CN113123558B - 一种自发热相变储热地板 - Google Patents

一种自发热相变储热地板 Download PDF

Info

Publication number
CN113123558B
CN113123558B CN202010267095.9A CN202010267095A CN113123558B CN 113123558 B CN113123558 B CN 113123558B CN 202010267095 A CN202010267095 A CN 202010267095A CN 113123558 B CN113123558 B CN 113123558B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
heat storage
change
self
change heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010267095.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113123558A (zh
Inventor
李传常
谢宝珊
陈荐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha University of Science and Technology
Original Assignee
Changsha University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha University of Science and Technology filed Critical Changsha University of Science and Technology
Publication of CN113123558A publication Critical patent/CN113123558A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113123558B publication Critical patent/CN113123558B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E04F15/10—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements of other materials, e.g. fibrous or chipped materials, organic plastics, magnesite tiles, hardboard, or with a top layer of other materials
    • E04F15/107—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements of other materials, e.g. fibrous or chipped materials, organic plastics, magnesite tiles, hardboard, or with a top layer of other materials composed of several layers, e.g. sandwich panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/02—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising animal or vegetable substances, e.g. cork, bamboo, starch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/041—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/18—Separately-laid insulating layers; Other additional insulating measures; Floating floors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G21/00—Preparing, conveying, or working-up building materials or building elements in situ; Other devices or measures for constructional work
    • E04G21/14—Conveying or assembling building elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Abstract

本发明公开了一种自发热相变储热地板，地板从上至下依次包括耐磨层、绝缘防水层、上相变储热层、第一铜膜、自发热相变储热芯、第二铜膜、下相变储热层、支撑框架、保温层；所述自发热相变储热芯由相变温度30‑70℃的碳基复合相变材料形成，导电导热性好，可实现低压电‑热转化与储热过程的结合；所述上、下相变储热层采用相变温度30‑35℃的矿物基复合相变材料，阻燃性好，可实现热阻燃和储热过程的结合；所述安装方法为，铜膜接低电压线路，且每条线路连接独立的控制单元，以实现温度分区控制。本发明基于自发热芯的相变储热地板，利用夜间低谷电力将电能转化为热能进行储存，需要时由相变材料释放热量为室内供暖，缓解用电高峰负荷压力。

