相變材料的廣泛應用,相變材料在建築節能中的應用有哪些

時間 2021-08-30 10:22:36

1樓:仉盼晴

相變材料引用到建築,是建築領域革命性發展。主要作用結果是節能,可以達到節能60%-99%。以北方採暖為例,使用相變材料,按照100平米的房屋為測量單位計算,一個採暖季的用電量只有10度左右。

傳統制冷裝置,如空調、冷藏車、冷庫,均是採取壓縮機制冷技術進行製冷,不僅耗電,而且不環保。採用相變技術,可以替代壓縮機進行製冷,節能60%以上。

在通訊、電力等裝置箱(間)降溫方面,相變材料可以節省裝置成本75%以上。在通訊領域,已經廣泛應用於通訊基站的機房、電池組間,使傳統的一年壽命的裝置可以延長到4年或更多。

運用範例:相變材料恆溫ups機箱

1. 介紹

不間斷電源(ups)作為一種可靠的電源供給系統被廣泛應用於各行各業如通訊,鐵路和油田等。在很多情況下ups與用電裝置一起被安裝在野外,受環境的影響很大。而ups中蓄電池的充放電產生的高溫和環境溫度升高都會影響其壽命。

在常溫25℃時,溫度每上升10℃,電池的壽命將縮短一半。使用空調給ups降溫的執行和維護成本甚至比更換電池的成本還高。大部分安裝ups的野外機箱或裝置箱的箱內溫度控制是通過箱體的隔熱材料並利用空氣對流來實現的,這種控制溫度方式存在兩個很大的缺陷:

一、當箱外的環境溫度升高時,箱內的ups或其它裝置執行都產生熱量,自身的熱再加上環境的熱,就非常容易產生高溫;二、箱體使用了隔熱材料,是為減少受箱外的溫度的影響,亦正因為這樣,內部的熱無法及時散去而會慢慢積累,最終導致溫度上升;這些箱體都是長年放置於野外使用的,往往因為長期高溫工作,因而影響了箱內的ups 和各種裝置或電子元件的效能,使正常的使用壽命縮短,增加了經營成本。特別是在邊遠地區或溫室效應大的區域,以上的問題仍然沒有較好的解決方法,所能做得只是頻繁地更換電池和各種裝置。

2 解決方案

為了解決野外ups機箱、裝置箱或訊號箱的溫度控制難題,研發者提供了一種特殊的相變材料能量儲存熱交換的方案。已知許多物質在特定溫度下會改變形態,這類物質稱為相變材料(phase change material- pcm). 相變材料在改變形態時會吸收或釋放能量,稱之為潛熱。

本方案利用相變材料在發生相變時吸收潛熱的特性,在ups機箱、裝置箱、訊號箱等內填裝一定數量的相變材料,並使用進風/排風扇和相應的箱內外溫度監控裝置而達致溫度控制的效果;當監 測到箱體外環境溫度低於相變溫度及箱體內的溫度高於裝置指定溫度時,通風控制系統的裝置會將箱外的空氣輸入箱內,一方面為箱體制冷,另一方面將能量儲存在相變材料中;當監測到箱體外環境溫度高於相變溫度或箱體內的溫度低於某一指定溫度時,通風控制系統會停止工作,釋放已儲存的冷能量,達到製冷的目的。在這過程中只消耗少許的電能(風扇耗電),但可以很好地解決野外ups機箱的溫度控制難題。

本方案所採用32°c的相變材料,具有潛熱大和穩定性高的特點,使用週期可長達二十年以上。相變材料被嵌入特製的鋁合金散熱器中,散熱器的一部在機箱內部,吸收機箱內ups和裝置產生的熱量。另一部在機箱上部通過風扇和環境進行熱交換。

溫度控制系統的工作由監控裝置控制,其監測的目的是:維持箱內的溫度於某一特定的溫度,此溫度有利於箱中的ups電池和電子部件的壽命得以延長;恆定溫度的選擇要保證在夏天機箱外的溫度非常高的時候也不會影響內部部件的壽命,增加經營成本。

一個典型的溫度控制過程如下:

當監測到箱內的溫度高於40℃及箱外溫度低於30℃時,進風風扇及排風風扇會即刻起動,為相變材料提供能量的交換,相變材料散熱器吸收機箱內的熱量和外部環境進行能量交換,達至溫度控制的效果;當監測到箱內的溫度低於37℃或箱外的溫度高於32℃時,進風風扇及排風風扇會停止工作,利用相變材料已儲存的能量進行交換,達至溫度控制的效果。

實際應用測試效果

對安裝了相變材料的ups機箱的溫度進行測試

測試條件與環境:採用29°c相變材料,機箱外溫度40°c,相變材料重量為50公斤。

2樓:匿名使用者

基於相變材料的效能不同,其應用的行業也不同,目前所瞭解的力王新材料的相變材料應用行業涉及:

新能源汽車:電池控溫材料

無人機:電池控溫材料

高階電動工具:電池包控溫、裝置降溫

行動通訊:5g通訊基站散熱降溫、手機、平板等移動終端散熱降溫電腦硬體:pc桌面電腦、膝上型電腦、工作站電子裝置:精密測試電子裝置

服裝行業:降溫服

日常用品:降溫杯、恆溫杯

智慧裝置:3d列印、ai機器人

恆溫包裝:恆溫配送箱、外賣箱

目前力王相變材料應用範圍仍在不斷的拓展,或許在不久的將來,其研發出來的相變材料效能更好,應用範圍更廣都是有可能的。

除以上力王相變材料的行業應用外,另外相變材料也常見應用的行業還有:

