内置相变填充材料的带空腔的多层墙体制造技术

内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，包括混凝土墙体、保温层、反射层、饰面层、风机、高温相变材料水管和低温相变材料水管。混凝土墙体中设有空腔，保温层和反射层依次设置于混凝土墙体外侧，饰面层两端设有与空腔连通的上风口和下风口，高温相变材料水管和低温相变材料水管设置于空腔中。高温相变材料水管和低温相变材料水管均包括同心管、进水管和出水管；同心管包括外管、内管、圆环通道和温度传感器；两端密封的圆环通道内填充相变填充材料。通过在不同季节的白天和晚上控制相变填充材料吸热和放热调节室内空气的温度。本发明专利技术结构简单，操作便捷，能够有效缓解室内温度波动变化，提高室内舒适性，在全年工况下实现建筑节能的目的。

Multi-layer wall with cavity and phase change filling material

【技术实现步骤摘要】
内置相变填充材料的带空腔的多层墙体
本专利技术涉及建筑用墙体，特别是一种内置相变填充材料的带空腔的多层墙体。
技术介绍
伴随着全球工业的快速发展，以煤、石油和天然气等为代表的不可再生能源的供给已呈现出了日益紧张的趋势。如何实现节能减排成为摆在人类面前的一项艰巨而迫切的任务。建筑能耗中大概80%耗能为通风、采暖及空调耗能。能源紧缺的现状，如何在建筑中提高能源效率，最大限度地降低建筑能源消耗对节约能源有着十分重要的意义。相变材料（PCM）具有很强的潜热蓄热特性，将其与建筑墙体结合，可利用其自身相态变化将暂时不用的能量存储起来，需要时再释放，缓解室内温度波动以实现建筑节能。相变材料的相变温度在接近室温时性能最佳，但是对于夏热冬冷地区，夏季温度很高，冬季温度很低，仅使用一种相变温度的材料无法实现在全年工况下的建筑节能。现有对相变墙体的研究中，通过在墙体中设置两种相变材料，冬季时利用相变温度较低的、夏季时利用相变温度较高的；或采用主动式的相变墙体，利用其他能源使得相变材料形成完整的相变循环；或利用机械装置使得不同相变材料在不同季节发生位置的变化。然而上述现有相变材料与建筑墙体的结合，在应用时由于温度过低（冬季）或者过高（夏季），相变材料在全天可能无法实现完整的相变循环，从而其潜热利用率不高；且主动式结构不能使得室内空气与两种相变材料均进行直接的热交换，进而换热能力不强；另外实现相变材料位置变化的机械装置存在结构复杂等，对建筑墙体的生产和使用存在不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，通过在墙体中设置同心管，分别在不同同心管的内管与外管之间填充不同相变温度的相变填充材料，使得在冬季与夏季工况下均能提高相变填充材料的潜热利用率，且使相变填充材料与室内空气间进行更有效更直接的热交换，从而实现建筑节能。本专利技术的技术方案是：内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，包括混凝土墙体、保温层、反射层、饰面层、风机、高温相变材料水管和低温相变材料水管。所述混凝土墙体中靠近饰面层设有空腔。所述保温层设置于混凝土墙体的外侧，用于对混凝土墙体进行保温。所述反射层紧贴保温层外侧设置，其由高反射率的涂层构成。所述饰面层上端设有多个上风口、下端设有多个下风口，每个上风口和下风口内均设有风机，上风口和下风口分别与空腔的两端连通，以使得空气通过上风口和下风口在室内和空腔内循环流动。所述高温相变材料水管和低温相变材料水管并排设置于空腔中。所述高温相变材料水管包括同心管、进水管和出水管；所述同心管包括外管、内管、圆环通道和温度传感器；外管和内管形成的圆环通道内填充有高温相变填充材料，圆环通道的两端密封；温度传感器设置于圆环通道内，用于测量圆环通道中填充的相变填充材料的温度。