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太陽中國研究相變蓄能材料集成建筑

· 太陽中國

? ?我國的太陽能資源較為豐富,但利用形式較為單一,尤其是在廣大待開發地區的獨立建筑領域,其主要利用途徑仍舊是使用太陽能熱水器提供生活熱水。隨著太陽能利用技術與建筑一體化技術的日益完善,太陽能集熱器的應用已不僅僅局限于提供生活熱水這一單一的功能上,在供暖、制冷和其他工業商業應用上也有著很大的利用潛力。

? ?自建筑“能源自維持”的概念提出以來,太陽創建(中國)有限公司(簡稱太陽中國)一直致力于尋找建筑實現能源自產自銷的解決方案,集成于一體化綠色建筑。在新能源產品及技術前行的道路中,蓄能材料與太陽能應用的集成技術引起了太陽中國的長期關注。

? ?由于太陽能會受到晝夜、季節和地理緯度等自然因素的限制和晴天、多云、陰雨甚至霧霾等隨機因素的影響,具有極大不穩定性。為了使太陽能成為連續、穩定的能源,各類的蓄能技術成為了首選方案,而這其中又以相變蓄能材料儲能技術在建筑太陽能利用中最具優勢。相變材料(Phase Change Materials,簡稱PCM),是利用物質在相變化過程中吸收或釋放能量的原理,正是這一特性構成了相變蓄能材料廣泛應用的理論基礎。

? ?相變蓄能材料從液態向固態轉變時,要經歷物理狀態的變化。在這兩種相變過程中,材料要從環境中吸熱,反之,向環境放熱。在物理狀態發生變化時可儲存或釋放的能量稱為相變熱,發生相變的溫度范圍很窄。物理狀態發生變化時,材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變。大量相變熱轉移到環境中時,產生了一個寬的溫度平臺,并可與顯熱和絕緣材料在熱循環時,將能量儲存起來,就像熱阻一樣將可以延長能量傳輸時間,使溫度梯度減小。

? ?通過恰當的設計將相變蓄能材料引入建筑圍護結構中,可以使室外溫度和熱流波動的影響被削弱。此外,使用相變蓄能材料還有以下優點:其一,相變過程一般是等溫或近似等溫的過程,這種特性有利于把溫度變化維持在較小的范圍內,使人體感到舒適,使建筑更加宜居;其二,相變蓄能材料有很高的相變潛熱,少量的材料可以儲存大量的熱量,與顯熱儲熱材料(如混凝土、磚等)相比,可以大大降低對建筑物結構的要求,從而使建筑物采用更加靈活的結構形式。

? ?太陽中國作為城市藍天計劃打造千萬低碳物業的新能源產品及技術供應商,目前正在研究將蓄能材料集成入低碳物業的可行性方案,尤其是在低碳人居領域,從而打造低碳城市、構建低碳生活,利用新能源、新光源、新材料、新媒體四項新技術融合而成的低碳環保一體化建筑。蓄能材料是從能源的角度著手,而未來的“自維持建筑”勢必朝著更加智能化的方向發展,滿足家居、商用、工業更多樣化的需求。

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