚合树脂(例如聚氨酯)或其混合物的表层。
在一个实施例中，外层包括建筑精加工表面。建筑精加工表面可为油漆、金属包层、瓷砖、石材贴面或木材贴面。
在一个实施例中，表层包含增强纤维或增强网。
在一个实施例中，纤维或网由玻璃、塑料、纤维素、金属、矿物或天然纤维或它们的混合物形成。
在一个实施例中，表层包含金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物形式的导热添加剂。
在一个实施例中，面板包括用于运输液体以从面板接收能量或向面板提供能量的至少一个毛细管。适当地，能量是热能。
在一个实施例中，面板包括多个毛细管，每个毛细管基本彼此平行，并且在一端处连结到入口管，而在另一端处连结到出口管。
在一个实施例中，每个毛细管连接到入口和出口以允使液体能够流入和流出毛细管。
在一个实施例中，面板包括入口和出口处的连接器，以使导管能够连接到入口和出口中的每一个。
在一个实施例中，面板包括一排本体。
在一个实施例中，面板包括用于将面板安装到墙壁或天花板上的安装部分，其中安装特征包括从面板的相对侧延伸的第一凸起和第二凸起或形成在面板中的凹部。
本发明的实施例涉及一种形成冷却和加热本体的方法，包括：
将多孔介质的颗粒与相变材料混合，由此至少一些相变材料被装载到多孔介质中；以及
由多孔介质和相变材料形成本体。
在一个实施例中，使多孔介质的颗粒与相变材料混合将至少一些相变材料装载到多孔介质的孔隙结构中。
在一个实施例中，使多孔介质的颗粒与相变材料混合将至少一些相变材料装载到多孔介质的颗粒之间的空隙中。
在一个实施例中，该方法包括使用高剪切流混合器来制备混合物。
在一个实施例中，该方法包括在使多孔介质与相变材料混合之前加热多孔介质。
在一个实施例中，该方法包括将多孔介质加热到40-70℃。
在一个实施例中，该方法包括在混合器中混合多孔介质与相变材料。适当地，该方法包括在滚筒混合器、带式混合器或高剪切流混合器中混合多孔介质与相变材料。
在一个实施例中，该方法包括将粘结剂加入到混合物中。
在一个实施例中，该方法包括在添加粘结剂之前将密封剂加入到混合物中，以限制多孔介质中的粘结剂的吸收。
在一个实施例中，该方法包括形成本体，包括将混合物浇铸至模具中并施加压力。适当地，将90-130吨/m2的压力施加到混合物上来形成本体。在一个实施例中，将5.5-7.5吨的重量施加到混合物上来形成本体。将压力或重量施加到混合物上减小了形成本体时的空隙率。
在一个实施例中，该方法包括在本体的表面中形成用于接收毛细管的至少一个凹槽。
本发明的另一个实施例涉及一种形成冷却和加热面板的方法，该方法包括根据以上实施例中任一个的方法形成至少一个本体，以及将至少一个本体结合到面板中。
在一个实施例中，该方法包括在至少一个本体上放置至少一个毛细管。
在一个实施例中，该方法包括将每个毛细管与形成在相应本体中的凹槽对准。
在一个实施例中，该方法包括将多个本体布置成阵列。
在一个实施例中，该方法包括在至少一个本体上放置增强网。
在一个实施例中，该方法包括将外层施涂到至少一个本体的至少一侧。
本发明的另一个实施例涉及一种安装天花板面板的安装系统，该安装系统包括：
用于可旋转地连接到第一面板上的铰链部分；以及
用于保持第二面板不旋转的保持组件。
在一个实施例中，保持组件包括由第二面板上的凸片接合的可旋转支承部件。
在一个实施例中，支承部件包括接收在弓形腔中的枢轴部分以及从枢轴部分延伸由第二面板接合的凸起。
在一个实施例中，支承部件相对于弓形腔可滑动，以从保持组件释放第二面板。
在一个实施例中，保持组件包括限制支承部件的旋转的止挡件。
在一个实施例中，安装系统包括细长部件，该细长部件结合有保持组件的弓形腔和铰链部分。
在一个实施例中，铰链部分包括另一个弓形腔。
在一个实施例中，细长部件包括限定相应的弓形腔的两个弯曲部分，该弯曲部分由腹板连结。
在一个实施例中，弓形腔向细长部件的相对侧开放。
在一个实施例中，安装系统还包括悬挂系统，用于将铰链部分、保持组件和与其连接的面板悬挂在天花板上。
在一个实施例中，悬挂组件包括可旋转部件，该可旋转部件具有接收在保持组件的弓形腔中的枢轴部分。
在一个实施例中，悬挂组件包括连接到可旋转部件上的线缆。