Description

一种自发热相变储热地板
技术领域
本发明属于相变储热技术领域，涉及一种自发热相变储热地板。
背景技术
作为全球最高能源消耗产业之一的建筑行业，每年的能耗约占社会总能耗的35％，特别是暖通、制冷系统的过渡使用使得能源供应负荷加剧。建筑节能已成为实现可持续发展的主要关注点之一。将储热技术(Thermal energy storage,TES)应用于建筑地暖结构，可有效改善地暖设施的热工性能，实现地板隔热、保暖功能，减少建筑采暖能耗，有利于能源的节约与合理利用。
相变储热材料在自身发生相变的过程中吸收热量，并在需要时向环境释放热量，能够达到维持室内温度在人体舒适温度区段的目的。复合相变储热材料具有定型性、热阻燃性、高导热性等优势可作为储热材料应用于地板结构中。将相变储热技术与传统地暖技术相结合，显著降低采暖负荷，缓解用电压力。现有的相变储热地暖结构中，通常以热水、空气为热源加热纯相变材料，再进行热量储存；或将纯相变材料装于容器内作为地板结构使用，以达到防止相变泄露的目的；或安装发热膜于复合相变储热材料当中。然而，该类型方法存在水暖、气暖管道铺设繁杂，材料导热性能较差，发热膜造价成本高等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种电-热转化与储热过程相结合的单元式自发热相变储热地板。通过制备新型低电压电-热转化的自发相变储热芯，开发符合环保要求、经济性强、多功能型应用的电热转化模块；通过设计地板结构和安装方法，改进地暖设施材料的热工性能；利用夜间谷价电能储存热量，白天用电高峰释放热量以维持室温恒定，实现“谷电峰用”，缓解日电力负荷压力，减少建筑采暖能耗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一种自发热相变储热地板，所述自发热相变储热地板从上至下依次包括耐磨层、绝缘防水层、上相变储热层、第一铜膜、自发热相变储热芯、第二铜膜、下相变储热层、支撑框架、保温层；所述自发热相变储热芯由碳基复合相变材料制成；所述上相变储热层、下相变储热层均采用矿物基复合相变材料。
优选的方案，所述碳基复合相变材料的相变温度为30-70℃，相变潜热值为50-150Jg-1。
优选的方案，所述碳基复合相变材料由碳基材料、相变材料、高导电粒子混合制得，所述碳基材料、相变材料的质量比为55-70：30-45；所述高导电粒子的加入量为碳基材料与相变材料总质量的0～5％，优选为0.5～2％。在本发明中，对于碳基复合材料，仅采用碳基材料与相变材料也己具有电热转化能力，而再配入少量的高导电粒子，可以将导电性能提升一个层次或将激发电压降低一个层次。
进一步的优选，所述碳基材料、相变材料、高导电粒子的质量比为55-60:39-44:1。
进一步的优选，所述碳基材料选自鳞片石墨、微晶石墨、纳米石墨、膨胀石墨、碳纳米纤维、石墨烯中的至少一种，优选为微晶石墨。
进一步的优选，所述相变材料选自有机类相变材料，优选为中石蜡、脂肪酸、醇类高聚物中的至少一种，进一步优选为硬脂酸、聚乙二醇中的至少一种。
进一步的优选，所述高导电粒子选自炭黑类、金属粒子中的至少一种，优选为乙炔炭黑。
进一步的优选，碳基复合相变材料的制备方法为：配取碳基材料、相变材料、铺于反应器中，再倒入相变材料，抽真空至反应器中压力达-0.1MPa后，在高于相变材料相变温度5-30℃的温度下浸渍≥30min，浸渍完成后平衡压力，冷却，即得到碳基复合相变材料。
优选的方案，所述自发热相变储热芯的密度为1.2-1.8g cm-3。
在本发明中，自发热相变储热芯的密度需要有效控制，若密度过大，则会在接通电源的瞬间升至较高温度导致燃烧，甚至短路。
优选的方案，所述自发热相变储热芯的制备方法为：将碳基复合相变材料，研磨后，于5-10MPa模压成型，脱膜，即得自发热相变储热芯。
优选的方案，所述矿物基复合相变材料的相变温度30-35℃，相变潜热值为100-250Jg-1。在本发明中，矿物基复合相变材料的相变温度为30-35℃，该相变温度是基于人体舒适度及房屋散热量所设定的值，使本发明的自发热相变储热地板最终能给人体提供最为舒适的温度环境。
优选的方案，所述矿物基复合相变材料由矿物支撑基体：相变材料、高导热粒子混合获得；其中矿物支撑基体与相变材料的质量比为30-60：40-70，高导热粒子的加入量为矿物支撑基体与相变材料总质量的0-5％，优选为0.5～0.2％。
在本发明中，矿物基复合相变材料无需事先压制成型，只需在装配的过程中，直接在5-10MPa压力下填充于支撑框架中即可。
进一步的优选，所述矿物支撑基体、相变材料、高导热粒子的质量比为45-55:44-54:1。
进一步的优选，所述矿物支撑基体选自硅酸盐矿物，优选为膨润土、硅藻土、膨胀珍珠岩中的至少一种。
进一步的优选，所述相变材料选自有机类相变材料，优选为石蜡、脂肪酸、醇类高聚物中的至少一种；进一步优选为石蜡、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、月桂酸-硬脂酸共熔物中的至少一种，更进一步优选为石蜡，其整体能量密度大。
进一步的优选，高导热粒子选自鳞片石墨、微晶石墨、纳米石墨、膨胀石墨、碳纳米纤维、石墨烯中的至少一种，优选为纳米石墨。
在本发明中，耐磨层采用现有技术中的各类木质地板，如实木地板。绝缘防水层采用硬聚氯乙烯材质，第一铜膜与第二铜膜采用氧化导电铜膜，支撑框架为耐温硬度大轻质的塑料制品，保温层采用现有技术中的各类保温板，如聚氨酯保温板。
优选的方案，所述支撑框架为空心立方体结构，内含空腔，其中下相变储热层、第二铜膜、自发热相变储热芯、第一铜膜、上相变储热层依次填充在支撑框架的空腔内；所述支撑框架的侧面设有接线口，支撑框架的顶部设有固定螺孔。
优选的方案，所述自发热相变储热地板的安装方法为：将下相变储热层、第二铜膜、自发热相变储热芯、第一铜膜、上相变储热层依次填充于支撑框架的空腔内，然后将第一铜膜、第二铜膜接上导线，并从支撑框架的接线口接出，再将绝缘防水层固定于支撑框架装配成整体模块，将所述整体模块以石灰浆或水泥砂浆固定于己铺设于房层地面的保温层上，最后通过固定螺孔将耐磨层固定于支撑框架上；安装完成后，将导线与电压控制单元连接。
进一步的优选，所述电压控制单元的电压为0-10V，优选为2-4.5V。
在本发明中，铜膜接低电压线路，且每条线路连接独立的控制单元，以实现温度的分区控制。当第一铜膜与第二铜膜与低电压源正负极接通后，自发热相变储热芯开始进行电-热直接转化和热量储存过程，同时传递热量给上、下相变储热层进行储存，即为储能阶段。
在实际应用过程中，于夜间低电价时接通电源，其中自发热相变储热芯、上、下相变储热层将储存热量，白昼用电高峰期时，释放热量，可有效维持室内温度恒定，节约能源，减少用户采暖费用。
本发明的有益效果如下：
1.通过设计合理的配比、适宜的尺寸、理想的质量密度，获得可实现电热转化与储热过程相结合的自发热相变储热芯。
2.采用高导电导热的碳基复合相变材料作为电热转换的自发热模块，达到电热转化目的的同时加快储热及热量传递；采用矿物基复合相变材料作为主要储能模块，具有热阻燃性好，抗压强度高，机械性能优良等优势。
3.本发明基于碳基复合相变材料的自发热相变储热芯，制备工艺简单可靠，成本经济可控，便于大规模应用。
4.本发明中单元地板的每条线路连接独立的控制单元，可实现室内温度的分区控制，且拆卸检修方便。
5.本发明将自发热相变储热芯的地板应用于建筑地暖结构、建筑内墙，通过夜间低电价时进行直接电热转化储存热量，白昼高峰期释放热量，可有效维持室内温度恒定，节约能源，减少用户采暖费用。
附图说明
附图1-5作为概念图而设计，非特别指出，附图中概念图为非比例绘制。
图1为一种自发热相变储热地板正向俯视图。
图2为一种自发热相变储热地板纵向截面图。
图3为一种自发热相变储热地板侧视图。
图4为一种自发热相变储热地板框架接线处局部图截面图。
图5为一种自发热相变储热地板导线接头示意图。
附图1-5标记如下：
1.耐磨层；2.绝缘防水层；3.上相变储热层；4.第一铜膜；5.自发热相变储热层；6.第二铜膜；7.下相变储热层；8.支撑框架；9.保温层；
801.固定螺孔；802.接线口；803.内置导线；804.外接带壳导线
图6为实施例1中自发热相变储热芯在不同测试电压下的温度-时间曲线。
图7为实施例2中自发热相变储热芯在不同测试电压下的温度-时间曲线。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅为本发明的描述性说明，而不是限制本发明，本发明可以按发明内容所述任一种方式实施；在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种自发热相变储热地板，从上至下依次由九个部分组成(如图1、2所示)：耐磨层1、绝缘防水层2、上相变储热层3、第一铜膜4、自发热相变储热芯5、第二铜膜6、下相变储热层7、支撑框架8、保温层9。
本实施例中地板材料为：所述耐磨层1采用实木地板，绝缘防水层2采用硬聚氯乙烯，第一铜膜4、第二铜膜6采用氧化导电铜膜，支撑框架8为耐温硬度大轻质的塑料制品，保温层9采用聚氨酯保温板。
在该实施例中，优选方式一：自发热相变储热芯5的相变材料选用理论相变温度为45-50℃的聚乙二醇，导电粒子选用乙炔黑，将三者按质量比例60：39：1混合制备获得复合相变材料；上、下相变储热层3、7的矿物基复合相变材料中矿物支撑基体选用硅藻土，相变材料选用相变温度32-35℃的石蜡，高导热粒子选用纳米石墨，将三者按质量比例54：45：1混合制备获得复合相变材料。
本实施例中自发热相变储热芯的制备方法为：
按设计组分称取500g微晶石墨于特制反应容器内，加入8.3g乙炔黑后充分混合，平铺于容器底部，再均匀覆盖加入325g聚乙二醇；其后将容器抽真空至压力为-0.1MPa后，置于80℃温度水浴条件下加热，待相变材料完全熔融后开启搅拌，30min浸渍过程结束，冷却，得到微晶石墨：聚乙二醇：乙炔黑质量比例约为60：39：1的微晶石墨基复合相变储热材料。将所得到的复合材料在普通机械研磨机中研磨，分散至均匀粒径后，均匀平铺于20×20cm尺寸的可拆卸高硬度金属模具内，于10MPa压力下压制成型，脱模得到所述自发热相变储热芯。所得自发热相变储热芯的密度为1.65g cm-3。
