CN109057136A - 一种带真空保温层的新型节能建材 - Google Patents

一种带真空保温层的新型节能建材 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种带真空保温层的新型节能建材。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；两个真空层，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吸热或者放热，而板材部的另一端朝向室外以进行放热或者吸热，中间的保温层以及真空层将两个板材隔离开以减少它们之间的热量交换。

Description

一种带真空保温层的新型节能建材
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种带真空保温层的新型节能建材。
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。
在冷库或者北方的冬天等使用环境下，由于室内外的温差很大，冷库内或者建筑内的热量很容易传递到室外环境被抵消掉。需要尽可能的减少室内外的热量交换。
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；
两个真空层，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吸热或者放热，而板材部的另一端朝向室外以进行放热或者吸热，中间的保温层以及真空层将两个板材隔离开以减少它们之间的热量交换。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。
作为优选，所述真空层的厚度为1-3cm。真空层内设于所述保温层和所述板材部之间，隔热保温效果更好。更加适用于需要保温的冷库或者北方需要加热的建筑。
作为优选，所述保温层为聚氨酯材质。
作为优选，所述保温层的厚度为5-8cm。
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，所述真空层，包括分别与各工质管道一一对应的第一保温部、分别与各散热条一一对应的第二保温部；保温层设有分别朝向各散热条凸起的阻隔部。
作为优选，所述工质管道的外壁设有换热翅片。
作为优选，所述板材部采用铝合金材质一体成型。
作为优选，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实施例一的带真空保温层的节能建材截面示意图。
图2实施例一的带真空保温层的节能建材组装示意图。
图3实施例一的带真空保温层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，并且抽出该密闭间隙内的空气以形成真空层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。
保温层2设有分别朝向各散热条12凸起的阻隔部21，使得真空层3被分为多个第一保温部31和多个第二保温部32。热传递的方式包括：对流、传导和辐射。通过在保温层2和板材部1之间设置真空层3，以阻止保温层2和板材部3之间热对流和热传导。而在保温层2设置朝向散热条12凸起的阻隔部21用于减少真空层中第一保温部31和第二保温部32之间的热辐射，提高保温效果。其中，第一保温部31分别与各工质管道13（也即工质槽11）一一对应，第二保温部分别与各散热槽12一一对应。工质管道13沿对应工质槽11的长度方向设置在工质槽11的槽底，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保温部31中。本实施例中，第一保温部31靠近对应工质管道13的一端的宽度较其远离对应工质管道13的一端的宽度小，使得第一保温部31的横截面为与工质槽11的横截面类似的梯形结构。第二保温部32为设在对应的散热条12内的凹槽状结构，用于辅助散热条12的散热。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，本实施例的带真空保温层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均此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。真空层的厚度为1-3cm，优选为2cm。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之间的真空层3构成该节能建材的另一具体保温功能的结构，它们与保温层2组合在一起，保证内、外两个板材部1之间热量交换尽可能的小，从而使得内、外两个工质管道13中的工质的吸热/放热的温差更大，提高换能效率。尤其在北方冬季需要制热的条件下，能够保证建筑内外较大的温差，减少了建筑内外的热量传递，从而减低建筑的能耗。
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，通过对应的第一保温部31和第二保温部32在工质槽11与相邻的散热条12之间进行缓慢的热量传导辅助散热，再配合凸起于板材部2的散热条进行散热。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，放热板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。而对应设置在散热条12和保温层2之间的第二保温部32阻止散热条12与保温层2之间的热传导和热对流；对应设置在工质槽11和保温层2之间的第一保温部31阻止工质槽11与保温层2之间的热传导和热对流，提高了节能建材的保温效果。
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（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；
两个真空层（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（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。
2.根据权利要求1所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述真空层（3）的厚度为1-3cm。
3.根据权利要求1所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述保温层（2）为聚氨酯材质。
4.根据权利要求3所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述保温层（2）的厚度为5-8cm。
5.根据权利要求3所述的一种带真空保温层的新型节能建材，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。
6.根据权利要求5所述的一种带真空保温层的新型节能建材，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。
7.根据权利要求6所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述真空层（3），包括分别与各工质管道（13）一一对应的第一保温部（31）、分别与各散热条（12）一一对应的第二保温部（32）；
保温层设有分别朝向各散热条凸起的阻隔部。
8.根据权利要求1所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述工质管道（13）的外壁设有换热翅片（131）。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种带真空保温层的新型节能建材，其特征在于：
所述板材部（1）采用铝合金材质一体成型。
10.根据权利要求9中任一项所述的一种带真空保温层的新型节能建材，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。
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