附图说明
现在将仅以举例的方式参照所附示例来描述本发明的实施例，在附图中：
图1为根据本发明的实施例的用于提供冷却和加热的面板的分解透视图；
图2A为图1的面板的局部侧视图，图2B为图2A的一部分的放大视图；
图3为安装在天花板上的根据图1所示实施例的多个面板的示意性透视图；
图4为穿过图3中的B-B的剖视图；
图5A和5B为穿过图3的A-A的剖视图，示出了用于将面板安装到天花板上的安装系统的特征；
图6为安装在墙壁上的根据图1实施例的两个面板的局部顶视图；以及
图7A为图6中的一个面板的局部侧视图，图7B是图7A的一部分的放大视图，其中示出了用于将面板安装到墙壁上的安装系统的具体特征。
图8为示出对于根据本发明实施例制作的面板依据ASTM C1784进行的第一测试运行(FX6-0822和FX6-0819)的比热测量的曲线图。
图9为对图8面板的第一测试运行(FX6-0822和FX6-0819)的累积能量储存与温度(Hystersis)(零参照6.6℃)的曲线图。
图10为图8面板的第一测试运行(FX6-0822和FX6-0819)的相变材料焓变(每m2)与温度的曲线图。
图11为示出对于根据本发明实施例制作的面板依据ASTM C1784进行的第二测试运行(FX6-0824和FX6-0825)的比热测量的曲线图。
图12为图11中的面板的第二测试运行(FX6-0824和FX6-0825)的累积能量储存与温度(Hystersis)(零参照6.6℃)的曲线图。
图13为图11中的面板的第二测试运行(FX6-0824和FX6-0825)的相变材料焓变(每m2)与温度的曲线图。
具体实施方式
首先参照图1、图2A和图2B，示出了根据本发明的实施例的用于提供冷却和加热的面板10。面板10包括以4x3阵列布置的多个芯和本体5。应当认识到，可改变本体的数量及其布置。在其它实施例中，面板可包括单个整体式本体。
每个本体5由多孔介质的颗粒(如硅藻土或石墨泡沫)和相变材料(如选自石蜡、脂肪酸、脂肪醇或其混合物的有机相变材料)的混合物2形成。在一个示例中，相变材料是PureTemp 18TM。Pure Temp 18TM的性质如下：
相变材料和多孔介质的组合被称为‘形状稳定的相变材料’(SSPCM)。多孔介质和相变材料混合，使得多孔介质的相变材料中的至少一些(按重量计，大体上为60％-100％)装载到多孔介质颗粒的孔隙结构中。
多孔介质形成为粒子或颗粒的聚集体。颗粒的平均尺寸为0.05mm-15mm，优选为0.5-4mm，更优选为1-3mm。多孔介质中的孔隙的直径小于0.3mm。最大孔径由相变材料的表面张力决定，因为它旨在使相变材料通过毛细作用由多孔介质吸收。由于优选的相变材料的性质，多孔介质的最大孔径优选大致小于0.3mm的直径。相变材料的表面张力也可有助于将相变材料保持在多孔介质的颗粒之间的空隙中。
由于相变材料能够储存和释放大量热能而没有温度变化，故面板10可用于控制空间的热条件。因此，相变材料选择为用于冷却或加热应用的熔化温度范围为15℃-40℃的材料。适当地，熔化温度的范围为15℃-20℃。当热量进入空间(穿过窗和墙壁的外部热量增益，或来自人和设备的内部热量增益)时，相变材料将熔化并保持冷且恒定的温度，同时通过表面与空间之间的辐射和对流换热以及直接来自居住者的热来吸收热量。另一方面，当从空间失去热量且舒适条件变得过冷时，相变材料可在恒温下凝固并释放热能，以向空间并直接向居住者提供辐射加热。这可能涉及在低加热需求时段期间释放已储存在相变材料中的热能。例如，为了冷却应用，面板可在昼夜循环中运行，其中相变材料吸收热能以在白天提供冷却，然后在冷夜间条件放出热量。
具有吸收的相变材料的多孔介质有利地'形状稳定'地装载到本体5中的相变材料。即，保持相变材料的本体5大致变为液态，因为其由多孔介质的多孔结构经由毛细作用吸收和保持在其内。
形成各个本体5的混合物2还包括粘结剂(如，PVA乳剂或聚氨酯树脂，或聚酯树脂或水泥和水的混合物)，以粘结多孔介质和密封剂来限制粘结剂吸收入多孔介质，且因此使所需的粘结剂的量最小化。在一些实施例中，密封剂是以1:2-1:4的比例在水中稀释的PVA乳剂。最小量的粘结剂(每kg SSPCM 0.04到0.4kg)用于最小化面板10的重量。然而，这使得本体5是脆性的，结合了面板的其它特征(下文所述)来将弯曲强度提供至面板。此外，各个独立本体尺寸相对较小以易于处理。
