一种相变蓄能材料板及温度调节系统的制作方法

本发明涉及暖通领域，具体而言，涉及一种相变蓄能材料板及温度调节系统。

背景技术：

随着能源消耗的日益增加，在建筑领域，建筑节能成为研究的重要方向。

一方面，由于相变材料能够蓄集大量热量以减缓室内温度波动同时能够在热量需求较大时及时将储存的热量放出，相变墙体的应用日益成为节能领域的研究热点。

另一方面，毛细管网可以通过辐射的方式与建筑和人体进行热交换，毛细管网一般以水为介质输送能量，均匀散布能量，就像皮肤中的毛细血管一样柔和地调节室内温度，具有高效节能和高舒适度的特点，毛细管网因为热交换面积大，所以即使在热交换表面和室内空气之间温差较小的情况下也能进行很大的能量交换。供热时系统内水温只需28-32℃的低温热水。热交换的表面温度是绝对均匀的、且表面温度在欧洲标准容许的29℃以下。

但是现有技术中，往往只能实现供热功能，并且供热板的相变材料的相变温度区间比较单一，不能够满足多种环境的需要，比如不能够提供制冷，制冷时需要额外的设备。另外，现有的相变材料与毛细管网结合的技术，一般是用于建筑内装修还未曾开始的情况下，在楼板、墙壁、地面铺设毛细管，一般相变材料处于毛细管中，对于已经装修好的建筑，现有技术一般不能实施，即使实施，由于结构复杂，后期加装非常麻烦，对室内使用影响较大，其温度调节和节能效果有限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种相变蓄能材料板，其具有不同相变温度的相变材料，可以有选择性地调节室内所需要的温度。

本发明的另一目的在于提供一种温度调节系统，其能够方便地实现有选择性地调节室内所需要的温度。

本发明的实施例是这样实现的：

一种相变蓄能材料板，其包括相变蓄能层、绝热层和连接层，相变蓄能层、绝热层以及连接层从上至下依次连接；相变蓄能层设置有隔热板以将相变蓄能层分隔为第一相变蓄能单元和第二相变蓄能单元；第一相变蓄能单元由第一相变材料制成的第一本体以及埋设于第一本体中的第一管道；第二相变蓄能单元包括由第二相变材料制成的第二本体以及埋设在第二本体中的第二管道；第一相变材料的相变温度大于第二相变材料的相变温度。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的第一相变材料的相变温度为28-32℃；第二相变材料的相变温度为16-20℃。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的第一相变材料选自十二水硫酸铝钾、无水硫酸铜、二水硫酸钙、六水氯化钙、十水硫酸钠、硬脂酸、十八烷中的一种或多种；第二相变材料选自共晶盐、醇、芳香烃中的一种或几种。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的多个第一相变蓄能单元相互间隔设置，多个第二相变蓄能单元相互间隔设置；多个第一相变蓄能单元与多个第二相变蓄能单元相互交错。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的相变蓄能层的包括间隔设置的第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板相向的一面分别与第一相变蓄能单元以及第二相变蓄能单元相连。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板设置有连接部以将多个相变蓄能材料板相连。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的相变蓄能层与绝热层之间设置有反射膜。

在本发明的较佳实施例中，上述相变蓄能材料板的连接层设置有减震层。

一种温度调节系统，其包括第一控制系统、第二控制系统以及上述相变蓄能材料板；第一控制系统与第一管道连通形成回路；第二控制系统与第二管道连通形成回路。

在本发明的较佳实施例中，上述温度调节系统的第一控制系统包括热源和第一循环泵；第二控制系统包括冷源和第二循环泵，热源选自燃气、电能、太阳能中的一种或多种；冷源为制冷机组。

本发明的有益效果是：该相变蓄能材料板具有第一相变蓄能单元和第二相变蓄能单元，第一相变蓄能单元包含相变温度较高的第一相变材料，第二相变蓄能单元包含相变温度较低(相对于第一相变材料)的第二相变材料。该相变蓄能材料板可以选择性地将表面温度较好地维持在两个温度。可以方便地实现所需要的环境。另外，相变蓄能材料板可以相互拼接并铺设于所需要的场所，尤其是针对已经装修好的室内，可以随取随用，使用方便。该温度调节系统通过启动第一控制系统或第二控制系统，给相变蓄能材料板提供不同温度的介质，以适应不同的环境需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中相变蓄能材料板的剖面示意图；

