本發(fā)明涉及采暖末端裝置技術領域，尤其涉及一種復合相變材料及其制備方法、蓄能泥漿和蓄能地板。

背景技術：

目前地板輻射采暖憑借其實感溫度高、室內熱舒適性好、節(jié)省室內空間等優(yōu)勢逐漸成為當今建筑供熱領域最為青睞的供熱形式之一。地板輻射采暖水溫在40℃-50℃即可滿足熱用戶的基本需求，因此利用太陽能、淺層地熱能等低品位熱源供熱，蓄能材料低谷電蓄能等高效清潔技術是今后的研究重點。研究、開發(fā)和應用蓄能調溫型建筑構件，對降低建筑能耗、提高可再生能源的利用效率具有很大的工程應用價值和學術研究價值。

相變材料具有相變溫度可調、單位體積蓄能密度大的特點，具有良好的蓄能調溫效果。若將相變材料與建筑構件、可再生能源結合，可提高可再生能源的利用率。在實行分時電價的區(qū)域，通過在夜間低電價階段儲存熱量供白天采暖或空調制冷，可有效節(jié)省運行費用，實現對電力負荷削峰填谷的效果。

傳統(tǒng)相變材料存在易泄露、熱導率低、存在過冷、相變過程中體積變化大等問題，從而導致相變材料的封裝、強化傳熱、與建筑構件的相容性出現問題，因此不能直接應用于建筑構件中。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是解決現有的相變材料存在易泄露、熱導率低、存在過冷、相變過程中體積變化大的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種復合相變材料，包括有機相變材料和無機載體，所述有機相變材料充滿于所述無機載體的孔隙內，所述有機相變材料為聚乙二醇，所述無機載體為膨脹石墨，所述聚乙二醇與所述膨脹石墨的質量比為11.5:1。

本發(fā)明還提供了一種如上所述的復合相變材料的制備方法，包括以下步驟：

S1，將聚乙二醇與膨脹石墨以質量比為11.5:1配比得到混合物；

S2，將混合物放入恒溫干燥箱中進行負壓吸附。

其中，所述恒溫干燥箱中的壓力為-0.05Mpa。

其中，所述恒溫干燥箱中的溫度為70℃。

其中，所述恒溫干燥箱中進行負壓吸附的時長為10分鐘。

本發(fā)明還提供了一種蓄能砂漿，包括水泥、水、減水劑、早強劑和如上所述的復合相變材料，所述水泥、所述復合相變材料、所述水、所述減水劑與所述早強劑的配比為1:≤0.9:0.8～1:0.005:0.02。

本發(fā)明還提供了一種蓄能地板，包括由下至上依次鋪設的混凝土層、保溫板、蓄能砂漿層、毛細管網、找平層和地板層，所述蓄能砂漿層由如上所述的蓄能砂漿組成。

其中，所述蓄能砂漿層內設有龍骨，所述龍骨通過長釘與所述保溫板固定。

其中，所述毛細管網通過通水管與供熱系統(tǒng)的進出水管連接。

其中，所述毛細管網通過固定夾固定于所述蓄能砂漿層上。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點：本發(fā)明復合相變材料以聚乙二醇作為相變材料，以膨脹石墨作為支撐及強化傳熱材料，按11.5:1的質量比在壓力-0.05Mpa、溫度70℃的恒溫干燥箱中負壓吸附10min制得復合相變材料。膨脹石墨導熱系數高，具有發(fā)達的網狀孔型結構，通過微孔的毛細作用將相變材料聚乙二醇吸入微孔中從而有效避免液態(tài)相變材料的泄露，并提高相變材料的導熱性能，同時使其在相變過程中體積基本不變。本發(fā)明蓄能砂漿輕質蓄能，減小傳統(tǒng)水泥板的質量，同時減少建筑結構的承重，而且利用相變材料的潛熱蓄能，使蓄能砂漿單位體積蓄能密度大，復合相變材料與水泥等混合實現了對相變材料的二次封裝，同時可直接用于建筑施工中，且復合相變材料密度較小，減小了樓板的受力負荷，但同時可以滿足建筑建材的力學強度要求。

