加热和冷却空间制造技术

一种由多孔介质和相变材料的混合物形成的用于冷却和加热的本体，由此相变材料中的至少一些被吸收到多孔介质的孔隙结构内。

Heating and cooling space

A body formed by a mixture of porous media and phase change materials for cooling and heating, and at least some of the phase change materials are absorbed into the pore structure of the porous medium.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】加热和冷却空间
本专利技术涉及一种用于加热和冷却的本体以及形成该本体的方法。该本体可部署在面板中或作为瓷砖部署。
技术介绍
封闭空间内的热条件取决于空间的平均辐射温度(其与空间内和封闭空间的物体的表面温度相关)、空气温度、湿度和空气运动。通常期望控制这些条件中的一个或多个，以便在空间内提供热舒适性。顾名思义，建筑物中的空调系统通常旨在通过冷却或加热空间内的空气和通过控制空气供应的相对湿度来产生热舒适条件。空调主动地控制空间的热条件。然而，大体上，此类系统在操作期间消耗大量的能量。用于控制热条件的其它机构包括用于加热应用的液体循环散热器，或用于商业建筑物中的冷却应用的被动式冷梁。这些机构依靠空气的对流加热和冷却，因此限制了对空间的平均辐射温度的影响。暴露于空间的加热/冷却单元的总表面面积相对较小，因此需要高加热温度或低冷却温度来影响该空间内的平均辐射温度。此外，对于被动式冷梁，在表面温度可能降到露点以下的情况下，必须控制冷凝的风险。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及一种由多孔介质的颗粒和相变材料形成的用于冷却和加热的本体，由此相变材料中的至少一些被装载到多孔介质的颗粒的孔隙结构中。本专利技术的另一个实施例涉及一种用于冷却和加热的本体，其包括包含连结的颗粒的多孔介质，以及装载到多孔介质中且具有熔化潜热的相变材料，所述熔化潜热允许本体通过在固态与液态之间转换来冷却和加热空间。在一个实施例中，相变材料通过吸收或吸附而被装载到多孔介质中。在一个实施例中，多孔介质的颗粒具有孔隙结构。孔隙结构是从颗粒的外表面向内延伸的可容纳相变材料的空间、通道、裂纹或沟道。最大孔径由相变材料的表面张力决定，因为它旨在使相变材料通过毛细作用由多孔介质吸收。由于优选的相变材料的性质，多孔介质的颗粒的最大孔径优选为大致小于0.3mm的直径。在一个实施例中，多孔介质的孔隙度由以下中的至少一者提供：i)颗粒之间的空隙；以及ii)颗粒的孔隙结构。在一个实施例中，装载到多孔介质中的相变材料包括位于多孔介质的颗粒的孔隙结构中的相变材料。例如，相变材料可与多孔介质的颗粒混合，使得至少一些相变材料由毛细作用吸入多孔介质的颗粒的孔隙结构中。多孔介质和相变材料的该混合物然后形成为本体。在该实施例中，相变材料大致位于多孔介质的颗粒的孔隙内。在一个实施例中，载入多孔介质的相变材料包括位于多孔介质的颗粒之间的空隙中的相变材料。在一个实施例中，相变材料也可仅装载到多孔介质的颗粒的孔隙结构中。类似地，相变材料可仅位于多孔介质的颗粒之间的空隙中。然而，优选的是，相变材料可位于孔隙结构和空隙两者中。在一个实施例中，相变材料通过相变材料的表面张力保持在多孔介质内。表面张力可将相变材料保持在多孔介质颗粒之间的空隙内，或将相变材料保持在多孔介质的颗粒的孔隙内。相变材料是具有高熔化潜热的材料，当材料在液体与固体之间改变状态时，能使材料储存和释放大量的热能。熔化潜热是材料在液体与固体之间改变状态时发生的材料焓的变化。在一个实施例中，以多孔介质的重量计，60％-100％的相变材料被装载到多孔介质的孔隙结构中。适当地，以多孔介质的重量计，60％-70％的相变材料被装载到多孔介质的孔隙结构中。在一个实施例中，多孔介质包括硅藻土或石墨泡沫。适当地，硅藻土颗粒的直径或等效直径范围为0.9mm-3mm。