图2为本发明实施例中相变蓄能材料板的第一管道和第二管道的分布图；

图3为本发明实施例中相变蓄能材料板的隔热板结构示意图；

图4为本发明实施例中温度调节系统的结构示意图。

图标：100-相变蓄能材料板；110-相变蓄能层；111-第一安装板；112-第二安装板；113-第一相变蓄能单元；114-第二相变蓄能单元；115-第一管道；116-第二管道；117-隔热板；118-支撑板；119-海绵层；120-绝热层；121-填充层；122-反射膜；130-连接层；131-支撑柱；132-减震层；133-第一连接部；134-第一凸起；135-第一通孔；136-第二连接部；137-第二凸起；138-第二通孔；200-温度调节系统；210-第一控制系统；211-热源；212-第一循环泵；220-第二控制系统；221-冷源；222-第二循环泵。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种相变蓄能材料板100，其包括重叠设置的相变蓄能层110、绝热层120以及连接层130。相变蓄能层110位于最外层，直接为外部环境供热或吸热；最内层为连接层130，用于固定于需要安装的表面上，例如墙体、底面或天花板等；中间层为绝热层120，用于防止相变蓄能层110与接触层之间的热交换。相变蓄能材料板100整体呈条状的矩形平板。相变蓄能层110、绝热层120以及连接层130之间通过粘合的方式固定连接。

应理解，本实施例中的相变蓄能材料板100的形状为矩形是出于加工生产和便于铺设的角度考虑，粘合的形式仅仅是优选方案之一，在本发明的其他实施例中，相变蓄能材料板100可以是方形、圆形、椭圆形或其他不规则形状，相变蓄能层110、绝热层120以及连接层130之间可以用螺钉、螺栓或者卡扣等其他紧固件相连，只要保证结构整体稳定即可。

相变蓄能层110包括第一安装板111、第二安装板112、多个第一相变蓄能单元113、多个第二相变蓄能单元114以及多个隔热板117。第一安装板111为长条形的矩形板，第一安装板111上设置间隔设置有条状的第一相变蓄能单元113，第一相变蓄能单元113沿第一安装板111的长度方向设置，第一相变蓄能单元113的截面为矩形，其材质采用蓄能相变材料。

第二安装板112与第一安装板111相对设置且形状与第一安装板111形状相同，第二安装板112上设置间隔设置有条状的第二相变蓄能单元114，第二相变蓄能单元114沿第二安装板112的长度方向设置，第二相变蓄能单元114的截面为矩形，其材质采用蓄能相变材料。

进一步的，第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114分别位于第一安装板111和第二安装板112相向的一侧。第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114交错设置，即多个第一相变蓄能单元113两两之间的间隙内容纳有第二相变蓄能单元114。且第一相变蓄能单元113和第二相变蓄能单元114两端齐平。

应理解，在本实施例中，多个第一相变蓄能单元113与多个第二相变蓄能单元114交错设置是为了供暖或制冷时更加均匀，第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114的截面均为矩形是为了二者可以更好的交错设置，节省空间。在本发明的其他实施例中，第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114可以分别只有一个或两个；第一相变蓄能单元113和第二相变蓄能单元114的截面形状可以为圆形、椭圆形、梯形或者其他不规则的形状。

进一步的，第一相变蓄能单元113采用第一相变材料，第二相变蓄能单元114采用第二相变材料。优选地，第一相变材料选用十二水硫酸铝钾，其相变温度为28～32℃；第二相变材料选用共晶盐类材料，其相变温度为16～20℃。当不同的相变蓄能单元运作时，温度可以维持在两种不同的水平。应理解，在本发明的其他实施例中，第一相变材料可以采用十二水硫酸铝钾、无水硫酸铜、二水硫酸钙、六水氯化钙、十水硫酸钠、硬脂酸、十八烷中的一种或多种；第二相变材料可以选用共晶盐、醇、芳香烃中的一种或多种。

请参照图1和图2，第一相变蓄能单元113的第一相变材料中埋设有第一管道115，优选地，第一管道115沿第一相变蓄能单元113的长度方向设置，且每个第一相变蓄能单元113内均有一个第一管道115。多个第一管道115的同一端汇集在一起，形成输入端和输出端，输入端和输出端位于第一相变蓄能单元113的两端。当介质从输入端流入，再从输出端流出，此过程中第一相变材料完成吸热或放热。

第二相变蓄能单元114的第二相变材料中埋设有第二管道116，优选地，第二管道116沿第二相变蓄能单元114的长度方向设置，且每个第二相变蓄能单元114内均有一个第二管道116。多个第二管道116的同一端汇集在一起，形成输入端和输出端，输入端和输出端位于第二相变蓄能单元114的两端。当介质从输入端流入，再从输出端流出，此过程中第二相变材料完成吸热或放热。

应理解，在本发明的其他实施例中，第一相变蓄能单元113中可以设有多个第一管道115，而第二相变蓄能单元114中可以设有多个第二管道116。第一管道115和第二管道116的结构也可以是多分支的毛细管网，只要输入和输出的两端在第一相变蓄能单元113或第二相变蓄能单元114的两端即可。