除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術問題、構成的技術方案的技術特征以及有這些技術方案的技術特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術特征及這些技術特征帶來的優(yōu)點，將結合附圖作出進一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例三蓄能地板的結構示意圖；

圖2是圖1的A-A向剖面圖。

圖中：1：混凝土層；2：保溫板；3：蓄能砂漿層；4：毛細管網；5：找平層；6：地板層；7：龍骨；8：長釘；9：通水管；10：固定夾。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”、“多根”、“多組”的含義是兩個或兩個以上，“若干個”、“若干根”、“若干組”的含義是一個或一個以上。

實施例一

本發(fā)明實施例提供的復合相變材料，包括有機相變材料和無機載體，有機相變材料充滿于無機載體的孔隙內，有機相變材料為聚乙二醇，無機載體為膨脹石墨，聚乙二醇與膨脹石墨的質量比為11.5:1。

本發(fā)明復合相變材料以聚乙二醇作為相變材料，以膨脹石墨作為支撐及強化傳熱材料，按11.5:1的質量比在壓力-0.05Mpa、溫度70℃的恒溫干燥箱中負壓吸附10min制得復合相變材料。膨脹石墨導熱系數高，具有發(fā)達的網狀孔型結構，通過微孔的毛細作用將相變材料聚乙二醇吸入微孔中從而有效避免液態(tài)相變材料的泄露，并提高相變材料的導熱性能，同時使其在相變過程中體積基本不變。

本發(fā)明還提供了一種如上所述的復合相變材料的制備方法，包括以下步驟：

S1，將聚乙二醇與膨脹石墨以質量比為11.5:1配比得到混合物；

S2，將混合物放入恒溫干燥箱中進行負壓吸附。

其中，恒溫干燥箱中的壓力為-0.05Mpa。恒溫干燥箱中的溫度為70℃。恒溫干燥箱中進行負壓吸附的時長為10分鐘。

本發(fā)明復合相變材料的制備方法將有機相變材料與高導熱多孔結構無機載體吸附混合，有機相變材料可充滿高導熱多孔結構無機載體的孔隙中，其中相變材料聚乙二醇的相變溫度可調，可選擇相變溫度處于15℃-20℃，20℃-30℃，30℃-40℃溫度區(qū)間的相變材料，從而可滿足不同溫度需求的場合。通過添加不同質量含量的膨脹石墨，制備的復合相變材料的導熱系數隨膨脹石墨的含量的增加而增大，實現其導熱性能的可調。

本實施例按11.5:1的質量比在壓力-0.05Mpa、溫度70℃的恒溫干燥箱中負壓吸附10min制得復合相變材料，相變起始溫度為27.6℃，相變終止溫度為42.1℃，相變潛熱為110.4KJ/Kg，導熱系數為2.719W/(m·K)。所制備的復合相變材料具有高導熱系數，相比于純相變材料，可使其導熱系數增大9.2％-106.3％。

實施例二

本發(fā)明還提供了一種蓄能砂漿，包括水泥、水、減水劑、早強劑和實施例一的復合相變材料，水泥、復合相變材料、水、減水劑與早強劑的配比為1:≤0.9:0.8～1:0.005:0.02。

本發(fā)明蓄能砂漿是通過將水泥、水、復合相變材料、早強劑、減水劑按一定比例混合制備出的相變蓄能水泥砂漿，改良了標準砂漿的通用制備方法，將復合相變材料取代標準砂，并加入一定比例的減水劑和早強劑以加速凝固，最終得到蓄能砂漿中水泥、復合相變材料、水、減水劑和早強劑的配比為1:≤0.9:0.8～1:0.005:0.02。本發(fā)明蓄能砂漿輕質蓄能，減小傳統(tǒng)水泥板的質量，同時減少建筑結構的承重，而且利用相變材料的潛熱蓄能，使蓄能砂漿單位體積蓄能密度大，復合相變材料與水泥等混合實現了對相變材料的二次封裝，同時可直接用于建筑施工中，且復合相變材料密度較小，減小了樓板的受力負荷，但同時可以滿足建筑建材的力學強度要求。