形成每个本体5的混合物2还可包括导热添加剂，如金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物。适当地，导热添加剂是长度范围为0.125mm-1.0mm的的铝纤维。这用于增强穿过多孔介质和相变材料的传热。
面板10还包括多个毛细管1，以用于传送液体(通常是水)，以从面板接收热能或向面板提供热能。毛细管布置成大致彼此平行，并在面板10的第一端与第二端之间延伸。每个毛细管由此在若干本体5上延伸。在所示实施例中，毛细管1成线性布置。然而，在其它实施例中，毛细管可呈非线性布置，如正弦或U形布置。在一端，每个毛细管连接到公共入口管11a，并且在另一端，每个毛细管连接到公共出口管11b。毛细管的该布置可称为"毛细垫"。入口管11a具有入口，出口管具有出口11b，以使液体能够流入和流出毛细管1，即通过面板10。如图2A和2B所示，凹槽12形成在各个本体的表面中，以接收相应的毛细管。有利地，这减小了面板的体积，保护了毛细管，以及改善了毛细管与本体之间的传热。
毛细管1能够控制面板10的温度。通过使加热或冷却的液体流过毛细管，面板可被加热或冷却。这可通过控制面板的温度来提供空间的温度的控制。毛细管的特别有利的使用在于‘再填充’相变材料；也就是将相变材料回到之前的状态(液体或固体)，以使相变材料能够重复操作来加热或冷却空间。在一些条件下，如果没有主动再填充相变材料，面板将仅在高或低的温度条件的延长时段期间的短时段内有效。
例如，当连续出现几个热天(例如，高于30℃)时，相变材料将在第一天液化来冷却空间。然而，外部条件可能未在一夜之间充分冷却，以使相变材料能够被动地发射热能并回到固态。因此，下一天的相变材料已经在液体形式，并且在提供冷却方面将是失效的。因此，毛细管可用于主动冷却相变材料，以制备相变材料以供再使用。在此示例中，通过毛细管中的液体从相变材料提取的至少一些废热可被排放到较冷的外部夜间空气。
如图4所示，毛细管的入口和出口具有连接器，以允许面板之间或面板与液体源或液体排放口之间的软管15形式的导管连接。连接器可为常规的快速或‘卡扣配合’联接件。作为备选，面板可经由其它常规的配件来连接到供应和回流导管。在毛细管垫由聚丙烯或其它热塑性材料构成的情况下，连接可以通过塑料焊接形成。
再次参照图1、图2A和图2B，面板10还包括表层3形式的外层，其施加到本体5的阵列的相应的相对侧上。由于本体5由于较低量的粘结剂而具有有限的弯曲强度，因此表层3有利地为面板10提供刚度和强度，同时能够减轻面板的重量。每个表层3包括石膏、水泥、聚合树脂(例如聚氨酯)，这些以液体形式施加到本体5(和毛细管1)上，然后允许固定和/或固化。固化步骤可在20-25℃的温度下执行。如果需要，则用于表层的材料可用于填充面板中的相邻本体5之间的间隙。然而，如果本体之间的间隙足够窄，则这并非是必需的。
每个表层3还可以结合纤维或纤维网4(如图1所示)，以用于增加刚度和强度。纤维可为玻璃、纤维素、塑料、矿物、金属或天然纤维。用于表层3的材料也可具有导热添加剂，如金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物，以增强穿过多孔介质和相变材料的传热。
在其它实施例中，面板的外层可为建筑表面的形式，如油漆、金属包层、瓷砖、石材贴面或木材贴面，可以施加到面板的至少一侧。建筑表面可施加到表层上，或在其它实施例中，可粘结到一个或多个本体5来替代表层其中建筑表面能够提供所需的拉伸强度。在任何前述实施例中，绝热层也可加至面板。
现在将描述形成各个本体5和面板10的过程：
用于形成本体5的混合物2通过加热多孔介质的颗粒(对于硅藻土，加热至40-70℃的温度)，然后将加热的多孔介质与液态的相变材料翻转混合来制备。加热多孔介质确保了相变材料在混合过程期间保持液态，且因此可容易地由多孔介质吸收。进行混合步骤，直到多孔介质重量的约60％-100％的相变材料被吸收到多孔介质的孔隙结构中。
