CN109868915B - 相变储能复合供暖墙板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及相变储能复合供暖墙板，包括由下至上依次设置的底板、隔热板、相变储能板以及表面装饰板，所述隔热板的上端与相变储能板密封粘合，且隔热板的下端与底板插接；所述相变储能板位于隔热板上方，且储能板的上端与表面装饰板密封粘合；所述相变储能板包括膨缩下板、蓄能板、调温外壳、调温上板和调温下板；相变材料的加入，使蓄能板可有效利用相变材料相变储能的性能，起到对建筑物自动调节温度的效果，克服了现有技术中利用相变材料储能保温的诸多缺点。本发明制备简单，实用性强，效果好，具有极好的市场应用前景。

Description

相变储能复合供暖墙板

技术领域

本发明涉及建筑墙板领域，具体的为相变储能复合供暖墙板。

背景技术

相变储能建筑材料由相变物质(PCMs)和建筑载质基体构成，具有优异的能量贮存和释放能力；相比普通建筑保温材料而言，具有更高的热容量与热惯性。当相变物质所处微环境温度低于相变点时，相变物质由液态凝结为固态，形成放热；当相变物质所处微环境温度高于相变点时，相变物质由固态熔化为液态，形成吸热。通过这种能量的储放，达到保持室温，节能减排的目的。

目前室内所使用的墙板均是普通的墙板，有些会使用到加热墙板，通过设置在的墙板中的加热层来实现加热,依靠电来调节温度比较耗费能源。针对上述情况，现有技术中也出现了一些新型的墙板,申请号201710352989.6的一项中国专利公开了一种供暖墙板，其主要通过相变材料的吸收与释放热量的形式来实现调温，但其无法改变热传递效率，无法改变储能效果，进而调节温度和保温的效果就有些欠缺，其主要针对改变热传递效率和储能效果，进而达到更好的的保温效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有供暖墙板无法改变热传递效率和储能效果，保温效果比较差，无法克服现有技术的不足，因此提供相变储能复合供暖墙板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：相变储能复合供暖墙板，包括由下至上依次设置的底板、隔热板、相变储能板以及表面装饰板，所述隔热板的上端与相变储能板密封粘合，且隔热板的下端与底板插接，隔热板内设有一号空腔，隔热板内置相变材料，隔热板有效的阻断室外热辐射，降低热传递效率，使得墙板的隔热效果大大提升，对室内形成较好的保温效果；所述相变储能板位于隔热板上方，且储能板的上端与表面装饰板密封粘合，当室内低温，相变储能板会释放热量，进而提高室内温度，当室内高温时，相变储能板会吸收热量进而降低室内温度。

所述相变储能板包括膨缩下板、蓄能板、调温外壳、调温上板和调温下板；所述的膨缩下板位于隔热板的上方，且膨缩下板的下端与隔热板密封粘合，膨缩下板的上端为凹槽状，所述的蓄能板位于膨缩下板的上方，且蓄能板下端与膨缩下板插接；所述的调温外壳位于蓄能板的上方，且调温外壳的下端与蓄能板密封粘合；所述的调温外壳内部设有空腔，所述空腔的顶部和底部分别胶粘有调温上板和调温下板，且调温上板和调温下板的相对面设有交错布置的凸起结构，当室内温度低时，膨缩下板中的填充物锑粉开始膨胀压实蓄能板，使得蓄能板的内置空间变小进而蓄能效果增强；蓄能板内的填充物达到相变点释放热量，调温上板和调温下板中的填充物在室内温度低时处于膨胀状态，调温上板和调温下板之间的间隙小，热传导率大，从而将储能板释放的热量传递给调温外壳，进而传递给表面装饰板，进而增加室内升温的效果和效率；当室外温度较高，室外温度通过墙面将温度传递给室内时，膨缩下板中的填充物锑粉开始收缩放松蓄能板，使得蓄能板的内置空间变大进而蓄能效果减弱；蓄能板内的填充物达到相变点，吸收周围的热量，使周围温度变低，而室外温度还在继续将温度传递给室内，调温上板和调温下板中的填充物在温度较高的情况下收缩，使得调温上板和调温下板之间的间隙变大，传热效率降低，进而避免室外温度传递继续传递给室内的速率，从而达到降低室温的效果。

所述的蓄能板内部设有填充腔，填充腔的下方的蓄能板的壁厚由外向内逐渐减小，且蓄能板由橡胶材料制成；填充腔内填充有用于吸收和释放热量的相变材料、用于提高结晶速率的成核剂、用于传递热量的导热填料、用于增加溶液浓度的增稠剂和用于粘接相变材料、成核剂、导热材料、增稠剂的粘连剂。相变材料为三水醋酸钠和水碳酸，成核剂为硼砂或硅藻土，导热填料为石墨或铜粉，增稠剂为聚丙烯酸乳液，粘连剂为甲基纤维素或羧甲基纤维素钠。当遇高温时蓄能板内的填充混合物能迅速吸收热量，进而达到降温效果，当遇低温时蓄能板内的填充混合物能迅速释放热量，进而达到升温效果。

