分析有機相變材料在建筑節能領域的應用研究

【摘 要】相變材料在建筑節能領域有著廣泛的應用，特別是在建筑供暖領域和空調領域。本文通過分析相變材料在建筑節能領域的研究現狀極其具體的應用研究，闡述有機相變材料在建筑節能領域所發揮的功能。

【關鍵詞】有機相變材料；建筑節能；研究現狀；應用

一、有機相變材料在國內建筑領域應用的研究現狀

有機相變材料主要是指石蠟、脂酸類以及某些醇類、芳香烴類化合物等。在建筑領域常用的有機相變材料主要包括石蠟類和脂酸類有機物。如今，有機材料相變蓄熱領域在國內已經取得了諸多專利成果。有機相變材料在墻體儲能以及太陽能利用等方面應用的比較廣泛，因為具有相變溫度較低的特點，使得在低溫供暖及工業余熱供暖等建筑節能領域存在著很強的優勢，因此在此方面的應用領域還可以再進一步擴展。

二、有機相變材料的應用研究

（1）建筑圍護結構。在很早的時候，就已經提出了在建筑節能領域運用相變材料的設想。最初對于相變材料的構想是將其做成添加層的形式加入到天花板或地板里，用以調節溫度。這樣做會使得基材的力學性能下降很多，因此最終沒能付諸實踐。最初對相變材料加以嘗試的方法是將其直接滲入到基材中，或者采用浸泡的方式讓兩者混合在一起，這樣的技術操作工藝并不復雜簡單，相關的報道也有很多。只是，這些方法會使相變材料在耐久性、腐蝕、滲漏方面存在很多問題，并且建筑強度也會有很強程度的下降，因此不可能達到市場化。（2）太陽能領域。太陽能空氣加熱系統可以算作是國外節能領域一個脫穎而出的應用熱點。相變材料比普通的空氣加熱系統能夠存儲溫度峰值時50%的太陽能，伴隨著溫度下降，天陽能會逐步釋放，在快速烘干農作物時可以運用這一系統。國內的研究人員在北京針對被動式太陽房進行了應用相變材料的研究，他們選用了穩定的微膠囊封裝技術，使得儲存的熱量在夜間和清晨釋放，即便在冬季，太陽房內的最低溫度也都不低于18℃，這樣勢必會提高室內的舒適程度，最后通過統計分析得出，太陽能占整個冬季采暖能量的35%，很多程度上降低了其他能源的消耗。（3）空氣調節系統。空調中的應用相變材料主要為中央空調，它是通過建筑管道送風的。我國推行的錯峰電價制度具備很強的應用價值。當電價處于低峰時，空調機組就會啟動，將制得的冷、熱氣儲存到調節層中；而一旦處于電價高峰時，就沒必要啟動空調了，只需要打開調節層的出氣口就可以了，這樣便能夠有效地節省電費，并且還能夠依據室內是否有人留意開關進出氣口。因為相變材料具備調溫作用，這樣也就使得室內日最高溫度的出現時間推遲了3h。不僅空調可以利用相變材料進行節能，地熱系統也可以。通過室外模擬試驗顯示，因為有陽光的照射，陽光下的地面比陰影下的地面溫度高出了8℃，倘若通過覆蓋地毯進行保溫，溫差就能夠達15℃，減少能量損失30%。隨著地毯越來越厚，加上所存儲能量與厚度并沒有呈線形關系，所以，地熱節能仍然存在著很大的潛力。（4）工業領域。熱泵干燥通常需要具備穩定的溫度，當這部分熱能被直接排放掉后，可以用石蠟來回收這部分能量以免實現循環使用，這樣就能夠很明顯地降低熱泵的功耗了。國內為此還開發了回收轉爐電爐和干法熄焦中余熱的裝置，紛紛取得了可觀的經濟效益和社會效益。現如今，國內的工業熱回收的實現主要依靠耐火材料吸收顯熱加以完成，這樣一來不僅使得大量的潛熱被浪費，而且耐火材料在占地體積和價格方面都不不能顯示出優勢，因此，運用相變材料是未來發展的趨勢。對于電力調峰的情況，國外很早就用工業石蠟進行了電力凋峰的報道。因為我國熱電效率不高，存在嚴重的污染，并且峰谷存在著很明顯的差異，因此熱電聯產技術便能夠很好的提高能源的利用率，使得污染排放減少，這樣就會具備很高的推廣應用價值了。為此，國內有學者設計了雙向轉移的電力峰值轉換系統，采用相變材料為其儲備能量，只是一直還未在工業上出現報道。就目前來看，國內外實際應用相變材料來進行工業節能的經驗還不多，但是因為工業耗能大，節能的潛力高已經成為了不爭的事實。對于我國高能耗、低產出的工業模式來說，具備很強的現實意義，因此應該加大應用研究的力度，盡快試點，推廣這一技術。

即便近年來有機相變材料的研究與應用在建筑節能領域取得了諸多成果。但是就性能來看，在未來還需要進一步提高導熱系數，運用化學和物理改性手段來調節相變溫度、增強薔熱能力，因此，在材料的長效性、穩定性方面還需要做出更多的努力。

參 考 文 獻

[1]張寅平，胡漢平，孔祥冬等.相變蓄熱一理論與應用[M].合肥：中國科技大學出版社，1996

[2]王曉伍，呂恩榮.太陽能固一固相變貯熱[J].新能源.1996：18（6）9