所述同心管的内管一端与进水管相连通，另一端与出水管相连通；所述进水管和出水管分别穿过饰面层设于同心管的两端。所述低温相变材料水管与高温相变材料水管的结构和连接方式均相同，其不同之处在于外管和内管形成的圆环通道内填充的是低温相变填充材料。本专利技术进一步的技术方案是：所述圆环通道的两端采用铝制材料密封。本专利技术再进一步的技术方案是：所述高温相变材料水管的圆环通道内填充的高温相变填充材料其相变温度为28℃～35℃，用于在夏季发挥作用；所述低温相变材料水管的圆环通道内填充的低温相变填充材料其相变温度为10℃～18℃，用于在冬季发挥作用。前述的内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，在夏季白天时，室内的高温空气经下风口中风机作用进入空腔内，室内高温空气的温度高于高温相变材料水管内的相变填充材料的相变温度时，管内相变填充材料吸收室内空气的热量熔化，降温后的空气经上风口中风机作用进入室内，降低室内温度。在夏季夜间时，关闭上风口、下风口中的风机，温度传感器测量圆环通道中填充的相变填充材料的温度，当相变填充材料的温度大于其相变温度相变填充材料完全熔化时，低于其相变温度的冷水从进水管中通入，进入同心管中的内管，圆环通道内填充的高温相变填充材料与内管中的冷水进行换热凝固，释放出白天储存在相变材料中的热量，使得水温升高，温度升高的水从出水管中流出，凝固后的相变填充材料重新恢复蓄热能力，为白天吸收室内热量作好准备。在冬季白天时，室内的低温空气经上风口中风机作用进入空腔内，室内低温空气的温度低于低温相变材料水管内的相变填充材料的相变温度时，室内低温空气与管内相变填充材料进行热交换，使该相变填充材料放热凝固进而升高空气温度，升温后的空气由下风口中风机作用进入室内，提高室内温度。在冬季夜间时，关闭上风口、下风口中的风机，低温相变材料水管内的温度传感器测量其圆环通道中填充的相变填充材料的温度，当相变填充材料的温度小于其相变温度相变填充材料完全凝固时，高于其相变温度的热水从进水管中通入，进入同心管中的内管，圆环通道内填充的低温相变填充材料与内管中的热水进行换热熔化，换热后温度降低的水从出水管中流出，熔化后的相变材料储存热量供白天使用。本专利技术与现有技术相比具有如下特点：1、本专利技术通过在混凝土墙体中布置内置不同相变材料的同心管，实现在冬夏两种季节均能充分利用相变填充材料的潜热，以此有效地缓解室内温度波动情况，从而提高室内舒适性，在全年工况下达到建筑节能的目的。2、本专利技术结构简单，操作简捷，实用性强，具有较好的市场应用前景。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本专利技术同心管安装结构示意图；图4为本专利技术同心管截面图。具体实施方式实施例一，如图1-4所示，内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，包括混凝土墙体1、保温层2、反射层3、饰面层4、风机5、高温相变材料水管6和低温相变材料水管7。所述混凝土墙体1中靠近饰面层4设有空腔1-1。所述保温层2设置于混凝土墙体1的外侧，用于对混凝土墙体1进行保温。所述反射层3紧贴保温层2外侧设置，其由高反射率的涂层构成，通过该高反射率涂层能够抵挡部分的太阳辐射，减少外部传入室内的热量。所述饰面层4上端设有多个上风口4-1、下端设有多个下风口4-2，每个上风口4-1和下风口4-2内均设有风机5，上风口4-1和下风口4-2分别与空腔1-1的两端连通，以使得空气通过上风口4-1和下风口4-2在室内和空腔1-1内循环流动。所述高温相变材料水管6和低温相变材料水管7并排设置于空腔1-1中。所述高温相变材料水管6包括同心管6-1、进水管6-2和出水管6-3；进水管6-2和出水管6-3分别穿过饰面层4设于同心管6-1的两端。