然后将密封剂与多孔介质和相变材料的混合物混合，以表面密封多孔介质，且限制随后加入的粘结剂的吸附。然后将该混合物浇铸到模具中以在压力下形成本体5。
一旦铸造本体固定，则它们布置成用于面板10的所需阵列。然后将毛细管1置于一个或多个本体的表面上，其中每个毛细管与形成在相应本体中的凹槽12对准且接收在其中。然后将增强网4置于顶部上，并将用于表层3的材料作为液体或浆料(通常通过喷涂)施加到网上。将理解的是，当铸造的化合物在固化形式下具有足够的拉伸强度时，或当铸造的化合物与增强纤维混合时，可省略增强网。然后将面板10翻转成具有所需表面光洁度或成型衬里的铸盘或模具。表层3可留在模具中固化。在面板倒置的情况下，网4和表层3被施加到本体5的相对侧上。
现在参照图3、图5A、图5B，现在将关于其在建筑物的天花板上的安装来描述多个面板10。面板10使用天花板安装系统20来安装，而实现快速且容易的安装，且易于进入面板后方的空腔。在安装时，面板10为天花板下方的空间提供辐射加热和冷却。
安装系统20包括形成为分别设置在相邻面板之间的铝挤出件的多个细长部件21。每个部件21接合相邻面板的相对侧以操作性地将两个面板固定到天花板。因此，如从以下描述中可以理解地那样，为了使用安装系统将单个面板安装到天花板上，细长部件21必须设在面板的任一侧上。
具体参照图5A和图5B，安装系统包括用于可旋转地连接到第一面板10A上的铰链部分22，以及用于保持第二面板10B不旋转的保持组件23。每个面板10A、10B具有从面板10A、10B的一侧延伸的相应的凸起24、25，其分别与铰链部分22和保持组件23接合。
铰链部分22包括弓形腔26，其由细长部件21的弯曲部分27限定。从第二面板10B延伸的凸起25成形为使凸起能够被接收在弓形腔26中且相对于弓形腔26枢转，使得第二面板10B可在面板安装到天花板的降低位置与升高位置之间枢转。凸起25也成形为能够在第二面板10B在其降低位置(如图5A和5B中的轮廓线所示)时抓住细长部件21的弯曲部分27。如附图中所示，凸起25为钩的形式。
铰链部分22和凸起25的这种构造使得第二面板10B的安装变得容易，以及在其安装之后接近天花板与面板10B之间的空腔。为了安装第二面板10B，弯曲或钩状凸起25使细长部件21的弯曲部分27以基本垂直的定向(即在其降低位置)与第二面板10B接合，。然后，第二面板10B围绕凸起25与弯曲部分27之间的接合枢转至其升高位置，在该处，面板以基本水平的定向安装到天花板。为了进入面板10B后方的空腔，可以将其从其升高位置摆回到其降低位置。在降低位置，面板可通过凸起25与弯曲部分27的接合而保持悬挂在细长部件21，并且在不再需要进入空腔之后回到其升高位置。
为了将第二面板10B保持在其升高位置，第二面板接合设置在第二面板(未示出)的另一侧上的保持组件23。然而，如图5A和图5B所示，将参照第一面板10A的保持来描述保持组件23。
保持组件23包括可旋转支承部件30。支承部件30包括接收在细长部件21的另一个弯曲部分33限定的弓形腔32中的枢轴部分31。该第二弯曲部分33通过腹板34连结到第一弯曲部分27上。细长部件21在使用中还定向成使得保持组件23的弯曲部分33超出形成铰链部分22的弯曲部分27。
支承部件30还包括从枢轴部分31延伸的翼片形式的凸起35。如图5A和5B所示，凸起35在使用中与第一面板10B的凸起24接合，以将第一面板保持在升高位置。凸起24为凸片的形式。为了使第一面板10A的凸起24进入这种接合状态，第一面板10A向上枢转。凸起24首先接合支承部件凸起35的下侧并向上推动凸起35，从而引起支承部件30旋转。这中情况发生直到第一面板10A枢转足够远而超出与凸起的接合，此时，支承部件30将在重力下落回。止挡件36从细长部件21延伸以防止支承部件30的过度旋转。然后，第一面板10A略微降低以使第一面板10A的凸起24与支承部件30的凸起35接合且搁置在其上。因此，支承部件30构造成提供'夹入'型布置以将第一面板10A保持在其升高位置。
为了使第一面板10A能够从支承部件30脱离，支承部件30可相对于细长部件21滑动，以使支承部件的凸起35与第一面板10A的凸起24脱离。这通过使支承部件30的枢轴部分31在其弓形腔32内滑动来实现。
