CN108895871A - 一种带储热功能的新型节能建材 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种带储热功能的新型节能建材。包括：两个相对设置的板材部；所述板材部，设有工质管道；保温层，设于相对的两个所述板材部之间；两个储热层，填充有相变储热材料；两个所述储热层分别设于所述保温层和两个所述板材部之间；其中一个板材部的工质管道用于流通吸热工质，另一个板材部的工质管道用于流通放热工质。将节能建材用于屋顶、墙体或者地板，其中一个板材部朝向室内以进行放热，而板材部的另一端朝向室外以进行吸热，中间的保温层将两个板材隔离开以减少它们之间的热量交换，储热部在白天时储存太阳的热量，在晚上将白天存储的热量释放出。

Description

一种带储热功能的新型节能建材

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种带储热功能的新型节能建材。

背景技术

授权公告号CN101067315B，授权公告日2010年9月15日的发明专利公开了一种太阳能利用建材和建筑一体化太阳能利用装置，由金属薄板与热管或无极导热管加工成为一体具有建筑装修功能的太阳能集热元件，传导性承压、无泄漏热能汇集装置、符合保温层等构成；安装在屋顶、墙体和遮阳棚之中，通过液体传热介质管路与换热器、泵、储能装置或蒸发器连接，便于热能储存、分配和利用；根据需要可设计成供热水、采暖、空调制冷，产业供热，驱动汽轮机发电；同时实现太阳能利用和建筑高效保温，避免视觉污染，解决大面积利用的场地；太阳能集热器和建筑公用外护层和保温隔热，大幅度降低成本。但是，太阳能利用装置本质上仍然需要与单独的储能装置或者蒸发器组成换热系统。

在室内外的环境温差较大的时候，工质管道中的工质能够吸收的热量有限，造成了热量资源的浪费；而在室内外环境温差较小的时候，同样由于工质管道中的工质能够释放的热量有限，造成了热量资源的供应不足。

发明内容

本申请为了解决上述技术问题，提出了一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于，包括：

两个相对设置的板材部；

所述板材部，设有工质管道；

保温层，设于相对的两个所述板材部之间；

两个储热层，填充有相变储热材料；

两个所述储热层分别设于所述保温层和两个所述板材部之间；

其中一个板材部的工质管道用于流通吸热工质，另一个板材部的工质管道用于流通放热工质。

上述技术方案中，将节能建材用于屋顶、墙体或者地板，其中一个板材部朝向室内以进行放热，而板材部的另一端朝向室外以进行吸热，中间的保温层将两个板材隔离开以减少它们之间的热量交换，储热部在白天时储存太阳的热量，在晚上将白天存储的热量释放出。将节能建材相当于集蒸发器和换热器一体设计，组成换热系统时不需要再外接独立的蒸发器或者集热器，结构更加简单，安装更加方便，使得换热系统的兼容性更好。

作为优选，所述储热层中填充有石蜡。

作为优选，所述板材部的外表面设有内凹的工质槽和外凸的散热条；所述工质槽和所述散热条间隔设置；所述工质管道设于所述工质槽中。

作为优选，所述工质管道的一部分位于所述工质槽中，所述工质管道的另一部分位于靠近所述工质管道所在板材部的储热层中。

作为优选，所述工质管道的外壁设有换热翅片。

作为优选，所述换热翅片在所述工质管道的外壁均匀分布。

作为优选，所述相邻的工质槽和散热条之间设有导热板；所述导热板朝向所述工质槽倾斜，使得所述工质槽的槽口宽度小于槽底宽度。

作为优选，所述储热层，包括分别与各工质管道一一对应的第一储热部； 所述第一储热部朝向所述工质管道的开口宽度小于所述第一储热部远离所述工质管道的底部宽度。

作为优选，所述板材部采用铝或者铝合金材质并且一体成型。

作为优选，还包括拼接组件，分别设于节能建材的两侧端部，用于将两个所述节能建材拼接在一起。

附图说明

图1实施例一的带储热功能的节能建材截面示意图。

图2实施例一的带储热功能的节能建材组装示意图。

图3实施例一的带储热功能的节能建材组成的换热系统示意图。

图4实施例一的拼接组件结构示意图。

具体实施方式

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。 除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。 将进一步理解的是，常用术语应该被解释为具有与其在相关领域和本公开内容中的含义一致的含义。 本公开将被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制到特定实施例。

实施例一

如图1所示的一种新型节能建材，包括分别设于上、下端部的板材部1，设于两个板材部1之间的保温层2。保温层2与其上方和下方的板材部1之间均具有密闭间隙，并且该密闭间隙中填充有诸如石蜡等的相变储热材料作为储热层3。

板材部1的外表面设有内凹的工质槽11和外凸的散热条12。工质槽11中安装有用于流通吸热/散热工质的工质管道13以进行热量交换。散热条12平行于工质槽11并且与工质槽11相邻设置，用于辅助相邻工质槽11中工质流道13内工质的热量交换。本实施例中，板材部1设置多个工质槽11和多个散热条12，工质槽11和散热条12相互平行的间隔排列。相邻的工质槽11和散热条12之间设有导热板14。通过导热板14将工质槽11和散热条12热量耦合，使得散热条12能够辅助工质槽11进行热量交换。优选地，导热板14朝向工质槽11倾斜设置，使得在板材部1外表面内凹的工质槽11的槽口宽度小于其槽底宽度，形成横截面为梯形的结构。作为优选，工质管道13为等间距均匀分布在板材部1外表面的直线型流道，外部上沿工质管道13的延伸方向均匀布置有多个换热翅片131，使得工质管道与外界环境空气等接触面积增大，提高了换热效率。

储热层3包括分别与各工质管道13一一对应的第一储热部31。工质管道13嵌设在工质槽11的槽底，使得工质管道13横截面的上部露出于工作槽11中，工质管道13横截面的下部位于对应的第一储热部31中。本实施例中，第一储热部31朝向工质管道13的开口宽度小于第一储热部31远离工质管道13的底部宽度，使得第一储热部31的横截面为与工质槽11的横截面类似的梯形结构。工质管道13的截面形状不限，其外壁设有换热翅片311。本实施例中，工质管道13采用横截面为圆形的管道，其外壁沿截面圆周方向均匀设有换热翅片311。

如图4，本实施例的带储热功能的新型节能建材还设有便于组装的拼接组件4。拼接组件4包括分别设置在板材部1的左右两端部的第一拼接件41、第二拼接件42、上下连接两个板材部1的连接板43、与连接板43匹配用于安装该连接板的C型槽44。第一拼接件41为插槽结构，第二拼接件42为与第一拼接件41相匹配的插条结构。如图2所示，将一个节能建材的第二拼接件42插入另一个节能建材的第一拼接件41中，即能将两个节能建材组装在一起。第一拼接件41和第二拼接件42的内侧设有C型槽44，连接板43上下端部设有与C型槽44匹配的C型弯折结构，使得连接板43能够与节能建材的两个板材部1的C型槽44组装连接，在两个板材部1之间围成用于发泡成型保温层2的空间。C型槽44与板材部1一体成型，工艺简单，连接可靠。

作为优选，板材部1和拼接组件4均采用铝或者铝合金材质，工质管道13与板材部1的外表面为一体结构，整个板材部1采用一体成型工艺制作形成。工艺简单，工质管道13与工质槽11的连接紧密，热量传递更加均匀、快速且工质管道的承压能力也更强。采用该节能建材搭建建筑，减少了水泥等传统建筑资源的使用，使得建筑重量更轻的同时由于采用一体成型工艺，保持原有的、甚至更好的抗震能力、抗裂能力。安装方便，更适合于装配化的新型建筑。并且该节能建材可回收、可循环利用，同时由于其良好的保温功能，减少了建筑内外的热量传递，从而减低建筑的能耗。

如图3所示为将本申请的节能建材与压缩泵和节流件连接组成的换热系统。使得其中一个板材部1的工质管道13用于流通吸热工质，另一个板材部1的工质管道13用于流通放热工质。中间的保温层2采用导热系数较低的聚氨酯材质，保温层的厚度3-8cm，本实施例中优选为5cm。保温层2将两个板材部1隔离开以减少它们之间的热量交换。在保温层2和两个板材部1之间的储热层3，能够在热量较为充足或者外部环境与工质管道的温差较大的时候，将一部分外部环境中的能量存储在外侧的储热层中；在外部环境与工质管道的温差较小的时候，释放其存储的能量以供工质管道转移和吸收，使得内、外两个工质管道13中的工质的的温差更大，提高换能效率;同时,当建材对室内放热且内散热条温度过高时,可将多余的热量存入内侧储热层3中的相变储热材料中，待内散热条的温度过低时,再由储热材料对内散热,以保持内散热条的散热温度相对均衡.本申请尤其适合在北方冬季需要制热的条件下，在白天有太阳温度较高的时候，存储热量；在晚上制热温差较大时，释放存储的热量保证建筑较小的温度波动，从而增加了居住的舒适性和太阳能等能量的利用效率。