所述同心管6-1包括外管6-1-1、内管6-1-2、圆环通道6-1-3和温度传感器6-1-4；外管6-1-1和内管6-1-2形成的圆环通道6-1-3内填充有高温相变填充材料，圆环通道6-1-3的两端采用铝制材料密封以减轻墙体的重量，温度传感器6-1-4设置于圆环通道6-1-3内，用于测量圆环通道6-1-3中填充的相变填充材料的温度，以控制是否往内管6-1-2中通水。同心管6-1的内管6-1-2一端与进水管6-2相连通，另一端与出水管6-3相连通，以使得水能够从进水管6-2流入同心管6-1，并从出水管6-3流出，从而控制圆环通道6-1-3内填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，其特征是：包括混凝土墙体、保温层、反射层、饰面层、风机、高温相变材料水管和低温相变材料水管；所述混凝土墙体中靠近饰面层设有空腔；所述保温层设置于混凝土墙体的外侧，用于对混凝土墙体进行保温；所述反射层紧贴保温层外侧设置，其由高反射率的涂层构成；所述饰面层上端设有多个上风口、下端设有多个下风口，每个上风口和下风口内均设有风机，上风口和下风口分别与空腔的两端连通，以使得空气通过上风口和下风口在室内和空腔内循环流动；所述高温相变材料水管和低温相变材料水管并排设置于空腔中；所述高温相变材料水管包括同心管、进水管和出水管；所述同心管包括外管、内管、圆环通道和温度传感器；外管和内管形成的圆环通道内填充有高温相变填充材料，圆环通道的两端密封；温度传感器设置于圆环通道内，用于测量圆环通道中填充的相变填充材料的温度；所述同心管的内管一端与进水管相连通，另一端与出水管相连通；所述进水管和出水管分别穿过饰面层设于同心管的两端；所述低温相变材料水管与高温相变材料水管的结构和连接方式均相同，其不同之处在于外管和内管形成的圆环通道内填充的是低温相变填充材料。

【技术特征摘要】
1.内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，其特征是：包括混凝土墙体、保温层、反射层、饰面层、风机、高温相变材料水管和低温相变材料水管；所述混凝土墙体中靠近饰面层设有空腔；所述保温层设置于混凝土墙体的外侧，用于对混凝土墙体进行保温；所述反射层紧贴保温层外侧设置，其由高反射率的涂层构成；所述饰面层上端设有多个上风口、下端设有多个下风口，每个上风口和下风口内均设有风机，上风口和下风口分别与空腔的两端连通，以使得空气通过上风口和下风口在室内和空腔内循环流动；所述高温相变材料水管和低温相变材料水管并排设置于空腔中；所述高温相变材料水管包括同心管、进水管和出水管；所述同心管包括外管、内管、圆环通道和温度传感器；外管和内管形成的圆环通道内填充有高温相变填充材料，圆环通道的两端密封；温度传感器设置于圆环通道内，用于测量圆环通道中填充的相变填充材料的温度；所述同心管的内管一端与进水管相连通，另一端与出水管相连通；所述进水管和出水管分别穿过饰面层设于同心管的两端；所述低温相变材料水管与高温相变材料水管的结构和连接方式均相同，其不同之处在于外管和内管形成的圆环通道内填充的是低温相变填充材料。2.如权利要求1所述的内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，其特征是：所述圆环通道的两端采用铝制材料密封。3.如权利要求1所述的内置相变填充材料的带空腔的多层墙体，其特征是：所述高温相变材料水管的圆环通道内填充的高温相变填充材料其相变温度为28℃～35℃，用于在夏季发挥作用；所述低温相变材料水管的圆环通道内填充的低温相变填充材料其相变温度为10℃～18℃，用于在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢东，巫洋茜，王汉青，何宗武，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43