[发明专利]一种相变储能混凝土及其制造方法

说明书

本发明提供了一种相变储能混凝土及其制造方法，采用中空的金属材料装置作为相变储能材料的载体，其外围密封，只在顶部设置了一个进料口，仅需对其进行密封即可，封装工艺简便，而且所述金属材料装置为中空，复合量高，并且金属材料的导热性高，可以较好地进行热交换，因此有利于充分发挥相变储能材料的节能作用，取得较好的储能调温效果；在金属材料装置的外围设置有紧扣装置，增强了金属材料装置表面的粗糙度，改善了相变储能金属材料装置与硬化水泥石的界面粘结，提高了相变储能混凝土的强度；因此本发明所述的混凝土及其制造方法，为相变材料应用于建筑节能领域拓宽了路径，为相变储能混凝土的推广应用提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，尤其涉及的是一种相变储能混凝土及其制造方法。

背景技术

相变材料（Phase Change Material-PCM）是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料在温度较高时，可以吸收热量将其以相变潜热的形式储存起来，在温度较低时，再将吸收的热量释放出来，实现能量在不同时空位置之间的迁移，这就有助于缓解能量的供与求之间的矛盾，有效降低能源消耗。将相变材料应用于建筑领域，能充分利用太阳能这一可再生能源，降低建筑物室内温度波动，有效利用低峰电力削峰填谷，优化电力的负荷，减少建筑能耗，始终维持室内热舒适度。可以预见，相变材料在建筑节能领域有着广泛的应用前景，其将发挥越来越重要的作用。

固-液相变材料由于其储能密度大、体积膨胀率小、相变温度可控等特点，是当前建筑领域中应用最为广泛的相变材料。

目前，相变材料主要应用于建筑围护结构中，例如将相变材料放入石膏板中，做成具有相变储能功能的天棚等非承重结构。如果将其应用于建筑的承重结构材料中，可以拓展相变材料的应用范围，提高建筑节能的效果。混凝土是当前最重要的一种建筑材料，其广泛应用于建筑领域。为了提高居住建筑的舒适性和节能效果，有研究者开始将相变材料加入到混凝土中制备相变储能混凝土。相变储能混凝土是一种结构-功能一体化复合材料，其具有承受荷载和储存能量的双重作用；与此同时，将相变材料加入到混凝土中，也能有效降低混凝土内部温升速率，延缓温度峰值出现的时间，从而有利于解决大体积混凝土水泥水化引起的早期开裂。从相变材料和建筑节能学科发展来看，结构-功能一体化复合材料的研究和应用是必然趋势。

虽然相变储能混凝土优势显著，但是，现阶段相变储能混凝土还存在不足，主要表现在：

1、强度较低

目前，大多数相变储能混凝土的强度都较低，造成这种情况的原因是：大多数封装材料与水泥基体的相容性较差，相变储能多孔材料的表面被封装材料包裹后，会导致其与水泥基体的粘结力变差，从而造成制备的相变储能混凝土的强度较低。

2、储能调温效果较差

大多数相变储能混凝土的储能效果较差，造成这种情况的原因是：1）作为载体的多孔材料，由于自身孔隙率相对较小和孔隙结构的影响，导致其对相变材料的吸附量有限；2）相变储能多孔材料的表面封装效果不理想，经过多次相变循环后，相变材料会发生渗漏，随着时间的推移，吸附在多孔材料内的相变材料会越来越少，最终导致其储能功能失效；3）大多数封装材料的导热系数较低，相变储能多孔材料的表面被封装材料包裹后，会导致吸附在多孔材料内的相变材料的换热效率低，使其不能完全发生相变，或促使其完成相变所需的时间很长，导致相变材料利用率偏低，从而降低其相变储能效果。

上述相变储能混凝土的不足，也是抑制相变储能混凝土发展的瓶颈，制约了相变储能混凝土的推广应用。

因此，现有技术有待于进一步地改进。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种相变储能混凝土及其制造方法，克服现有技术中相变储能混凝土的强度低、储能调温效果差的缺陷。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：