英文文献和中文翻译Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings.docVIP

微囊包封相变材料在节能混凝土墙体上的应用 摘要 本文章研究一种在热方面使用相变材料的新型混凝土，最终目标是研发一种在建筑上能够起到节能的产品。现在的工作是建筑两个尺寸的混凝室作为实验装置，以研究相变材料的夹杂物在26摄氏度的熔化点下的影响，混凝室是在西班牙当地建造的。这个研究的结果表明了使用封装相变材料墙体能量的储存情况，与不用相变材料的传统混凝土相比，前者改善了热惯性，并且有较低的内部温度。 关键字：建筑，相变材料，热能量储存，节能，混凝土热贮备是能量守恒的一个重要方面，这主要归因于热能的合理利用，对于垃圾焚烧和工业过程中产生的余热的有效利用，还有对工业废热发电和太阳能的越来越多的利用。 对太阳能的利用要求一个有效的热储存，因此，对太阳能的利用要想成功，很大程度上，依赖于能量储存的方法。 早在1980年以前，相变材料就曾经被考虑用作建筑上的热储备。随着相变材料在石膏板、熟石膏、混凝土和其他材料墙体上的实现，热储备将会成为建筑结构的一部分甚至包括轻质建筑。在文献中，开发和测试用来引导相变材料人造壁板和相变材料混凝土系统的模拟实验，以提高标准石膏人造壁板和混凝土块的热能储存能力，试验在峰值负载移位和太阳能利用上有特别的兴趣。在过去20年中，一些大容量封装相变材料的窗体被用在主动或被动的太阳能利用上，包括直接获取。然而，大多数封装商业产品的表面，在相变材料遭到太阳直接辐射熔化以后，会向建筑不恰当地释放热量。相对地，建筑物的墙壁与天花板为建筑物每个区域的被动传热提供了大量的面积。一些研究者针对饱和石膏人造壁板和其他使用相变材料的建筑材料做了调查，并描述了不同类型的相变材料以及它们的特性。生产技术、热性能和已经注入相变材料的石膏人造壁板混凝土块的应用，已经在前面提到并且讨论过了。 相变材料必须被封装起来，这样就不会对结构材料的功能产生不利影响。先前的试验使用了大容量封装或者宏封装，由于相变材料较差的传导性导致了试验的失败。当从液相重新获取热量的时候，相变材料的边缘发生固化并且阻止了有效的热传递。与宏封装相比，尺寸太小了以至于其不发生影响。宏封装也允许相变材料的简单合并和与常规结构材料的经济结合，这一点已经被一些研究者研究过了，同时也被一些公司比如巴斯夫集团开发过了。封装相变材料在混凝土（微观和宏观）上的这两种方法也许存在一些不利点。相变材料用塑料或者金属封装价格昂贵但是安全，相变材料被当作一个单独的混凝土骨料，不会对其主要功能产生不利影响。往新制混凝土中注入相变材料的微囊包封是非常有效的，但是它可能会影响到混凝土的机械强度，同时它会导致相变材料熔化相往外渗色。 本文的主要目标是想证明在混凝土中使用微囊包封相变材料不会损失混凝土任何的原始特性，同时还能在冷却能力方面实现高节能。这项工作已经在欧盟项目下开始展开，其合作者来自西班牙、荷兰、希腊和法国。 实验安装由两个相同形状的混凝室组成，一个是由传统混凝土组成，另外一个是由改良以后的混凝土组成，称作Mopcon混凝土。混凝室是在TRNSYS的帮助下设计的，采用为此应用而开发的外形，并且在实验室里经过了确认。相变材料使用的是叫做Micronal1 PCM的商业微囊包封相变材料（来自巴斯夫集团），其熔点是26.8摄氏度，相变焓是110 kJ/kg。它在混凝土中的混合物和夹杂物被MOPCON工程开发，机械强度和热性能都经过了测试。结果表明，Mopcon混凝土抗压度超过了25 MPa，抗拉强度超过了6 MPa（28天以后的强度）这些有价值的性能为新结构创造了机会，同时，结合其他性能的测试结果可以推导出：这种新型混凝土的正式运用将会很快实现。 随着混凝土在MOPCON工程里的发展，板材以一种接近普通混凝土产品的方法生产出来。板材在希腊得到了运用，为测评墙体性能而进行的机械和热测试在荷兰和西班牙也得到了执行，并且最终定位在了西班牙。 两个混凝室表明上看是一样的，由六块混凝板组合在一起，但是其中一个有三块混凝板（南、西和顶部）是附加了重量5%的相变材料在里面。（如图1）混凝室的规格是2米×2米×3米，板材厚0.12厘米，窗户的分布情况如下：一个1.7米× 0.6米的窗户分布在东、西墙，四个0.75米× 0.4米的窗户分布在南墙，门在北墙。应该强调的是，混凝室不能绝缘，因为相变材料的影响需要单独去测试。 图1 混凝室视图图2 气象站混凝室的每面墙上都装有温度传感器，放着中间的那个屋子上，高度在1.2米和2.0米，还有一个热流量传感器放在南板里面的墙里。附近还建立了一个气象站（如图2），用来测量室外温度和风速。同时，在每个混凝室的顶部还安装了一个辐射传感器，用来测量辐射的信息和每个影子的可能性。所有的测量仪器都连接着一个利用电脑来处理数据的数据记录器 图3 测量仪器 2005年3月23日到4月1日，从混