所述的凸起结构上均设置有多个通孔；所述通孔内均设置有热缩冷胀材料制成的空心管。工作时，空心管在温度低的情况下膨胀成实心的管材，从而有利于凸起结构导热，空心管在环境温度高时，缩为空心状，增加了散热面积，有利于散热并降低室外温度传导到室内的热传导率。

所述空心管的外表面设置有一圈凸筋或凹槽，所述空心管与通孔内壁之间插嵌布置。在空心管的外表面设置有一圈凸筋或凹槽，可以使得空心管在冷缩后，避免空心管与凸起结构脱离，同时，在空心管热膨胀时，一圈凸筋或凹槽可以增加空心管与凸起结构的接触面积，有助于热量的传导。

所述的调温外壳内的填充材料为锑和导热材料，颗粒锑有遇冷膨胀遇热收缩的效果，当锑遇冷膨胀使得调温上板和调温下板之间的间隙变小，传热率增加，当锑遇热收缩使得调温上板和调温下板之间的间隙变大，传热效率降低。

所述的隔热板中填充氦气或氮气中的一种，室外温度高时，填充气体受热膨胀，使得隔热板内的空间变大，起到很好的隔热效果，另外反射薄膜将的隔热效果也很明显；当室内温度低时，蓄能板释放热量，反射膜能够把热量反射集聚向室内，为室内供热。

所述的膨缩下板内的填充材料为锑粉，锑粉遇冷膨胀压实蓄能板使得蓄能板的蓄能效果提升。

所述的调温上板与调温下板插接，可以通过调整调温上板的凹槽和调温下板的凸缘来制作不同传热效果的相变储能板。

本发明的有益效果是：本发明所述的相变储能复合供暖墙板，相变材料的加入，使蓄能板可有效利用相变材料相变储能的性能，起到对建筑物自动调节温度的效果，克服了现有技术中利用相变材料储能保温的诸多缺点。本发明所述的相变储能复合供暖墙板，制备简单，实用性强，效果好，具有极好的市场应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明相变储能复合供暖墙的墙板的示意图；

图2是本发明的凸起结构的结构示意图；

图中：底板1、隔热板2、相变储能板3、表面装饰板4、膨缩下板31、蓄能板32、调温外壳33、调温上板34、调温下板37、凸起结构35、空心管36。

具体实施方式

为如图1-2所示，本发明所述的相变储能复合供暖墙板，包括由下至上依次设置的底板1、隔热板2、相变储能板3以及表面装饰板4，所述隔热板2的上端与相变储能板3密封粘合，且隔热板2的下端与底板1插接，隔热板2内设有一号空腔，隔热板2内置相变材料，隔热板2有效的阻断室外热辐射，降低热传递效率，使得墙板的隔热效果大大提升，对室内形成较好的保温效果；所述相变储能板3位于隔热板2上方，且储能板3的上端与表面装饰板4密封粘合，当室内低温，相变储能板3会释放热量，进而提高室内温度，当室内高温时，相变储能板3会吸收热量进而降低室内温度。

所述相变储能板3包括膨缩下板31、蓄能板32、调温外壳33、调温上板34和调温下板37；所述的膨缩下板31位于隔热板2的上方，且膨缩下板31的下端与隔热板2密封粘合，膨缩下板31的上端为凹槽状，所述的蓄能板32位于膨缩下板31的上方，且蓄能板32下端与膨缩下板31插接；所述的调温外壳33位于蓄能板32的上方，且调温外壳33的下端与蓄能板32密封粘合；所述的调温外壳33内部设有空腔，所述空腔的顶部和底部分别胶粘有调温上板34和调温下板37，且调温上板34和调温下板37的相对面设有交错布置的凸起结构35，当室内温度低时，膨缩下板31中的填充物锑粉开始膨胀压实蓄能板32，使得蓄能板32的内置空间变小进而蓄能效果增强；蓄能板32内的填充物达到相变点释放热量，调温上板34和调温下板37中的填充物在室内温度低时处于膨胀状态，调温上板34和调温下板37之间的间隙小，热传导率大，从而将储能板32释放的热量传递给调温外壳33，进而传递给表面装饰板4，进而增加室内升温的效果和效率；当室外温度较高，室外温度通过墙面将温度传递给室内时，膨缩下板31中的填充物锑粉开始收缩放松蓄能板32，使得蓄能板32的内置空间变大进而蓄能效果减弱；蓄能板32内的填充物达到相变点，吸收周围的热量，使周围温度变低，而室外温度还在继续将温度传递给室内，调温上板34和调温下板37中的填充物在温度较高的情况下收缩，使得调温上板34和调温下板37之间的间隙变大，传热效率降低，进而避免室外温度传递继续传递给室内的速率，从而达到降低室温的效果。