安装系统20还包括用于使面板悬挂在天花板上的悬挂组件40。有利地，这在面板后方提供了较大的空腔，以定位连接面板的毛细管的软管15以及与面板的操作相关或不相关的其它用具。
悬挂组件40包括从天花板延伸的多个线缆41。每个线缆41连接到可旋转部件42，该可旋转部件42具有接收在保持组件23的弓形腔32中的枢轴部分43。
现参照图6、图7A和图7B，现在将关于其在墙壁50上的安装来描述面板10。在安装时，面板向至少部分地由墙壁限定的空间提供辐射加热和冷却。
墙壁50具有以多个钩或钩形轨道的形式设在墙壁上的安装件51。凹部52形成在面板中用于接收安装件51。凹部52是由铝挤出件53提供的细长空腔，铝挤出件53已经预先形成在面板10中，且对面板10的任一侧开放。为了将面板安装到墙壁50，凹部52被接收在安装件51上，且侧向滑动就位。安装件51也结合有金属弹簧或其它弹性柔性间隔件形式的间隔件54。间隔件54保持面板10相对于墙壁50的间距和平行对准。
在其它实施例中，面板用于线管道或布置成单独面板间隔开的一个或多个堆叠，其中。在这两种布置中，允许了空气在面板的一个或多个表面上流动来提供对流加热和/或冷却。
在其它实施例中，本体5可用作单独的瓷砖，其作为地板砖或墙砖现场供应和安装。如果结合的话，则将用于接收毛细管的凹槽在每个瓷砖和毛细管垫之间排列对准毛细管垫与对准的凹槽对齐并接收在其中。砂浆层(如果瓷砖安装在地面上)或石膏或抹灰(如果瓷砖安装在墙壁上)施涂在安装的瓷砖和毛细管(如果包括的话)上。
示例
材料和方法
对根据所要求保护的本发明制作的面板进行了测试，以测量其热储存性质。
面板的组分
·相变材料：Pure Temp 18TM
·多孔介质：硅藻土
·导热添加剂：铝纤维
·粘结剂：水中的PVA乳剂
·密封剂：水中的PVA乳剂
面板的尺寸
平均厚度 30.43mm
长度x宽度 589mmx589mm
高度 8.078kg
表观密度 765kg/m3
样本制备和测量细节
使用Fox600热流计装置进行测量，其装有两个254mm方形热流计。Fox600设备运行用于比热测量的专用软件。通常根据ASTM C1784-14“，采用使用热流计装置测量相变材料和产品的储热性能的测试方法”进行比热和焓变测量。
测量之前未调节试样。
测量试样周围16个位置的厚度，并且取平均值作为平均厚度。记录的试样厚度在28.2mm和32.6mm之间变化，平均为30.43mm，标准偏差是1.43mm。
进入(或离开)试样的热流允许在以2K间隔隔开的18个温度步骤下稳定。
对于第一测试运行，加热/熔化循环初始温度为5.6℃，最终温度为39.6℃(FX6-0822)。这与从39.6℃开始并降至5.6℃(FX6-0819)的冷却/冷冻循环的测试运行配对。
第二测试运行在0.6K的偏离量下进行，加热/熔化循环初始温度为6.2℃，最终温度为40.2℃(FX-0824)。这与从40.2℃开始并降至6.2℃(FX6-0825)的冷却/冷冻循环的测试运行配对。
结果
下表1提供了结果总结。
表1：样品面板的热性质总结
第一次测试运行表明，面板在加热/熔化循环(FX6-0822)期间具有约19℃的熔点/凝固点和14.7MJ/m3K的比热，并且在冷却/冷冻循环(FX6-0819)期间具有约17℃的熔点/凝固点和15.1MJ/m3K的比热。
第二测试运行表明，面板在加热/熔化循环(FX6-0824)期间具有约19℃的熔点/凝固点和11.3MJ/m3K的比热，并且在冷却/冷冻循环(FX6-0825)期间具有约17℃的熔点/凝固点和12.4MJ/m3K的比热。
图8-10示出了第一测试运行(F6-0822和FX6-0819)中记录的各种测量结果。图11-13示出了第二测试运行(FX6-0824和FX6-0825)中记录的各种测量结果。表2和表3分别提供了用于绘制图8-10和图11-13的合并数据点。
表2：第一测试运行(FX6-0822和FX6-0819)的合并数据
表3：第二测试运行(FX6-0824和FX6-0825)的合并数据