在一个实施例中，相变材料包括基于动物或植物的有机相变材料。适当地，有机相变材料选自石蜡、脂肪酸、脂肪醇或其混合物。在一个实施例中，相变材料具有比目标温度低约1-2℃的熔点。熔点与目标温度之间的温差提供了温度梯度，以将空间加热或冷却至目标温度。在一个实施例中，相变材料包括熔点范围为15-20℃的的有机相变材料。这可允许本体将空间的环境温度保持在熔点范围以上约1-2℃。在一个实施例中，相变材料包括PureTempTM制剂。适当地，相变材料包括PureTemp18TM制剂。PureTemp18TM制剂的熔点约为18℃。PureTemp18TM的技术数据表通过引用并入本文。在一个实施例中，本体包括0.6-1.0kg/kg多孔介质的量的相变材料。适当地，本体包括0.6-0.9kg/kg多孔介质的量的相变材料。更适当地，本体包括约0.9kg/kg多孔介质的量的相变材料。在一个实施例中，混合物还包括导热添加剂。导热添加剂可用于改善本体与空间之间的传热。在一个实施例中，导热添加剂是金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物。在一个实施例中，金属纤维的长度范围为0.125mm-1.0mm。适当地，金属纤维包括铝纤维。在一个实施例中，混合物也包括粘结剂。粘结剂可用于提高本体的强度。在一个实施例中，粘结剂包括聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚氨酯。适当地，粘结剂包括水或聚氨酯树脂或聚酯树脂中的PVA乳剂。在一个实施例中，粘结剂包括水泥和水的混合物或预糊化淀粉。在一个实施例中，相变材料和多孔介质的组合被称为‘形状稳定的相变材料’(SSPCM)。在一个实施例中，该SSPCM包括以SSPCM的重量计37％-50％的相变材料以及50％-63％的多孔介质。在一个实施例中，本体包括800-1000g的SSPCM，其包括350g-500g的相变材料。在一个实施例中，粘结剂以0.04-0.4kg/kgSSPCM的量存在。适当地，粘结剂以0.04-0.1kg/kgSSPCM的量存在。在一个实施例中，混合物还包括限制多孔介质中的粘结剂的吸收的密封剂。粘结剂或密封剂可覆盖多孔材料的颗粒的至少一些孔隙。在一个示例中，多孔材料的一些颗粒的孔隙可由粘结剂或密封剂覆盖，以将一些相变材料封装在颗粒中。在另一个示例中，多孔材料的颗粒的孔隙并未由粘结剂或密封剂覆盖，且孔隙中的相变材料不受阻碍。在一个实施例中，密封剂包括水中的PVA乳剂。适当地，PVA以1:2至1:4的比例在水中稀释。在一个实施例中，本体包括复合材料。适当地，复合材料包括SSPCM、金属纤维和密封剂及粘结剂。在一个实施例中，密封剂和粘结剂可以是用水稀释的PVA乳剂。在一个实施例中，密封剂和粘结剂为SSPCM重量的约40％。在一个实施例中，本体的尺寸是200mm宽x300mm长，以及25mm-35mm厚。在一个实施例中，本体具有形成在本体的表面中的至少一个凹槽，每个凹槽用于接收毛细管。根据本专利技术的实施例，提供了一种用于提供加热和冷却的面板，该面板包括根据以上实施例中任一者的至少一个本体。在一个实施例中，面板包括设在至少一个本体的至少一侧上的外层。在一个实施例中，外层包括石膏、水泥、聚合树脂(例如聚氨酯)或其混合物的表层。在一个实施例中，外层包括建筑精加工表面。建筑精加工表面可为油漆、金属包层、瓷砖、石材贴面或木材贴面。在一个实施例中，表层包含增强纤维或增强网。在一个实施例中，纤维或网由玻璃、塑料、纤维素、金属、矿物或天然纤维或它们的混合物形成。在一个实施例中，表层包含金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物形式的导热添加剂。在一个实施例中，面板包括用于运输液体以从面板接收能量或向面板提供能量的至少一个毛细管。适当地，能量是热能。在一个实施例中，面板包括多个毛细管，每个毛细管基本彼此平行，并且在一端处连结到入口管，而在另一端处连结到出口管。