新型节能石膏板欲抢空调“饭碗”
时间:2017-12-08

   一种新型节能石膏板抢空调“饭碗”

  麻省理工学院的“技术评论”最近报道说,一种白天吸热和夜间释放热量以减少空气调节的建筑材料将很快在美国上市。

  据介绍,大部分建筑墙体都是用来石膏板的。位于北卡罗来纳州的国家石膏公司正在测试一种新型的胶囊材料石膏板,通过吸热可以被动地冷却建筑物。该胶囊由德国化学巨头巴斯夫制造,可以添加到许多建筑产品中。在欧洲,一些建筑产品已经使用了巴斯夫的成果。

  巴斯夫的胶囊中含有相变材料,即随温度而变化的物质,并提供潜热,这使得房屋冷却的原理与冷却饮料时相同,因为它在熔化时吸收热量,每个聚合物胶囊含有固体石蜡在室温下融化,使白天的室温基本保持恒定,石蜡在夜间凉爽的气候下工作效果最好,夜间冷却释放白天储存的热量。

  Peter Schossig是德国慕尼黑弗劳恩霍夫研究所的工程师。他的团队与巴斯夫合作开发了这种胶囊。他说,在南欧一些国家,这种材料白天可以吸收足够的热量,节省高达20%的空调用电需求。在北欧,夜间温度较低,使用这种材料的建筑物根本不需要空调。

  这一新成果有助于推动建筑行业的绿色趋势,使用绿色建筑材料,保持舒适的室内温度,无电。据美国能源情报署统计,在美国,建筑物消耗了全国总发电量的70%左右,其中8%是家庭和办公室的空调用电,目前轻型建筑材料被广泛使用在美国,如木制框架和石膏板,它们使建筑物尽快完工,但这些材料不吸收太多的热量,所以室内温度全天波动。

  麻省理工学院建筑技术和机械工程教授Leon Glicksman表示,相变材料提供了一种将再生器添加到轻质建筑材料中的方法。自20世纪50年代以来,几家公司一直在试图开发可以利用相变材料特性的被动冷却系统,但由于很难将新材料加入到现有的建筑材料中,所以它们的成功有限。

  巴斯夫通过用热水快速搅拌熔化的蜡获得微胶囊。由于蜡和水相互排斥,蜡在水中形成许多小滴蜡。当研究者在蜡 - 水混合物中添加丙烯酸前体时,蜡和水之间的斥力使得丙烯酸前体包封蜡滴的表面。得到的潮湿混合物可以加入到用于制造石膏板的粉末中,或者在干燥后加入到其他建筑材料如水泥和石膏中。

  另一家化学巨头,杜邦公司也生产在欧洲销售的胶囊封装相变材料,作为吸热板。巴斯夫的战略与杜邦的战略略有不同:他们将胶囊出售给其他公司加入建筑材料,包括天花板,加气混凝土砌块和石膏板。巴斯夫的一项研究预测,如果家中使用的石膏含有360克使用德国电力价格和天气条件的相变材料(成本为4,883美元),电力节省可能在五年内用于支付成本。

  国家石膏公司目前正在与国家可再生能源实验室和新兴加州技术协调委员会合作,对其吸热石膏板进行现场测试。石膏板是由巴斯夫的微胶囊和石膏混合而成,经过调整后,巴斯夫的石蜡材料可以在不同的设定温度下熔化,例如国家石膏公司使用的产品熔点为22.8摄氏度。该公司表示,每平方英尺的石膏板能量可以存储22BTU(英国热量单位)。

  新产品上市前,全国石膏将全年测试其性能至少一年。该公司发言人表示,他们将调整胶囊的数量,这取决于他们在美国西部的表现。现场测试数据也将测试新的石膏板,最终可以节约能源几何。

  迄今为止,吸热胶囊仅在被动系统中进行过测试,但Glicksman相信,它们也可用于气候温暖的更活跃系统。在一些商业建筑中,您可以以更便宜的价格打开空调,白天保持相变材料更冷。 Schossig还表示,他的团队和巴斯夫将从主动系统实验中收集数据。

  “科学时报”(2010-2-11 A3科技产业)