在所附权利要求和本发明的前述描述中，除了由于表达的语言或必要的暗示所引起的上下文另外需要外，词语“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”以包含性的意义使用，即指明所述特征的存在，但不排除在本发明的各种实施例中存在或添加其它特征。

Claims (44)

1.一种用于冷却和加热的本体，包括：包含连结的颗粒的多孔介质，以及装载到所述多孔介质中且具有熔化潜热的相变材料，所述熔化潜热允许所述本体通过在固态与液态之间转换来冷却和加热空间。
2.根据权利要求1所述的本体，其特征在于，所述多孔介质的颗粒具有孔隙结构，所述孔结构是从所述颗粒的外表面向内延伸的可容纳所述相变材料的空间、通道、裂纹或沟道。
3.根据权利要求1或2所述的本体，其特征在于，所述多孔介质的最大孔径小于0.3mm直径。
4.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，装载到所述多孔介质中的相变材料包括位于所述多孔介质的颗粒的孔隙结构中的相变材料。
5.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，载入所述多孔介质中的相变材料包括位于所述多孔介质的颗粒之间的空隙中的相变材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，以所述多孔介质的重量计，60％-100％的所述相变材料被吸收在所述多孔介质的孔隙结构内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述多孔介质包括硅藻土或石墨泡沫。
8.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述相变材料包括选自石蜡、脂肪酸、脂肪醇或其混合物的有机相变材料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述本体包括相对于每kg多孔介质0.6-1.0kg的量的相变材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括导热添加剂。
11.根据权利要求10所述的本体，其特征在于，所述导热添加剂是金属粉末、金属纤维、石墨、碳化硼或其混合物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括粘结剂。
13.根据权利要求12所述的本体，其特征在于，所述粘结剂包括水中的PVA乳剂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或水泥和水混合物中的任一者。
14.根据权利要求12或13所述的本体，其特征在于，所述粘结剂以每kg多孔介质0.04-0.4kg的量存在。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括限制所述多孔介质中的粘结剂的吸收的密封剂。
16.根据权利要求15所述的本体，其特征在于，所述密封剂包括以1:2-1:4的比例在水中稀释的聚乙酸乙烯酯乳剂。
17.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述本体具有形成在所述本体的表面中的至少一个凹槽，每个凹槽用于接收毛细管。
18.一种用于提供加热和冷却的面板，所述面板包括根据前述权利要求中任一项所述的至少一个本体。
19.根据权利要求18所述的面板，其特征在于，所述面板包括设在所述至少一个本体的至少一侧上的外层。
20.根据权利要求19所述的面板，其特征在于，所述外层包括由石膏、水泥、聚合树脂或其混合物制成的表层。
21.根据权利要求20所述的面板，其特征在于，所述表层结合有增强纤维或增强网。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的面板，其特征在于，所述表层结合有金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物形式的导热添加剂。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的面板，其特征在于，所述面板包括用于传送液体以从所述面板接收热能或向所述面板提供热能的至少一个毛细管。
