相變儲(chǔ)能材料SP-28在建筑節(jié)能中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)隨著人們物質(zhì)生活的不斷豐富，地球上的自然資源卻在日益耗損。我國(guó)作為人口大國(guó)，人均資源占有量卻不到世界平均水平的一半，能源的緊缺已造成污染嚴(yán)重、物價(jià)上漲、供需矛盾尖銳等現(xiàn)象。因此，當(dāng)務(wù)之急節(jié)約能源具有十分重要的意義。
　　相變材料作為一種新型的節(jié)能材料逐漸被人們所認(rèn)識(shí)并越來(lái)越受重視。它有著其獨(dú)特的功能和特性，可以使能量在時(shí)間和空間上進(jìn)行轉(zhuǎn)移。就固液型相變材料為例，其工作原理是：當(dāng)環(huán)境溫度上升時(shí)，相變材料由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化，期間

2、發(fā)生融化吸熱現(xiàn)象，使環(huán)境溫度的上升得到延遲和衰緩；當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，相變材料由液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)換，期間發(fā)生凝固放熱現(xiàn)象，使環(huán)境溫度的下降速度減慢。
　　本研究選取無(wú)機(jī)復(fù)合材料的SP-28作為相變儲(chǔ)能材料加入到建筑墻體中并測(cè)試其節(jié)能效果，并通過(guò)不同質(zhì)量比例的相變墻體尋找出最佳的相變材料的配合比。本文分析了相變儲(chǔ)能材料的背景和意義，介紹了相變材料的研究現(xiàn)狀、分類(lèi)及特點(diǎn)，總結(jié)了相變材料的篩選原則和結(jié)晶理論，并說(shuō)明了相變材料的性能測(cè)試方法。用

3、差示掃描量熱儀(DSC)測(cè)試了相變材料的相變溫度、相變潛熱以及比熱容，分別為25.8℃、179.66j/g、2.2kj/kg℃。并通過(guò)3000次的冷熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了其耐久性，結(jié)果顯示此相變材料耐久性良好。為了進(jìn)一步證明相變材料的節(jié)能特性，本研究在阜陽(yáng)市建苑工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司的配合下，采用膨脹珍珠巖作為相變材料載體，制作了五種不同配合比（0％、5%、10%、15%、20%）的建筑墻體進(jìn)行傳熱測(cè)試。又由于材料滲漏的原因，排除配合比為20%

4、的墻體。將其他四種墻體放置在同一環(huán)境下，利用夏季烈日高溫對(duì)墻體的一側(cè)加熱，用熱電偶對(duì)墻體的另一側(cè)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，比較相變墻體與普通墻體的傳熱特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：相變墻體具有蓄熱能力，可以減小環(huán)境溫度的波動(dòng)，使墻體溫度的變化得到延遲；相變材料的配合比越大，蓄熱效果越好；從滲漏、浸濕和經(jīng)濟(jì)的效果看，含相變材料的比例為10%最適合加入建筑墻體中。并用ANSYS有限元軟件進(jìn)行傳熱模擬，結(jié)果表明相變墻體模擬出來(lái)的溫度變化與實(shí)驗(yàn)值最大溫差不超過(guò)1℃，

5、相變材料大約在26℃開(kāi)始融化，融化時(shí)間約持續(xù)28800s，凝固時(shí)間為21600s。相變墻體（含10%相變材料）比普通墻體的峰值溫度低約1.1℃，且經(jīng)過(guò)相變后，相變墻體內(nèi)的最高溫度比普通墻體高1.39℃。相變墻體與普通墻體的溫度變化趨勢(shì)大致相同，但前者的溫度變化速度比后者要慢，說(shuō)明相變材料能使溫度的變化得到延遲。隨著相變材料的質(zhì)量比增大，其溫度曲線(xiàn)越平緩，說(shuō)明相變材料的含量能影響整個(gè)墻體的蓄熱效果，且相變材料質(zhì)量比越大，蓄熱效果越好。