分析有机相变材料在建筑节能领域的应用研究

【摘 要】相变材料在建筑节能领域有着广泛的应用，特别是在建筑供暖领域和空调领域。本文通过分析相变材料在建筑节能领域的研究现状极其具体的应用研究，阐述有机相变材料在建筑节能领域所发挥的功能。

【关键词】有机相变材料；建筑节能；研究现状；应用

一、有机相变材料在国内建筑领域应用的研究现状

有机相变材料主要是指石蜡、脂酸类以及某些醇类、芳香烃类化合物等。在建筑领域常用的有机相变材料主要包括石蜡类和脂酸类有机物。如今，有机材料相变蓄热领域在国内已经取得了诸多专利成果。有机相变材料在墙体储能以及太阳能利用等方面应用的比较广泛，因为具有相变温度较低的特点，使得在低温供暖及工业余热供暖等建筑节能领域存在着很强的优势，因此在此方面的应用领域还可以再进一步扩展。

二、有机相变材料的应用研究

（1）建筑围护结构。在很早的时候，就已经提出了在建筑节能领域运用相变材料的设想。最初对于相变材料的构想是将其做成添加层的形式加入到天花板或地板里，用以调节温度。这样做会使得基材的力学性能下降很多，因此最终没能付诸实践。最初对相变材料加以尝试的方法是将其直接渗入到基材中，或者采用浸泡的方式让两者混合在一起，这样的技术操作工艺并不复杂简单，相关的报道也有很多。只是，这些方法会使相变材料在耐久性、腐蚀、渗漏方面存在很多问题，并且建筑强度也会有很强程度的下降，因此不可能达到市场化。（2）太阳能领域。太阳能空气加热系统可以算作是国外节能领域一个脱颖而出的应用热点。相变材料比普通的空气加热系统能够存储温度峰值时50%的太阳能，伴随着温度下降，天阳能会逐步释放，在快速烘干农作物时可以运用这一系统。国内的研究人员在北京针对被动式太阳房进行了应用相变材料的研究，他们选用了稳定的微胶囊封装技术，使得储存的热量在夜间和清晨释放，即便在冬季，太阳房内的最低温度也都不低于18℃，这样势必会提高室内的舒适程度，最后通过统计分析得出，太阳能占整个冬季采暖能量的35%，很多程度上降低了其他能源的消耗。（3）空气调节系统。空调中的应用相变材料主要为中央空调，它是通过建筑管道送风的。我国推行的错峰电价制度具备很强的应用价值。当电价处于低峰时，空调机组就会启动，将制得的冷、热气储存到调节层中；而一旦处于电价高峰时，就没必要启动空调了，只需要打开调节层的出气口就可以了，这样便能够有效地节省电费，并且还能够依据室内是否有人留意开关进出气口。因为相变材料具备调温作用，这样也就使得室内日最高温度的出现时间推迟了3h。不仅空调可以利用相变材料进行节能，地热系统也可以。通过室外模拟试验显示，因为有阳光的照射，阳光下的地面比阴影下的地面温度高出了8℃，倘若通过覆盖地毯进行保温，温差就能够达15℃，减少能量损失30%。随着地毯越来越厚，加上所存储能量与厚度并没有呈线形关系，所以，地热节能仍然存在着很大的潜力。（4）工业领域。热泵干燥通常需要具备稳定的温度，当这部分热能被直接排放掉后，可以用石蜡来回收这部分能量以免实现循环使用，这样就能够很明显地降低热泵的功耗了。国内为此还开发了回收转炉电炉和干法熄焦中余热的装置，纷纷取得了可观的经济效益和社会效益。现如今，国内的工业热回收的实现主要依靠耐火材料吸收显热加以完成，这样一来不仅使得大量的潜热被浪费，而且耐火材料在占地体积和价格方面都不不能显示出优势，因此，运用相变材料是未来发展的趋势。对于电力调峰的情况，国外很早就用工业石蜡进行了电力凋峰的报道。因为我国热电效率不高，存在严重的污染，并且峰谷存在着很明显的差异，因此热电联产技术便能够很好的提高能源的利用率，使得污染排放减少，这样就会具备很高的推广应用价值了。为此，国内有学者设计了双向转移的电力峰值转换系统，采用相变材料为其储备能量，只是一直还未在工业上出现报道。就目前来看，国内外实际应用相变材料来进行工业节能的经验还不多，但是因为工业耗能大，节能的潜力高已经成为了不争的事实。对于我国高能耗、低产出的工业模式来说，具备很强的现实意义，因此应该加大应用研究的力度，尽快试点，推广这一技术。

即便近年来有机相变材料的研究与应用在建筑节能领域取得了诸多成果。但是就性能来看，在未来还需要进一步提高导热系数，运用化学和物理改性手段来调节相变温度、增强蔷热能力，因此，在材料的长效性、稳定性方面还需要做出更多的努力。

参 考 文 献

[1]张寅平，胡汉平，孔祥冬等.相变蓄热一理论与应用[M].合肥：中国科技大学出版社，1996

[2]王晓伍，吕恩荣.太阳能固一固相变贮热[J].新能源.1996：18（6）9