24.一种形成冷却和加热本体的方法，包括：
将多孔介质的颗粒与相变材料混合，由此所述相变材料的至少一些被装载到所述多孔介质中；以及
由所述多孔介质和所述相变材料形成所述本体。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法包括在将所述多孔介质与所述相变材料混合之前加热所述多孔介质。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将导热材料加入到所述混合物中。
27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括将粘结剂加入到所述混合物中。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法包括在加入所述粘结剂之前将密封剂加入到所述混合物中，以限制所述多孔介质中的粘结剂的吸收。
29.根据权利要求24至28中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括形成所述本体的表面中的至少一个凹槽，每个凹槽用于接收毛细管。
30.一种形成冷却和加热面板的方法，包括根据权利要求24至29中任一项所述的方法形成至少一个本体，以及将所述至少一个本体结合到所述面板中。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述方法包括将至少一个毛细管放置在至少一个所述本体上。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于，所述方法包括使每个毛细管与形成在相应本体中的凹槽对准。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括将增强网放置在所述至少一个本体上。
34.一种用于安装天花板面板的安装系统，所述安装系统包括：
用于可旋转地连接到第一面板上的铰链部分；以及
用于保持第二面板不旋转的保持组件。
35.根据权利要求34所述的安装系统，其特征在于，所述保持组件包括由所述第二面板上的凸片接合的可旋转支承部件。
36.根据权利要求35所述的安装系统，其特征在于，所述支承部件包括接收在弓形腔中的枢轴部分，以及从所述枢轴部分延伸由所述第二面板接合的凸起。
37.根据权利要求36所述的安装系统，其特征在于，所述支承部件相对于所述弓形腔可滑动，以从所述保持组件释放所述第二面板。
38.根据权利要求36或37中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述保持组件包括限制所述支承部件的旋转的止挡件。
39.根据权利要求36至38中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述安装系统包括细长部件，所述细长部件结合有所述保持组件的弓形腔和铰链部分。
40.根据权利要求36至39中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述铰链部分包括另一个弓形腔。
41.根据从属于权利要求39的权利要求40所述的安装系统，其特征在于，所述细长部件包括限定相应的弓形腔的两个弯曲部分，所述弯曲部分由腹板连结。
42.根据权利要求40或41所述的安装系统，其特征在于，所述弓形腔向所述细长部件的相对侧开放。
43.根据权利要求34至42中任一项所述的安装系统，其特征在于，所述安装系统还包括用于将所述铰链部分、所述保持组件和与所述保持组件连接的所述面板悬挂在所述天花板上的悬挂系统。
44.根据从属于权利要求36的权利要求43所述的安装系统，其特征在于，所述悬挂组件包括可旋转部件，所述可旋转部件具有接收在所述保持组件的弓形腔中的枢轴部分。
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