一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体制造技术

本发明专利技术属于换热设备技术领域，涉及一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体。所述的墙体包括混凝土层(1)、相变蓄冷层(2)、微穿孔板(5)、保温层(8)、导热冷桥。本发明专利技术的兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体能够在用于核电站主控室和电仪设备间时，兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能。蓄冷和强化换热功能。蓄冷和强化换热功能。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体


[0001]本专利技术属于换热设备
，涉及一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体。

技术介绍

[0002]核电站主控室和电仪设备间在丧失交流电后，若不进行通风或冷却，散热量集聚将导致房间温度逐渐升高，可能超过设备运行和人员居留所需温度限值。目前核电站多采用带应急电源的能动通风冷却系统，机房和风管占地大，设备采购和运维费用高，且占用较大的事故后应急电源容量，可靠性和经济性有待提高。
[0003]民用市场存在一种将固体相变材料和冷冻水管结合的蓄冷墙技术，可与混凝土墙体结合安装，不占用额外空调机房，具备良好的非能动冷却效果，但其材料和结构不满足核电站建筑装修、防火、防水、辐射防护等方面的设计要求。
[0004]核电站主控室可居留区围护结构墙体较厚，具备优良的蓄冷潜力，但为了满足主控室噪声限值，墙体装修外立面需布置带微穿孔和吸声材料的消声板，热阻较大，降低了混凝土结构的蓄冷和释冷效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，以能够在用于核电站主控室和电仪设备间时，兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能。
[0006]为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，所述的墙体包括混凝土层、相变蓄冷层、微穿孔板、保温层、导热冷桥，
[0007]所述的保温层布置在墙体的最外侧，用于限制蓄冷边界向外界传热；
[0008]所述的混凝土层与所述的相变蓄冷层连接，并整体位于所述的保温层的内侧，所述的微穿孔板的外侧；
[0009]所述的混凝土层用于承受墙体结构载荷，并提供部分蓄冷量；
[0010]所述的相变蓄冷层用于提供大部分蓄冷量；
[0011]所述的微穿孔板用于辐射换热、对流换热和降噪；
[0012]所述的导热冷桥连接所述的微穿孔板、相变蓄冷层和混凝土层，即作为结构支撑件，也作为传热部件。
[0013]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中：
[0014]所述的相变蓄冷层主要由支撑材料和相变蓄冷材料构成，所述的支撑材料为多孔或纤维状固体，所述的相变蓄冷材料的颗粒按一定比例混合在所述的支撑材料中，以使所述的相变蓄冷材料在任何相态下所述的相变蓄冷层整体都可维持固态；
[0015]所述的相变蓄冷材料可采用有机材料、无机材料或共晶盐，以在房间设计温度(20
‑
50℃)以下保持固态，超过房间设计温度转化为液态，且所述的相变蓄冷材料的熔化潜
热不低于200kJ/kg；
[0016]所述的微穿孔板由导热系数大于100W/m.K的高导热金属制成，表面涂黑体辐射涂层；
[0017]所述的保温层的材质为防火绝热材料，其导热系数小于0.05W/m.K，耐火温度大于1200℃，耐火时间大于2h，以降低火灾风险(若所述的保温层用于核电站，材料还需耐辐照(剂量大于4
×
104Gy)、耐老化、耐蒸汽、不吸水、不膨胀、不发霉)。
[0018]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中当相变材料为包括石蜡的可燃有机化合物时，可将所述的相变蓄冷层置于所述的混凝土层和所述的保温层之间。
[0019]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中所述的相变蓄冷层内侧表面加工成粗糙多孔形状或贴附一层消声材料，以具备一定的阻性消声特性，配合所述的微穿孔板形成阻抗复合型消声功能。
[0020]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中采用整体式重力热管作为导热冷桥，以提高所述的相变蓄冷层内部的热传导能力。利用热管传热的单向性可实现不同的蓄冷和释冷速率。若房间需要快速蓄冷且缓慢释冷，则重力热管蒸发段设置在相变蓄冷层中；若房间需要缓慢蓄冷且快速释冷，则重力热管蒸发段设置在室内侧。
