基于相变储能材料的新型节能建筑材料的设计开发

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农业是我国关乎民生的支柱型产业,但是作为可再生资源的农作物秸秆经常当作农作物废料被丢弃与焚烧。相变储能是利用相变材料发生相变过程将能量储存起来,待需要时又将储存的能量释放出来,因此可以解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾。相变材料具有储能密度大、蓄放热过程近似等温、过程容易控制等优点。为避免资源浪费与环境污染、提高能源利用率,本课题就如何利用农作物秸秆与相变储能材料复合制备新型节能建筑材料进行了研究。   本文利用中低温相变材料中应用最广的水合盐Na2SO4·10H2O作为相变储能材料,通过Na2SO4·10H2O(80%)和Na2HPO4·12H2O(20%)两种体系复合的方式解决无机水合盐过冷和相分离的问题,通过添加无机盐NaCl-NH4Cl和DSC测试的方法找到适合人类住房使用的24℃的相变体系。该低共熔盐的相变温度可控制在20~30℃范围内,这一温度范围是人们生活和仪器、仪表正常工作的最佳温度区间。相变材料的使用是节能的有效手段,在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑等领域具有广阔的应用前景。   通过合理的设计与反复的实验,论文中将农作物秸秆和水合盐相变材料完美结合,制作出由填充层、阻燃保温层、储能层和强化加强层组成的新型节能建筑材料。通过喷涂抛光、热压模塑机中发泡热压成型,秸秆编织体占复合材料体积的50%~80%,密度为110~260Kg/m3,导热系数≤0.026W/(m·k),有益节能效果为每千克储能材料可节约用电0.05kw·h/kg·d。它密度低、强度高、隔热隔音性好、具有良好的机械性能和阻燃性能。该研究成果为它在工业及民用新型节能建筑中的使用提供了一定的实验数据和理论支持。
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