所述的蓄能板32内部设有填充腔，填充腔的下方的蓄能板32的壁厚由外向内逐渐减小，且蓄能板32由橡胶材料制成；填充腔内填充有用于吸收和释放热量的相变材料、用于提高结晶速率的成核剂、用于传递热量的导热填料、用于增加溶液浓度的增稠剂和用于粘接相变材料、成核剂、导热材料、增稠剂的粘连剂。相变材料为三水醋酸钠和水碳酸，成核剂为硼砂或硅藻土，导热填料为石墨或铜粉，增稠剂为聚丙烯酸乳液，粘连剂为甲基纤维素或羧甲基纤维素钠。当遇高温时蓄能板32内的填充混合物能迅速吸收热量，进而达到降温效果，当遇低温时蓄能板32内的填充混合物能迅速释放热量，进而达到升温效果。

所述的凸起结构35上均设置有多个通孔；所述通孔内均设置有热缩冷胀材料制成的空心管36。工作时，空心管36在温度低的情况下膨胀成实心的管材，从而有利于凸起结构35导热，空心管36在环境温度高时，缩为空心状，增加了散热面积，有利于散热并降低室外温度传导到室内的热传导率。

所述空心管36的外表面设置有一圈凸筋或凹槽，所述空心管36与通孔内壁之间插嵌布置。在空心管36的外表面设置有一圈凸筋或凹槽，可以使得空心管36在冷缩后，避免空心管36与凸起结构35脱离，同时，在空心管36热膨胀时，一圈凸筋或凹槽可以增加空心管36与凸起结构35的接触面积，有助于热量的传导。

所述的调温外壳33内的填充材料为锑和导热材料，颗粒锑有遇冷膨胀遇热收缩的效果，当锑遇冷膨胀使得调温上板34和调温下板37之间的间隙变小，传热率增加，当锑遇热收缩使得调温上板34和调温下板37之间的间隙变大，传热效率降低。

所述的隔热板2中填充氦气或氮气中的一种，室外温度高时，填充气体受热膨胀，使得隔热板2内的空间变大，起到很好的隔热效果，另外反射薄膜21将的隔热效果也很明显；当室内温度低时，蓄能板32释放热量，反射膜21能够把热量反射集聚向室内，为室内供热。

所述的膨缩下板31内的填充材料为锑粉，锑粉遇冷膨胀压实蓄能板32使得蓄能板32的蓄能效果提升。

所述的调温上板34与调温下板37插接，可以通过调整调温上板34的凹槽和调温下板37的凸缘来制作不同传热效果的相变储能板3。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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的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 (10)

1.相变储能复合供暖墙板，其特征在于：包括由下至上依次设置的底板(1)、隔热板(2)、相变储能板(3)以及表面装饰板(4)，所述隔热板(2)的上端与相变储能板(3)密封粘合，且隔热板(2)的下端与底板(1)插接，隔热板(2)内设有一号空腔；所述相变储能板(3)位于隔热板(2)上方，且储能板(3)的上端与表面装饰板(4)密封粘合；

所述相变储能板(3)包括膨缩下板(31)、蓄能板(32)、调温外壳(33)、调温上板(34)和调温下板(37)；所述的膨缩下板(31)位于隔热板(2)的上方，且膨缩下板(31)的下端与隔热板(2)密封粘合，膨缩下板(31)的上端为凹槽状；所述的蓄能板(32)位于膨缩下板(31)的上方，且蓄能板(32)下端与膨缩下板(31)的上端粘合；所述的调温外壳(33)位于蓄能板(32)的上方，且调温外壳(33)的下端与蓄能板(32)密封粘合；所述的调温外壳(33)内部设有空腔，所述空腔的顶部和底部分别胶粘有调温上板(34)和调温下板(37)，且调温上板(34)和调温下板(37)的相对面设有交错布置的凸起结构(35)。

2.据权利要求1所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的蓄能板(32)内部设有填充腔，填充腔的下方的蓄能板(32)的壁厚由外向内逐渐减小，且蓄能板(32)由橡胶材料制成；填充腔内填充有用于吸收和释放热量的相变材料、用于提高相变材料的结晶速率的成核剂、用于传递热量的导热填料、用于增加溶液浓度的增稠剂和用于粘接相变材料、成核剂、导热材料、增稠剂的粘连剂。

3.根据权利要求2所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的相变材料为三水醋酸铵和水碳酸。

4.根据权利要求2所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的成核剂为硼砂、硅藻土或硅酸钠中的一种；所述的导热填料为石墨或铜粉中的一种。

5.根据权利要求2所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的增稠剂为聚丙烯酸乳液；所述的粘连剂为甲基纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种。

6.根据权利要求1所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的凸起结构(35)上均设置有多个通孔；所述通孔内均设置有热缩冷胀材料制成的空心管(36)。

7.根据权利要求6所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述空心管(36)的外表面设置有一圈凸筋或凹槽，所述空心管(36)与通孔内壁之间插嵌布置。

8.根据权利要求1所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的调温外壳(33)内的填充材料为锑和导热材料。

9.根据权利要求1所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的隔热板(2)中填充氦气或氮气中的一种，且隔热板(2)上端设置有反射薄膜(21)，隔热板(2)的下表面设有凹槽，且隔热板(2)的凹槽与底板(1)上表面的凸缘插接。

10.根据权利要求1所述的相变储能复合供暖墙板，其特征在于：所述的膨缩下板(31)内的填充材料为锑粉。

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