實施例三

如圖1和圖2所示，本發(fā)明還提供了一種蓄能地板，包括由下至上依次鋪設的混凝土層1、保溫板2、蓄能砂漿層3、毛細管網4、找平層5和地板層6，蓄能砂漿層3由實施例二的蓄能砂漿組成。

本發(fā)明蓄能地板是將蓄能砂漿經自然養(yǎng)護后應用于建筑采暖系統(tǒng)末端裝置的蓄能地板。本發(fā)明的蓄能地板及其采暖系統(tǒng)形式在太陽能、空氣源熱泵、地源熱泵的采暖系統(tǒng)或被動式太陽能建筑中的推廣應用，可以達到降低建筑能耗，提高室內熱環(huán)境穩(wěn)定性和舒適性的效果。蓄能砂漿層與毛細管網結合，使地板溫度分布均勻，提高室內舒適性，毛細管網的使用增加了地板單位面積的供熱量，改善了相變材料蓄熱速度慢的情況，本發(fā)明蓄能地板可預制、可模塊化拼裝，可作為空調、采暖末端形式，從而實現一種相變蓄能式供暖方式，可實行充熱放熱運行模式，在夜間分時電價計價地區(qū)及日間室外平均溫度較高的地區(qū)，可實現在夜間蓄熱，日間放熱模式，及日間蓄熱，夜間放熱模式，從而緩解供電負荷，實現對電力負荷削峰填谷的效果。既可以與以太陽能、淺層地熱能等低品位能源為熱源的熱泵空調系統(tǒng)結合應用，也可以與常規(guī)供熱系統(tǒng)結合應用，應用范圍不受系統(tǒng)形式及地域限制。

其中，蓄能砂漿層3內設有龍骨7，龍骨7通過長釘8與保溫板9固定。毛細管網4通過通水管9與供熱系統(tǒng)的進出水管連接。毛細管網4通過固定夾10固定于蓄能砂漿層3上。復合相變蓄能材料與建筑材料及其構件集成技術，使蓄能砂漿可直接用于建筑地板的敷設。

本實施例使用時，從下到上依次敷設，混凝土層、擠塑聚苯乙稀保溫板，將龍骨用長釘固定，接著敷設蓄能砂漿、毛細管網，將毛細管網用固定夾固定在蓄能砂漿上，用通水管連接毛細管網及供熱系統(tǒng)的進出水管，然后敷設蓄能砂漿找平層，將龍骨與毛細管網覆蓋、抹平，最后敷設木制地板。

綜上所述，本發(fā)明復合相變材料以聚乙二醇作為相變材料，以膨脹石墨作為支撐及強化傳熱材料，按11.5:1的質量比在壓力-0.05Mpa、溫度70℃的恒溫干燥箱中負壓吸附10min制得復合相變材料。膨脹石墨導熱系數高，具有發(fā)達的網狀孔型結構，通過微孔的毛細作用將相變材料聚乙二醇吸入微孔中從而有效避免液態(tài)相變材料的泄露，并提高相變材料的導熱性能，同時使其在相變過程中體積接本不變。本發(fā)明蓄能砂漿輕質蓄能，減小傳統(tǒng)水泥板的質量，同時減少建筑結構的承重，而且利用相變材料的潛熱蓄能，使蓄能砂漿單位體積蓄能密度大，復合相變材料與水泥等混合實現了對相變材料的二次封裝，同時可直接用于建筑施工中，且復合相變材料密度較小，減小了樓板的受力負荷，但同時可以滿足建筑建材的力學強度要求。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。