[0021]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中若正常运行时房间设计温度大于等于墙体相变温度，所述的墙体还包括冷冻水盘管(若正常运行时房间设计温度低于墙体相变温度，不需冷冻水盘管，仅靠热管导热维持相变材料为固态)，其穿过并布置在所述的相变蓄冷层的内部或表面，用于两者相结合，提供大部分蓄冷量；所述的冷冻水盘管为螺旋形、迂回型、螺旋迂回型或毛细管分支型(其中毛细管分支型可提高供冷的均匀性，并降低管道设计压力和水淹风险)。
[0022]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中根据所述的冷冻水盘管的冷冻水接口位置，所述的相变蓄冷层既可以位于所述的混凝土层外侧(接近室外)，也可以位于所述的混凝土层内侧(接近室内)。
[0023]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中所述的墙体还包括在所述的相变蓄冷层下方地面设置的排水槽与排水管，用于收集、排出管道泄漏水和冷凝水，避免水淹对室内装修和设备造成影响，同时作为监测所述的冷冻水盘管完整性的手段。
[0024]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中所述的微穿孔板采用冷辐射板结构，并与墙体最内侧保持一定距离，以形成上下贯通的通风空腔，利用房间/墙体温差和上下微穿孔高差形成自然通风，同时强化辐射和对流传热。
[0025]在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其中所述的墙体还包括阻性消声层和设置在其内的通风空腔，
[0026]所述的阻性消声层布置在所述的相变蓄冷层与所述的微穿孔板之间，用于与所述的微穿孔板和所述的通风空腔共同组成消声换热层，同时满足阻性和抗性消声需求；
[0027]所述的阻性消声层的材质为难燃级有机纤维或无机纤维(所述的阻性消声层若用
于核电站，耐辐照剂量还需满足4
×
104Gy)。
[0028]本专利技术的有益效果在于，本专利技术的兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体能够在用于核电站主控室和电仪设备间时，兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能。
[0029]本专利技术的墙体正常运行时通过墙内冷冻水盘管将冷量储存在混凝土和相变材料中，失电事故后通过热管和换热板将混凝土和相变材料中的蓄冷量传导至房间，同时通过对换热板进行特殊结构设计，使其具备消声降噪功能。
[0030]本专利技术的有益效果具体体现在：
[0031]1)本专利技术通过在散热房间采用非能动运行的相变蓄冷墙，可取消失电事故后的能动冷却系统，提高空调系统的经济性和被动可靠性，并可进一步降低房间噪声。
[0032]2)本专利技术通过将相变蓄冷层布置在混凝土墙体外侧，并采用热管强化墙内导热，冷冻水无需进入房间也能满足房间蓄冷和释冷，降低了水管泄漏造成电气设备故障的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具消声、相变蓄冷和强化换热功能的墙体，其特征在于：所述的墙体包括混凝土层(1)、相变蓄冷层(2)、微穿孔板(5)、保温层(8)、导热冷桥，所述的保温层(8)布置在墙体的最外侧，用于限制蓄冷边界向外界传热；所述的混凝土层(1)与所述的相变蓄冷层(2)连接，并整体位于所述的保温层(8)的内侧，所述的微穿孔板(5)的外侧；所述的混凝土层(1)用于承受墙体结构载荷，并提供部分蓄冷量；所述的相变蓄冷层(2)用于提供大部分蓄冷量；所述的微穿孔板(5)用于辐射换热、对流换热和降噪；所述的导热冷桥连接所述的微穿孔板(5)、相变蓄冷层(2)和混凝土层(1)，即作为结构支撑件，也作为传热部件。2.根据权利要求1所述的墙体，其特征在于：所述的相变蓄冷层(2)主要由支撑材料和相变蓄冷材料构成，所述的支撑材料为多孔或纤维状固体，所述的相变蓄冷材料的颗粒按一定比例混合在所述的支撑材料中，以使所述的相变蓄冷材料在任何相态下所述的相变蓄冷层(2)整体都可维持固态；所述的相变蓄冷材料可采用有机材料、无机材料或共晶盐，以在房间设计温度以下保持固态，超过房间设计温度转化为液态，且所述的相变蓄冷材料的熔化潜热不低于200kJ/kg；所述的微穿孔板(5)由导热系数大于100W/m.K的高导热金属制成，表面涂黑体辐射涂层；所述的保温层(8)的材质为防火绝热材料，其导热系数小于0.05W/m.K，耐火温度大于1200℃，耐火时间大于2h，以降低火灾风险。3.根据权利要求1所述的墙体，其特征在于：当相变材料为包括石蜡的可燃有机化合物时，可将所述的相变蓄冷层(2)置于所述的混凝土层(1)和所述的保温层(8)之间。4.根据权利要求1所述的墙体，其特征在于：所述的相变蓄冷层(2)内侧表面加工成粗糙多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡北，李百利，刘婧，韩金权，张丽丽，张凤霖，邱珊珊，康健，朱芸芸，陈浩南，刘新，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：