在一个实施例中，每个毛细管连接到入口和出口以允使液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷却和加热的本体，包括：包含连结的颗粒的多孔介质，以及装载到所述多孔介质中且具有熔化潜热的相变材料，所述熔化潜热允许所述本体通过在固态与液态之间转换来冷却和加热空间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 AU 20159049571.一种用于冷却和加热的本体，包括：包含连结的颗粒的多孔介质，以及装载到所述多孔介质中且具有熔化潜热的相变材料，所述熔化潜热允许所述本体通过在固态与液态之间转换来冷却和加热空间。2.根据权利要求1所述的本体，其特征在于，所述多孔介质的颗粒具有孔隙结构，所述孔结构是从所述颗粒的外表面向内延伸的可容纳所述相变材料的空间、通道、裂纹或沟道。3.根据权利要求1或2所述的本体，其特征在于，所述多孔介质的最大孔径小于0.3mm直径。4.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，装载到所述多孔介质中的相变材料包括位于所述多孔介质的颗粒的孔隙结构中的相变材料。5.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，载入所述多孔介质中的相变材料包括位于所述多孔介质的颗粒之间的空隙中的相变材料。6.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，以所述多孔介质的重量计，60％-100％的所述相变材料被吸收在所述多孔介质的孔隙结构内。7.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述多孔介质包括硅藻土或石墨泡沫。8.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述相变材料包括选自石蜡、脂肪酸、脂肪醇或其混合物的有机相变材料。9.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述本体包括相对于每kg多孔介质0.6-1.0kg的量的相变材料。10.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括导热添加剂。11.根据权利要求10所述的本体，其特征在于，所述导热添加剂是金属粉末、金属纤维、石墨、碳化硼或其混合物。12.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括粘结剂。13.根据权利要求12所述的本体，其特征在于，所述粘结剂包括水中的PVA乳剂、聚氨酯树脂、聚酯树脂或水泥和水混合物中的任一者。14.根据权利要求12或13所述的本体，其特征在于，所述粘结剂以每kg多孔介质0.04-0.4kg的量存在。15.根据权利要求12至14中任一项所述的本体，其特征在于，所述混合物还包括限制所述多孔介质中的粘结剂的吸收的密封剂。16.根据权利要求15所述的本体，其特征在于，所述密封剂包括以1:2-1:4的比例在水中稀释的聚乙酸乙烯酯乳剂。17.根据前述权利要求中任一项所述的本体，其特征在于，所述本体具有形成在所述本体的表面中的至少一个凹槽，每个凹槽用于接收毛细管。18.一种用于提供加热和冷却的面板，所述面板包括根据前述权利要求中任一项所述的至少一个本体。19.根据权利要求18所述的面板，其特征在于，所述面板包括设在所述至少一个本体的至少一侧上的外层。20.根据权利要求19所述的面板，其特征在于，所述外层包括由石膏、水泥、聚合树脂或其混合物制成的表层。21.根据权利要求20所述的面板，其特征在于，所述表层结合有增强纤维或增强网。22.根据权利要求17至21中任一项所述的面板，其特征在于，所述表层结合有金属粉末、金属纤维、石墨、氮化硼或其混合物形式的导热添加剂。23.根据权利要求17至22中任一项所述的面板，其特征在于，所述面板包括用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·铂金斯，斯特凡·布雷，
申请(专利权)人：英沃斯私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU