CN200968018Y - 含有相变材料的轻质节能复合板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含有相变材料的轻质复合节能板，包括外支撑板和内支撑板，其特征在于：在外支撑板和内支撑板构成的空腔中，设置相变材料填充层；相变材料填充层在轻质保温材料填充层的一侧或两侧面上，或者在轻质保温材料填充层的中间。本实用新型的复合节能板，保温、节能效果优良，能够使轻质复合节能板内的空间温度保持在一个较小的波动范围之内，完全能够取代现在广泛使用的聚氨酯或聚乙烯泡沐板类产品；质量轻、价格低。

Description

含有相变材料的轻质节能复合板

技术领域

本实用新型涉及一种建筑、仪器设备上用的轻质节能复合板(隔板或隔墙板)，尤其是保温节能效果好、含有相变材料的轻质复合节能板。

背景技术

由于金属、石油、电力等基本原料价格飞涨、消耗量直线上升，人类社会不得不考虑在各个领域节能的问题，包括在建筑领域采用轻质、节能的建筑隔板或轻质复合节能板的问题；在建筑领域，现在已经采用的节能建筑隔板或轻质复合节能板，如用在方舱或活动房中的隔板，通常是在两层骨架(支撑板)之间，填充聚氨酯或聚乙烯泡沐板而形成；其中的骨架主要是钢板、铁板、铝板、玻璃钢板等，起到承重的作用，其中间填充的聚氨酯、聚乙烯泡沐板或膨胀珍珠岩等轻质矿物保温材料主要起到保温、减轻重量的作用；聚氨酯或聚乙烯泡沐板的导热系数很低(在0.05以下)，运用在方舱或活动房上，具有良好的热阻。但，聚氨酯或聚乙烯泡沐板质量轻(密度＜30KG/立方米)，蓄热系数很小。因此，采用聚氨酯或聚乙烯泡沐板作为夹芯层的隔板或轻质复合节能板，其热惰性很差，受外界温度波动影响明显，保温节能效果不理想。

相变材料(简称PCM)是现有技术中的一个研究重点，是利用相变过程中吸收或释放的热量来进行潜热储能的物质，储热系统按照储热方式不同可以分为显热储热、潜热储热和化学反应储热三类。与显热储能材料相比，PCM具有储能密度大，效率高以及近似恒定温度下吸热与放热等优点，因而可以应用于很多领域，如太阳能利用、废热回收、智能空调建筑物、调温调湿、工程保温材料、医疗保健与纺织行业等方面。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固—液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

相变材料主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。

相变材料存在的一个问题是在液相时会发生渗漏，需要专门的容器装载，使用维护不便。近年来，清华大学、南京大学、同济大学开发了将相变材料采用微胶囊技术、溶胶—凝胶技术、活性炭吸附、聚合物定形封装等技术将相变材料和载体复合制备成粉末、颗粒或块状。使复合后的复合相变材料在宏观上始终是固态形状，而在细观或微观尺度上发生固—液相变。复合相变材料不需要专门的容器装载，可以作为填料掺加进水泥混凝土、涂料等中使用，在应用上带来极大的便宜。

加拿大Concordia大学建筑研究中心用49％丁基硬酯酸盐和48％丁基棕榈酸盐的混合物作相变材料，采用直接混合法与灰泥砂浆混合，然后再按工艺要求制备出相变储能墙板。美国Florida科技大学分别用脂肪酸、短链酸和甲基脂的混合物以及短链酸的混合物作为相变材料，用灰泥板作基材，通过直接浸泡法制备出相变储能墙板。美国俄亥俄州戴顿大学研究所成功研制出用于建筑保温的固液共晶相变材料，其固液共晶温度是23.3℃，当温度高于23.3℃时，晶相熔化，积蓄热量，一旦气温低于这个温度时，结晶固化再现晶相结构，同时释放出热量，在墙板或轻型混凝土预制板中浇注这种相变材料，可以保持室内温度适宜。国内武汉理工大学和武汉奥捷新型建材有限公司研发的相变蓄能材料采用在保温隔热材料基体中掺入少量相变材料的方法来制备用于节能建筑外围护结构的高效节能型建筑保温隔热围护材料。掺入相变材料不仅提高了轻质材料的蓄热能力，而且改善了材料的热稳定性，提高了材料的热惰性，同时不影响材料的强度、粘结能力、耐久性等性能。

PCM具有很高的蓄热系数，单位质量蓄热能力在50J/G以上；其与泡沐板类保温材料结合使用，受外界温度波动影响很小，不但控温节能效果明显，而且不影响结构轻的特点，具有较好的节能效果和教高的商业价值。

发明内容

本实用新型针对现有技术采用聚氨酯或聚乙烯泡沐板作为夹芯层的隔板或隔墙板的上述不足，提供一种保温、节能效果优良的含有相变材料的轻质复合节能板。

本实用新型的技术方案：含有相变材料的轻质复合节能板，包括外支撑板和内支撑板，其特征在于：在外支撑板和内支撑板构成的空腔中，设置相变材料填充层；

更进一步的特征是：在外支撑板和内支撑板构成的空腔中，设置轻质保温材料填充层；相变材料填充层在轻质保温材料填充层的一侧或两侧面上，或者在轻质保温材料填充层的中间。

本实用新型的含有相变材料的轻质复合节能板，具有如下特点：

1、保温、节能效果优良，能够使轻质复合节能板内的空间温度保持在一个较小的波动范围之内，“夏天凉爽、冬天温暖”，是一种理想的节能建筑材料；完全能够取代现在广泛使用的聚氨酯或聚乙烯泡沐板类产品；

2、质量轻、价格低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是现有技术的复合板、隔墙板结构示意图(剖视)；

图2本实用新型轻质复合节能板第一种实施例结构示意图(剖视)；

图3是本实用新型轻质复合节能板第二种实施例结构示意图(剖视)；

图4是本实用新型轻质复合节能板的应用示意图。

具体实施方式

如图1中，1-外支撑板，2-内支撑板，3-轻质保温材料填充层；

现有技术的复合板，由外支撑板1、内支撑板2、轻质保温材料填充层3组成，在外支撑板1和内支撑板2构成的空腔中，设置轻质保温材料填充层3；外支撑板1和内支撑板2为常用的钢板、铁板(铁皮)、铝板、玻璃钢板等，起到承重、支撑的作用，外支撑板1和内支撑板2的具体构成，既可以相同，也可以有较大的差别；根据需要，在外支撑板1和/或内支撑板2上还应设置起支撑作用的立柱、加强柱等，以便承受较大的重量；轻质保温材料填充层3是聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫材料，或膨胀珍珠岩等轻质矿物保温材料等；以上作为现有技术，在此不作进一步的说明。

如图2中，4-相变材料填充层；本实用新型轻质复合节能板，是在外支撑板1和内支撑板2构成的空腔中，设置相变材料填充层4，利用相变材料具有很高的蓄热系数的特点，以及在相变过程中，相变材料储存或释放能量而相变材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变的特点，达到节能降耗的目的。相变材料填充层4是由现有技术中的内部可发生固液相变的颗粒、粉末、块状复合相变材料组成；相变温度范围从-30℃到100℃可调，以适用于不同的季节的需要，如夏天的室内温度高就需要降温，冬天的室内温度低就需要升温。

如图3中，本实用新型轻质复合节能板第二种实施例结构，是在外支撑板1和内支撑板2构成的空腔(内部空腔)中，设置轻质保温材料填充层3和相变材料填充层4；设置轻质保温材料填充层3还具有增大蓄热系数、改善了材料的热稳定性、提高材料的热惰性等作用，轻质保温材料填充层3与相变材料填充层4结合在一起，效果更好；同时，在外支撑板1和内支撑板2构成的内部空腔较大的情况下，如果全部采用相变材料做为填充层，就很浪费材料，同时大大增加其成本，故在该空腔中设置轻质保温材料填充层3和相变材料填充层4；相变材料填充层4可以设置在轻质保温材料填充层3的一侧或两侧面上，也可以在轻质保温材料填充层3的中间等可能的位置处设置。

具体设置上述两种实施例的相变材料填充层4时，将相变材料(通常为颗粒、粉末、块状)先用少许黏合剂平铺在外支撑板1和/或内支撑板2的板材上，其厚度均匀，而后再和轻质保温材料填充层3以及外支撑板1或内支撑板2直接复合，就得到成品。相变材料填充层4的厚度按照不同的工艺要求，在1-15mm内，太少起不到作用，太多又增加成本。对于一般的轻质复合节能板，其较佳厚度范围在3-6mm之间，密度3-4KG/m²。

如图4中，本实用新型轻质复合节能板围成一个方舱结构的运用实例，其内部空间的温度保持在一个较小的波动范围之内，基本不需要用加热装置或空调装置来降温或升温。本实用新型轻质复合节能板使用范围广泛，可用作建筑的隔墙、隔板，使用在活动房屋、野外设备安置用房、方舱、机柜、车棚等上。

Claims (4)

1、含有相变材料的轻质节能复合板，包括外支撑板(1)和内支撑板(2)，其特征在于：在所述外支撑板(1)和内支撑板(2)构成的空腔中，设置相变材料填充层(4)。

2、根据权利要求1所述的含有相变材料的轻质节能复合板，其特征在于：在外支撑板(1)和内支撑板(2)构成的空腔中，设置轻质保温材料填充层(3)；相变材料填充层(4)设置在轻质保温材料填充层(3)的一侧或两侧面上，或设置在轻质保温材料填充层(3)中间。

3、根据权利要求1或2所述的含有相变材料的轻质节能复合板，其特征在于：相变材料填充层(4)的厚度范围在1-15mm。

4、根据权利要求3所述的含有相变材料的轻质节能复合板，其特征在于：相变材料填充层(4)的厚度范围在3-6mm。

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