采用差示扫描量热仪TA Q2000在升温速率5℃ min-1条件下，测量得到微晶石墨基复合相变材料的潜热值为60.03J g-1，矿物基复合相变材料的潜热值为102.81J g-1。采用无纸化记录仪测试在施加1.0、2.0、2.5、3.0V电压条件下，自发热相变储热芯的电热转化行为，结果如图6所示：所述自发热相变储热芯温度随时间的延长而上升，说明电热转化过程能够实现；同时可观察到在45-50℃左右出现短暂温度平台，代表相变储热过程的发生。
本实施例中地板安装方式为：
模块装配步骤
在10MPa压力下，依次将下相变储热层7、第一铜膜6、自发热相变储热芯5、第二铜膜4、上相变储热层3完全填压于支撑框架8内，填压深度与支撑框架齐平；铜膜接线从支撑框架接线口802接出(见图3、4、5)；再将绝缘防水层2用专用胶固定于支撑框架上，密封防止漏水。
室内安装步骤
保温层9首先铺设于房屋地面，将已填压好的单元框架用水泥砂浆固定于保温层9上，且通过调整水泥砂浆厚度以调节框架整体水平。将耐磨层1用专用钉通过固定螺孔801固定于单元框架上(见图1)；导线接铺设于地板间隙当中(见图1、2中耐磨层1和绝缘防水层的右侧突出部分)，与低电压控制单元连接，实现温度的分区控制。
上述实施例中选用材料都未具体规定规格(数量×尺寸)。
实施例2
实施例2按照采用和实施例1相同的方式，提供了另外一种优选的自发热相变储热地板。
在该实施例中，优选方式二：自发热相变储热芯5的相变材料选用理论相变温度56-69℃的硬脂酸，高导电粒子选用乙炔黑，将三者按比例55：44：1混合制备获得复合相变材料；上、下相变储热层3、7的矿物基复合相变材料中矿物支撑基体选用硅藻土，相变材料选用相变温度32-35℃的石蜡，高导热粒子选用纳米石墨，将三者按质量比例45：54：1混合制备获得复合相变材料。
本实施例中自发热相变储热芯的制备方法为：
按设计组分称取500g微晶石墨于特制反应容器内，加入9.1g乙炔黑后充分混合，平铺于容器底部，再均匀覆盖加入400g硬脂酸；其后将容器抽真空至压力为-0.1MPa后，置于95℃温度水浴条件下加热，待相变材料完全熔融后开启搅拌，30min浸渍过程结束，冷却，得到微晶石墨：硬脂酸：乙炔黑质量比例约为55：44：1的微晶石墨基复合相变储热材料。将所得到的复合材料在普通机械研磨机中研磨，分散至均匀粒径后，均匀平铺于20×20cm尺寸的可拆卸高硬度金属模具内，于10MPa压力下压制成型，脱模得到所述自发热相变储热芯。所得自发热相变储热芯的密度为1.57g cm-3。
采用差示扫描量热仪TA Q2000在升温速率5℃ min-1条件下，测量得到微晶石墨基复合相变材料的潜热值为81.21J g-1，矿物基复合相变材料的潜热值为125.43J g-1。采用无纸化记录仪测试其在施加3.0、3.5、4.0、4.5V电压条件下的电热转化行为，结果如图7所示：所述自发热相变储热芯温度随时间的延长而上升，说明电热转化过程能够实现；同时可观察到在50-55℃左右出现短暂温度平台，代表相变储热过程的发生。
其他内容与实施例1一致。
对比例1
对比例1采用和实施例1类似的结构，其中，上相变储热层3、自发热相变储热芯5、下相变储热层7合并成一层，统一采用矿物基复合相变储热材料，兼作自发热相变储热芯和相变储热层，第一铜膜4、第二铜膜6分别安装在该层两侧。
在该对比例2中，矿物基复合相变材料中矿物支撑基体选用硅藻土，相变材料选用相变温度32-35℃的石蜡，高导电粒子选用纳米石墨，将三者按质量比例55：44：1混合制备获得复合相变材料。
本实施例中自发热相变储热芯的制备方法为：
将所得到的矿物基复合材料在普通机械研磨机中研磨，分散至均匀粒径后，均匀平铺于20×20cm尺寸的可拆卸高硬度金属模具内，于10MPa压力下压制成型，脱模得到所述自发热相变储热芯。采用无纸化记录仪测试其在施加3.0、3.5、4.0、4.5V电压条件下的电热转化行为，结果显示，采用纯矿物基复合相变材料作为储能模块和自发热模块，在低电压3.0、3.5、4.0、4.5V下无法实现电热转换。
对比例2
对比2按照采用和实施例1类似的结构，区别在于采用纯碳材料进行自发热模块设计。其中，上相变储热层3、自发热相变储热芯5、下相变储热层7合并成一层，统一采用纯碳基材料，作为自发热芯，第一铜膜4、第二铜膜6分别安装在该层两侧。
本实施例中自发热芯的制备方法为：
将碳基材料在普通机械研磨机中研磨，分散至均匀粒径后，均匀平铺于20×20cm尺寸的可拆卸高硬度金属模具内，于10MPa压力下压制成型，脱模得到所述自发热相变储热芯。采用无纸化记录仪测试其在施加3.0、3.5、4.0、4.5V电压条件下的电热转化行为，结果显示，采用纯碳材料作为自发热模块，无法实现储能过程，且在低电压3.0、3.5、4.0、4.5V下由于电热转换效率过大而出现烧断现象。