航天領域:宇航服、航天器

物流運輸:冷鏈物流、恆溫物流

家居建材:降溫塗料、保溫材料、地暖材料

交通工程:防雪道路基材

儲能電廠:熱電廠、儲能調峰電廠

其它相變材料的應用也不斷的有人在嘗試創新,或許在不久的將來,人們便發現越來越多的行業或跟我們息息相關的物品在使用相變材料。

相變材料在建築節能中的應用有哪些

3樓:樓蘭丹泉

目前應用的較為廣泛的固-液相變材料主要分有機和無機兩類,以及後續的各種微膠囊封裝或其他封裝的定形相變材料。應用非常廣泛,基本上所有涉及到溫度控制的領域都有應用的可能,建築的被動式溫控、電子儀器裝置機房的溫度控制、空調蓄冷、熱水工程蓄熱等等

什麼是相變材料

4樓:xps防火板

相變到現在也只是個概念,根本就沒有擠塑板成熟,相變如果大量的用到工程中,那將是非常可怕的事情,比燒10次央視大樓都可怕,我們做節能,不能做的人連生命都保不住,相變根本上就是一個不穩定的材料,耐久性肯定很差,3年5年基本上就沒什麼保溫效果,有人說水就是一種相變,那請問水是活躍的還是穩定的?

擠塑板雖然防火效能差點,但是隔熱還是最好的,如果說相變能有擠塑板的導熱係數,那相變一定是有問題的,理論上就矛盾,更別提實際應用了。希望大夥做保溫的,腦袋還是要清醒一點,國家政策好,咱也不能幹那缺德事。

5樓:繁人凡人

相變材料(pcm - phase change material)是指隨溫度變化而改變物理性質並能提供潛熱的物質。轉變物理性

什麼 叫 相變材料!

6樓:匿名使用者

相變材料(pcm - phase change material)是指隨溫度變化而改變形態並能提供潛熱的物質。相變材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

相變材料可分為有機(organic)和無機(inorganic) 相變材料。亦可分為水合(hydrated)相變材料和蠟質(paraffin wax)相變材料.

我們最常見的相變材料非水莫屬了,當溫度低至0°c 時,水由液態變為固態(結冰)。當溫度高於0°c時水由固態變為液態(溶解)。在結冰過程中吸入並儲存了大量的冷能量,而在溶解過程中吸收大量的熱能量。

冰的數量(體積)越大,溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的一個最典型的例子。

從以上的例子可看出,相變材料實際上可作為能量儲存器。這種特性在節能,溫度控制等領域有著極大的意義。因此,相變材料及其應用成為廣泛的研究課題。

目前,不同相變溫度的相變材料已經被研製成功並具有應用價值。下表列出本網**的相變材料的引數及技術指標。

7樓:匿名使用者

相變材料(pcm)是指在溫度不變的情況下而被動吸收熱量改變物質狀態並能提供潛熱的物質。

相變材料在國內別稱較多:如相變降溫材料、相變儲熱材料、相變控溫材料、相變蓄冷材料、相變吸熱材料等等,按用途命名較多。相變材料在國外的別稱比國內少很多,畢竟起步早,叫法相對統一,基本都叫pcm(phase change material)即相變材料,也有lsh material(潛熱材料)、phase change thermal inte***ce materials(相變熱介面材料)、pcc thermal runaway material(防熱失控材料/控溫材料)的叫法。

相變材料常見應用

相變材料屬於新型材料,在國內,新材料的企業在研究相變材料的只有很小一部分,能規模化自主生產的,只有屈指可數的幾家,目前相變材料做到絕緣防水,抗高壓,高導熱、高熱焓值、大比熱容,相變後不改變形狀的相變材料就力王新材料(kingbali)一家。

相變材料通常用於控制物體或環境的溫度,國內相變材料的廠家集中應用在冷鏈物流、道路交通建設、建築建材及特種衣物布料上較多。

力王新材料(kingbali)發揮自身在加熱、發熱、導熱、散熱、隔熱、控溫等材料的研發技術優勢,力王新材的相變材料優先應用在手機、平板、通訊基站等5g通訊硬體降溫,電動汽車、無人機、電動工具電池熱管理系統,pc、床戴裝置、ai等智慧裝置的散熱控溫上,力王仍致力於不斷擴充套件相變材料在更多行業上的應用,讓更多需要高效降溫控溫的領域享受力王相變新材料帶來的好處。

相變材料特性應用

1、力王相變材料可提高被動能量吸收,熱緩衝,增加受熱的均勻性和安全性,可為電池和電子裝置提供熱保護,以及保障熱敏元件和表面溫度的穩定性。

2、力王相變材料導熱係數高,導熱均勻快速,可按顧客需求溫度定製,能有效導熱和快速吸熱分配熱量,達到降溫散熱的效果,以防止熱失控及熱失控傳播。

3、力王新材料的相變材料前期可通過材料的相變化過程吸收熱量,或釋放熱量,能在沒有熱量吸收的情況下釋放能量,起到恆溫或保溫的作用。

選擇相變材料時需要注意的引數特性

①相變點—形態由固態轉換為液態的溫度點

②吸熱焓—產品吸收熱量的總值

③比熱容—相同大小產品,更大比熱容吸熱更高

④導熱率—導熱係數,影響熱傳導速度

⑤絕緣性—產品抗擊穿強度

⑥阻燃性—產品阻燃等級

相變材料的介紹

8樓:偷星

相變材料抄(pcm - phase change material)是指隨溫度襲變化而改變物質狀態並能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。這種材料一旦在人類生活被廣泛應用,將成為節能環保的最佳綠色環保載體,在我國已經列為國家級研發利用序列。

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