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建筑相变储能控温材料的研究

晨怡热管 2007-2-15 15:04:37
   为了避免温度裂缝影响建筑物的耐久性,我们可以在大体积混凝土中加入相变材料,通过相变材料发生相转变来吸收、释放热量来调节混凝土内部温度场的温差;在墙体中加入相变材料,通过其发生相转变来达到控温储能的目的。然而,相变材料在使用过程中有过冷或在熔化情况下易挥发的缺点。因此,研制能够克服现有相变储能控温材料不足的新型储能复合相变材料是当前研究的热点和难点。
    本研究对相变材料进行了优选,综合考虑各方面因素,优选出的相变材料为相变温度合适、相变潜热高、不过冷的正十二醇和癸酸。
    采用熔融法,使用经过改性的固体无机材料吸附有机相变材料得到复合材料后,利用有机高分子材料对此复合材料进行包覆以制得相变微胶囊。所用的相变材料是正十二醇,载体是有机膨润土,制得由正十二醇和有机膨润土复合而成的相变复合材料。将制得的相变复合材料粉碎,用明胶和阿拉伯树胶作为壁材包裹制得相变微胶囊。经DSC测试微胶囊的热学特性,发现其相变温度为24.24℃,相变潜热是78.24kJ/kg。测试结果表明相变微胶囊完全可以应用于墙体材料。
    又采用溶胶-凝胶法,制得二氧化硅和癸酸的复合相变储能控温材料。这种新型的化学方法的优势在于从过程的初始阶段就可以在纳米尺度上控制材料的结构。经DSC测试该复合材料的相变温度为25.52℃,相变潜热为75.50 kJ/kg。
    最后,研究了模拟外墙使用复合相变材料的可行性以及在大体积混凝土中直接加入相变材料的控温及其对性能的影响。实验结果表明,具有良好的控温效果,并且对力学性能无不利影响。
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