Claims (7)

1.一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述自发热相变储热地板从上至下依次包括耐磨层、绝缘防水层、上相变储热层、第一铜膜、自发热相变储热芯、第二铜膜、下相变储热层、支撑框架、保温层；所述上相变储热层、下相变储热层均采用矿物基复合相变材料；
所述自发热相变储热芯的制备方法为：将碳基复合相变材料，研磨后，于5-10MPa模压成型，脱膜，即得自发热相变储热芯；
碳基复合相变材料的制备方法为：配取碳基材料、高导电粒子铺于反应器中，再倒入相变材料，抽真空至反应器中压力达-0.1MPa后，在高于相变材料相变温度5-30°C的温度下浸渍≥30min，浸渍完成后平衡压力，冷却，即得到碳基复合相变材料，
所述碳基复合相变材料中，碳基材料、相变材料的质量比为55-70：30-45；高导电粒子的加入量为碳基材料与相变材料总质量的0.5~2%，
所述碳基复合相变材料中，碳基材料选自鳞片石墨、微晶石墨、纳米石墨、膨胀石墨、碳纳米纤维、石墨烯中的至少一种，
所述碳基复合相变材料中，相变材料为中石蜡、脂肪酸、醇类高聚物中的至少一种；
所述碳基复合相变材料中，高导电粒子选自炭黑类、金属粒子中的至少一种；
所述自发热相变储热芯的密度为1.2-1.8g cm-3；
所述矿物基复合相变材料由矿物支撑基体、相变材料、高导热粒子混合获得；其中矿物支撑基体与相变材料的质量比为30-60：40-70，高导热粒子的加入量为矿物支撑基体与相变材料总质量的0-5%。
2.根据权利要求1所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述碳基复合相变材料的相变温度为30-70°C，相变潜热值为50-150Jg-1。
3.根据权利要求1所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述矿物基复合相变材料的相变温度30-35°C，相变潜热值为100-250J g-1。
4.根据权利要求1或3所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述矿物支撑基体为膨润土、硅藻土、膨胀珍珠岩中的至少一种；
所述矿物基复合相变材料中，相变材料为石蜡、脂肪酸、醇类高聚物中的至少一种；
所述矿物基复合相变材料中，高导热粒子选自鳞片石墨、微晶石墨、纳米石墨、膨胀石墨、碳纳米纤维、石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述支撑框架为空心立方体结构，内含空腔，其中下相变储热层、第二铜膜、自发热相变储热芯、第一铜膜、上相变储热层依次填充在支撑框架的空腔内；所述支撑框架的侧面设有接线口，支撑框架的顶部设有固定螺孔。
6.根据权利要求1或5所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述自发热相变储热地板的安装方法为：将下相变储热层、第二铜膜、自发热相变储热芯、第一铜膜、上相变储热层依次填充于支撑框架的空腔内，然后将第一铜膜、第二铜膜接上导线，并从支撑框架的接线口接出，再将绝缘防水层固定于支撑框架装配成整体模块，将所述整体模块以石灰浆或水泥砂浆固定于己铺设于房层地面的保温层上，最后通过固定螺孔将耐磨层固定于支撑框架上；安装完成后，将导线与电压控制单元连接。
7.根据权利要求6所述的一种自发热相变储热地板，其特征在于：所述电压控制单元的电压为0-10V。
CN202010267095.9A 2020-01-15 2020-04-08 一种自发热相变储热地板 Active CN113123558B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010039354 2020-01-15
CN2020100393542 2020-01-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113123558A CN113123558A (zh) 2021-07-16
CN113123558B true CN113123558B (zh) 2023-06-13