第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114之间设有隔热板117，隔热板117的两条长边分别与第一安装板111和第二安装板112相连。请参照图3，隔热板117具有三层结构，外侧的两边为隔热的海绵层119，中间层为支撑板118。支撑板118是具有支撑性能的刚性材料制成，例如钢板，木板等。应理解，在本发明的其他实施例中，隔热板117可以两个刚性板夹持海绵层119的结构。

请继续参照图1，绝热层120设于第二安装板112远离第一安装板111的一面，绝热层120包括填充层121和位于填充层121与第二安装板112之间的反射膜122。填充层121的材质为泡沫、海绵、木屑或其他具有多孔结构的材质。优选地，反射膜122为无纺布反射膜122，可以更好地反射相变蓄能层110传来的热量，避免热损失。应理解，在本发明的其他实施例中，反射膜122的种类不仅限于无纺布反射膜122，而可以是具有反射热量的其他种类。

连接层130为矩形的刚性板，其长度与绝热层120和相变蓄能层110的长度一样，其宽度略大于上述二者。连接层130长度方向的轴线与绝热层120和相变蓄能层110长度方向的轴线重合。连接层130具有支撑柱131，支撑柱131垂直于连接层130并穿过绝热层120连接至第二安装板112，以保证结构的稳定。优选地，连接层130为白铁板。连接层130的底部设有减震层132，以减轻连接层130与墙体或地面的冲击。

连接层130的两侧分别设有第一连接部133和第二连接部136。第一连接部133包括第一凸起134和设于第一凸起134上的第一通孔135。第一凸起134位于连接层130的侧边，第一凸起134长度与连接层130长度一致，并且向连接层130的宽度方向延伸。第一凸起134的厚度为连接层130的一半。第一凸起134靠近相变蓄能层110的一面与连接层130靠近相变蓄能层110的一面齐平。多个第一通孔135沿长度方向阵列设置于第一凸起134的长轴线上，第一通孔135的轴线方向垂直于连接层130。

第二连接部136包括第二凸起137和位于第二凸起137上的第二通孔138。第二凸起137位于连接层130远离第一凸起134的另一侧边，第二凸起137长度与连接层130长度一致，并且向连接层130的宽度方向延伸。第二凸起137的宽度与第一凸起134宽度一致。第二凸起137的厚度为连接层130厚度的一半。第二凸起137远离相变蓄能层110的一面与连接层130远离相变蓄能层110的一面齐平。多个第二通孔138沿长度方向阵列设置于第二凸起137的长轴线上，第一通孔135的轴线方向垂直于连接层130。

请参照图4，本实施例还提供一种温度调节系统200，其包括第一控制系统210、第二控制系统220以及相变蓄能材料板100。第一控制系统210包括热源211和第一循环泵212；第二控制系统220包括冷源221和第二循环泵222，热源211选自燃气、电能、太阳能中的一中或多种；冷源221为制冷机组。第一控制系统210通过管线与第一管道115形成回路，第二控制系统220通过管线与第二管道116连通形成回路。水或其他介质在热源211或冷源221内调整到合适的温度，再通过两个泵实现循环输送。应理解，在本发明的其他实施例中，相变蓄能材料板100可以设置两个或两个以上，多个相变蓄能材料板100的第一管道115可以收尾相连并与第一控制系统210连通形成回路，多个相变蓄能材料板100的第二管道116可以收尾相连并与第二控制系统220连通形成回路。

相变蓄能材料板100和温度调节系统200的工作原理及有益效果是，该相变蓄能材料板100和温度调节系统200具有第一相变蓄能单元113和第二相变蓄能单元114，第一相变蓄能单元113包含相变温度较高的第一相变材料，第二相变蓄能单元114包含相变温度较低(相对于第一相变材料)的第二相变材料。第一相变蓄能单元113与第二相变蓄能单元114内分别设有第一管道115和第二管道116。可以通过第一控制系统210和第二控制系统220选择性地分别向第一管道115和第二管道116输送不同温度的介质，该相变蓄能材料板100可以选择性地将表面温度较好地维持在两个不同的温度，以方便地实现所需要的温度环境。另外，相变蓄能材料板100两侧的第一连接部133和第二连接部136可以与其他相变蓄能材料板100的第二连接部136和第一连接部133通过螺钉、螺栓或销等紧固件相连，尤其是针对已经装修好的室内，可以随取随用，使用方便。

综上，本发明的相变蓄能材料板和温度调节系统具有第一相变蓄能单元和第二相变蓄能单元，第一相变蓄能单元包含相变温度较高的第一相变材料，第二相变蓄能单元包含相变温度较低(相对于第一相变材料)的第二相变材料。通过启动第一控制系统或第二控制系统，该相变蓄能材料板可以选择性地将表面温度较好地维持在两个温度。可以方便地实现所需要的环境。另外，相变蓄能材料板可以相互拼接并铺设于所需要的场所，尤其是针对已经装修好的室内，可以随取随用，使用方便。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。