用于进行热量交换的工质管道13中流通工质与该工质管道13所在的板材部1所处的外部环境温度差是很大的。本申请将其嵌设在板材部1外表面内凹的工质槽11的槽底，导热板14将热量传导给相邻的散热条12，再配合凸起于板材部2的散热条12进行辅助散热。使得与外界环境温度差最大的工质管道13相当于是埋在内凹的工质槽11中的，而凸出于板材部2表面的散热条12与外界环境的温度差并没有工质管道13（或者工质槽11）大；工质槽11位于板材部外表面的槽口宽度是小于内凹的槽底宽度的，槽口宽度最好小于工质管道的外径，使得工质管道13相当于被工质槽11包覆在内，散热条12占据板材部1的外表面大部分面积，能够避免高温/低温（尤其是高温的情况下）对外界环境的人/动物造成伤害。同时，板材部的外表面温度也更加均匀、变化平稳，从而使得人体舒适感得以提升。此外，工质管道外壁的换热翅片的高度低于散热条的高度能够有效的防止工质管道13及换热翅片在受到撞击和刮擦时损坏，提高了产品的整体安全性。工质槽11的截面为上窄下宽的梯形，工质管道13设于梯形宽底的中间，由于工质管道13与周围环境的温差是最大的，相应的工质槽中工质管道13附近的空气流通最为剧烈，而同时由于梯形窄顶的设计，剧烈运动的空气只能被迫朝向梯形底部两个底脚方向堆聚，然后通过梯形的两个侧边（即导热板14）与散热条12进行热量交换。而散热条12通过位于板材部1外表面的部分与外界进行热量交换。第一储热部中填充的相变储热材料，一方面可以在外部环境与工质管道之间的温差很大时存储部分能量，另一方面可以减少板材部表面与外界环境之间温差，板材部外表面的温度更加均匀，减少板材部出现的冷凝水。第一储热部31的截面同样为上窄下宽的梯形，工质管道13的下部设于梯形窄口的中间，相应的第一储热部31中工质管道13附近的相变储热材料与工质管道的热交换最为剧烈，迅速的朝着较宽的底部扩散，提高了热量交换的效率。

本申请的节能建材能够用于组装屋顶、墙体或者地板。组装在一起的多个节能建材，将朝向室内的板材部的工质管道流通吸热/放热工质，以进行吸热或者放热；将朝向另一侧的板材部的工质管道流通放热/吸热工质，以进行放热或者吸热。因此，将节能建材相当于集蒸发器和换热器一体设计，组成换热系统时不需要再外接独立的蒸发器或者集热器，结构更加简单，安装更加方便，使得换热系统的兼容性更好。另外，由于集热器和蒸发器一体设计于同一节能建材中，能量传递距离更小，能耗更小。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于，包括：

两个相对设置的板材部（1）；

所述板材部（1），设有工质管道（13）；

保温层（2），设于相对的两个所述板材部（1）之间；

两个储热层（3），填充有相变储热材料；

两个所述储热层（3）分别设于所述保温层（2）和两个所述板材部（1）之间；

其中一个板材部（11）的工质管道（13）用于流通吸热工质，另一个板材部的工质管道（13）用于流通放热工质。

2.根据权利要求1所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述储热层（3）中填充有石蜡。

3.根据权利要求1所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述板材部（1）的外表面设有内凹的工质槽（11）和外凸的散热条（12）；

所述工质槽（11）和所述散热条（12）间隔设置；

所述工质管道（13）设于所述工质槽（11）中。

4.根据权利要求3所述的一种新型节能建材，其特征在于：

所述工质管道（13）的一部分位于所述工质槽（11）中，所述工质管道（13）的另一部分位于靠近所述工质管道（13）所在板材部（1）的储热层（3）中。

5.根据权利要求4所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述工质管道（13）的外壁设有换热翅片（131）。

6.根据权利要求5所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述换热翅片（131）在所述工质管道（13）的外壁均匀分布。

7.根据权利要求6所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述相邻的工质槽（11）和散热条（12）之间设有导热板（14）；

所述导热板（14）朝向所述工质槽（11）倾斜，使得所述工质槽（11）的槽口宽度小于槽底宽度。

8.根据权利要求6所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述储热层（3），包括分别与各工质管道（13）一一对应的第一储热部（31）；

所述第一储热部（31）朝向所述工质管道（13）的开口宽度小于所述第一储热部（31）远离所述工质管道（13）的底部宽度。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于：

所述板材部（1）采用铝或者铝合金材质并且一体成型。

10.根据权利要求9中任一项所述的一种带储热功能的新型节能建材，其特征在于，还包括：

拼接组件（4），分别设于节能建材的两侧端部，用于将两个所述节能建材拼接在一起。