Family

ID=76771852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010267095.9A Active CN113123558B (zh) 2020-01-15 2020-04-08 一种自发热相变储热地板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113123558B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061350A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 国家能源投资集团有限责任公司 储热装置和换热系统
CN114636188A (zh) * 2022-03-18 2022-06-17 华南师大(清远)科技创新研究院有限公司 一种基于相变材料的发热暖贴

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2507476A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-18 Sgl Carbon Ag Latent heat storage material comprising a phase-change material having incorporated therein particles of natural graphite, anisotropic synthetic graphite or mixtures thereof
AU2008202428A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-18 Carter Holt Harvey Wood Products Australia Pty Limited Flooring
AT509882A4 (de) * 2010-06-23 2011-12-15 Xolar Renewable Energy Group Gmbh Verfahren zur steuerung einer wärmeversorgungsanlage
DE102010036120A1 (de) * 2010-09-01 2012-03-01 Nora Systems Gmbh Bodenbelag

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102199416B (zh) * 2010-03-26 2013-08-21 中国矿业大学(北京) 一种有机/无机相变储能复合材料的制备方法
BE1019654A3 (nl) * 2010-07-09 2012-09-04 Flooring Ind Ltd S A R L Paneel voor het vormen van een vloerbekleding.
CN102212339B (zh) * 2011-03-23 2014-06-04 东南大学 一种纳米定型相变材料的三元复合制备方法
CN102408877B (zh) * 2011-07-12 2014-03-12 北京化工大学 相变复合材料、其制备方法及应用
CN204345768U (zh) * 2014-09-28 2015-05-20 广东万锦科技股份有限公司 相变蓄热节能电加热地板
CN110594842A (zh) * 2019-10-12 2019-12-20 山东中亿烯创新材料科技有限公司 一种带蓄热和辅热功能的电热膜地暖系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2507476A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-18 Sgl Carbon Ag Latent heat storage material comprising a phase-change material having incorporated therein particles of natural graphite, anisotropic synthetic graphite or mixtures thereof
AU2008202428A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-18 Carter Holt Harvey Wood Products Australia Pty Limited Flooring
AT509882A4 (de) * 2010-06-23 2011-12-15 Xolar Renewable Energy Group Gmbh Verfahren zur steuerung einer wärmeversorgungsanlage
DE102010036120A1 (de) * 2010-09-01 2012-03-01 Nora Systems Gmbh Bodenbelag

Also Published As

Publication number Publication date
CN113123558A (zh) 2021-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100387544C (zh) 相变抗裂砂浆及其所使用的粒状相变材料的制备方法
CN109053136B (zh) 一种电热保温装饰一体化墙地砖及其制备方法
CN113123558B (zh) 一种自发热相变储热地板
CN101693795B (zh) 一种膏状保温隔热弹性腻子
US20120090812A1 (en) Tile systems with enhanced thermal properties and methods of making and using same
CN104403075A (zh) 用于电热式地暖用聚氨酯保温板组合聚醚及其应用方法
CN111073413A (zh) 一种水性电热储能涂料、制备方法及应用
CN106639241B (zh) 一种相变储能控温的电热复合地板及其制造方法
CN105503056A (zh) 一种环保型保温阻燃建筑材料及其制备方法
CN102912967A (zh) 一种铝合金型材饰面板
CN103776080B (zh) 相变蓄热型电热地板
CN202109571U (zh) 地热地板
CN206487106U (zh) 一种新型发热地板
CN203285015U (zh) 地暖速热纳米碳晶木板砖
CN109084360B (zh) 一种具有阶梯式蓄热层的电热膜地暖
CN102561647A (zh) 相变蓄能双向调温节能地暖构件及其制备方法
CN104910871A (zh) 一种建筑用复合储热材料及其制备方法
CN109882921A (zh) 一种蓄热式地暖系统
CN2575517Y (zh) 环保型电热采暖装置
CN2517815Y (zh) 红外辐射电热地板
CN206829393U (zh) 一种防脱落的内墙粘贴保温板
CN202131753U (zh) 地板铺装的连接结构
CN201891243U (zh) 相变蓄能双向调温节能地暖构件
CN115194913A (zh) 一种相变储热地板的制备方法及辐射采暖应用
CN216744539U (zh) 一种分体式蓄热装饰板材

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant