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相變儲能建筑材料是一種新型建筑節能功能材料，利用相變儲能材料可以使傳統能 源和可再生能源在時間和地點上進行流轉，自動優化能源供應和需求之間的匹配，屬于 智能能源概念，在建筑中應用這種材料可以顯著提高建筑物的能源利用效率。其應用方 式主要有兩種。 一為通過相變儲能建筑材料提高建筑物對太陽能等可再生能源的利用率，降低建筑 物對傳統能源的消耗。冬季，太陽能熱豐富的時間為晴天和白天，而我們對太陽能熱需 求的時間是晚上和陰天，二者之間存在明顯的時間不匹配性。利用相變儲能建筑材料蓄 存白天和晴好天氣時的太陽能，在夜間或陰天將蓄存的太陽熱釋放出來，使得建筑物利 用太陽能的時間從白天和晴天延長到夜間和陰天，提高建筑物利用太陽能的量。 第二種方式為利用相變儲能建筑材料開發電力峰谷差“綠色能源”。在盛夏或嚴寒時 節，空調或其它取暖設備往往集中使用，造成電力緊張，供不應求，而在其它時段又出 現電力過剩的現象，出現所謂的電力峰谷現象。為消除峰谷現象，電力公司將峰時電價 定為谷時電價的數倍，以鼓勵電力用戶多使用谷時電。在電力需求的波谷時段，可采用 相變儲能復合材料蓄存由空調或制熱設備產生的冷量和熱量，用于電力波峰時段，降低 空調等設備在波峰時段的用電強度，可從用戶側的角度減小電力峰谷差，實現節電、節 能和節約資源的效果。 此外，相變儲能建筑材料還可提高建筑物的熱穩定性和熱惰性，減緩建筑物室內的 溫度波動，在提高室內熱舒適度的同時，降低空調制冷或加熱設施的啟、停頻率和運行 時間，并達到降低建筑能耗的目的。

一、 項目簡介近年來，隨著能源與環境問題的日益突出，地源熱泵成為供熱空調系統的新寵，各地爭相建設。但是，一些地源熱泵系統項目由于存在設計考慮不周、施工偷工減料及運行精細化不夠等問題，出現了大量的項目運行不理想或失敗的案例。尤其是，地源熱泵（土壤源熱泵）系統需要保持土壤的冷熱平衡問題沒有引起設計和運行人員的注意。北方地區，在全年的建筑用能上，常常出現用熱量遠大于用冷量的情況，在系統設計時需要考慮補助熱源的設計，在運行過程中需要特別實時監測地下溫度場的平衡。太陽能-地源熱泵聯合系統（HSGSHPS），由地源熱泵系統（GSHPS）和太陽能輔助地源熱泵系統（SAGSHPS）組成，可以為建筑供冷、供熱及供熱水，既解決了夏季空調能耗遠低于冬季供熱能耗建筑單純使用地源熱泵時出現的地溫不平衡問題，同時最大限度利用可再生能源。具有如下優點：兩個子系統熱負荷分配靈活可調，適應負荷計算的不確定性；非供熱季太陽能通過跨季節儲存與土壤中，既減少了太陽能集熱器的需求面積，又可以提高土壤溫度，進而提高地源熱泵機組COP；太陽能冬季直接供熱效率高，提高整個系統供熱的COP。本項目的特點是因地制宜根據建筑負荷需要和建筑所在地地質和太陽能資源情況，對供熱空調系統進行優化設計，保證地源熱泵系統的平穩運行并使系統初投資和運行成本最低。二、 項目技術成熟程度本項目技術已在小型別墅建筑和中型辦公建筑進行示范運行，積累了大量的經驗，基本達到成熟。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）本項目依托國家科技支撐計劃項目、天津市科技支撐計劃項目和天津市科技計劃重大項目完成，獲得驗收，現有發明專利一項：一種太陽能-地源熱泵聯合建筑供能系統（專利號：201110146044.1）。四、 市場前景（應用領域、市場分析等）目前，在新農村建設中，很多地區處于找不到熱源的狀態，城市集中供熱不能到達，燃煤鍋爐不允許新建，燃氣鍋爐供熱運行費用太高且燃氣氣源緊張，傳統的供熱方式不能適應新農村建設，太陽能耦合地源熱泵系統以可再生能源為熱源，消耗部分電能可獲得3-5倍熱量為建筑供熱，同時，可以實現建筑的制冷空調，室內舒適度高，運行費用低。本項目技術適用于農村小型建筑、別墅以及中型辦公建筑或住宅，應用前景很好。五、 規模與投資需求（資金需求、場地規模、人員等需求）以260 m2的別墅建筑為例，建筑供熱負荷約15 – 20 kW，供冷負荷約為18 – 25 kW，需配置一臺地源熱泵機組，太陽能集熱器25 – 40 m2，室內布置風機盤管4 – 6臺，室外鉆孔4 – 5口，孔深110 m。 系統投資10 – 15萬元， 系統供暖運行費用15 – 18 元/m2。以5000 m2的辦公建筑為例，建筑熱負荷約為260kW，冷負荷為360kW。室內末端采用風機盤管，采用地源熱泵與太陽能跨季節儲熱輔助地源熱泵系統耦合形式，系統總投資約為300萬元，系統運行供暖費用8 – 10元/m2。六、 生產設備本項目所涉及的設備均可通過外購途徑獲得，企業無需投入相關生產設備。七、 效益分析采用合同能源管理形式為用戶提供能源服務，或者為用戶提供系統設計等形式，對該供熱空調系統進行推廣，比傳統的集中供熱節省運行費用30-50%。八、 合作方式專利轉讓、技術入股均可，面議。九、 項目具體聯系人及聯系方式（包括電子郵箱）聯系人：王恩宇電話：1380217895Email: [email protected]十、 高清成果圖片3-4張

本實用新型涉及一種高寒地區太陽能建筑地基蓄能供暖系統，利用建筑地基儲存太陽能，主要包括太陽能集熱器、暖風機、蓄/放熱盤管、保溫地基蓄熱層、土壤測溫探頭、溫控器、膨脹水箱。供暖初期太陽能集熱器提前向地基蓄熱，晴天根據需要通過暖風機向室內供暖或通過蓄/放熱盤管儲存備用；陰雨天及夜晚地基釋放蓄熱向房間供暖；極端寒冷夜晚微開防凍回路閥門，防止集熱管路凍裂。土壤測溫探頭與溫控器連鎖，可防止地基過度蓄熱。地基通過傳熱能力較強的地面、基柱、墻體及樓板向房間散熱，圍護結構內表面溫度高，熱環境更舒適。本實用新型巧妙利用建筑地基蓄熱性能，克服太陽能不穩定性及間歇性的缺點，解決常規能源缺乏、太陽能資源豐富的高寒地區供暖需求。

利用物質在相變過程中吸能和釋能的特點，實現能量的儲存和利用。相變儲能具有 儲能 密度高、儲能溫度容易控制和選擇范圍廣等優點。 本發明提出了一種儲能功能耐久、成本低廉、適用范圍廣的建筑用相變儲能復合材 料及其制備方法，復合材料以密實度比較高的氣硬性或水硬性的膠凝材料為基體，其中 分散多孔材料集料。集料與基體的體積比為 0.4~1.5；在多孔材料集料中儲存有機相變 材料，儲存量為 30~70％重量比；建筑物構件可具備超過 10 MJ/m3 左右的儲能密度；相 變溫度可以在 15~60℃之間調節，滿足建筑物取暖和制冷的要求。 

開發了多種太陽能與建筑一體化結構形式，獲得發明專利授權多項； 在理論方面，提出了狀態空間法和反應系數法對太陽能與建筑一體化結構進行建模和分析；開發了相應的熱性能分析的程序。 太陽能集熱發電裝置與建筑圍護結構融為一體，具有集熱、保溫和防水功能，并可實現模塊化和裝配化

該裝置克服現有太陽能集熱裝置不能實現與建筑物的真正集成和一體化，既無法做到有效的防風、防雷，容易造成安全隱患，更難以提高建筑圍護結構的保溫、隔熱水平。使該裝置不但使其在外觀上實現與建筑一體化，而且在功能上也實現與建筑的一體化，在高效集熱的同時，對建筑具有保溫隔熱作用。所適用的建筑圍護  結構類型可以是外墻面或者屋頂，集熱裝置既可為單個的太陽能集熱模塊，也可為多個太陽能集熱模塊組成的集熱器陣列。 本裝置的優點是： 1.現了集熱器與建筑集成，不但實現了外觀上的一體化，而且實現了功能上的一體化。 2.高建筑圍護結構的冬季保溫水平和夏季的隔熱水平。 3.護建筑表面，建筑圍護結構不與外界環境直接接觸，減少太陽能輻射對墻體的照射以及風雨的侵蝕，建筑外表面的溫度和濕度變化大大減小，可大幅提高建筑構件的使用壽命。 4.高太陽能集熱效率，腔室內空氣溫度在冬季高于環境溫度，集熱裝置熱損失將有所減少，效率有所提高。 本裝置所適用的建筑圍護結構類型既可以是外墻，包括直立或者傾斜墻面、陽臺護欄墻，也可以是屋頂，包括平屋頂或者坡屋頂等；既可以應用于新建建筑中，也可直接應用于既有建筑的墻體或者屋頂節能改造，在添加太陽能熱水系統的同時，完成節能改造。

有機相變蓄能復合材料是由有機相變材料（如石蠟）和高分子支撐和封裝基體組成的復合材料，通過有機相變材料的固-液相變儲存或釋放熱量。由于高分子材料的微封裝和支撐作用，使得分散于其中的有機相變材料發生固液相變時仍能保持原有形狀。該類材料有以下特點： ? 無需外部封裝，可直接使用； ? 相變前后材料能保持其形狀和強度； ? 材料的導熱系數可在一定范圍內調節，對外界溫度變化響應及時； ? 材料具有良好的阻燃特性。 ? 應用前景廣闊，包括但不限于太陽能儲存、建筑節能、冷熱防護、電子元器件溫度管理、低溫儲存、電力調峰、工業余熱回收利用、智能服裝等領域 本課題組還開發了有機相變蓄能復合材料的連續生產設備和生產工藝，已實現小批量連 續示范生產。 隨著我國經濟發展和人民生活水平的提高，我國建筑面積增長迅速，相應地，建筑能耗也大幅度增長，到 2020 年預計將占社會總能耗的 1/3。因此，在國務院發布的《能源發展戰略行動計劃（2014-2020 年）》中，節能的綠色建筑已被列為重點發展領域。本項目開發的有機相變蓄能復合材料可以充分利用太陽能和谷電等自然和低價能源，通過光熱轉換和電熱轉換來實現建筑采暖。太陽能具有不連續和不穩定的問題，存在供給和需求不匹配的矛盾。有機相變蓄能復合材料可以將太陽能蓄存起來，在需要時釋放，從而解決這些問題。在采用分時電價的地區，還可以利用有機相變蓄能復合材料進行谷電蓄能采暖，平抑峰谷差。通過充分利用清潔的可再生能源，降低建筑運行能耗，節省運行開支，減少環境負擔

本發明公開了一種太陽能光電光熱建筑一體化系統，具體是一種輕薄、便于快速安裝與更換的，均勻降溫、高效集熱、高效發電、溫度可控的新型太陽能光伏/集熱/地源熱泵/溫差發電一體化系統（即BIPV/T復合系統），通過輕薄型的雙螺旋熱收集毛細管的集熱模塊，能均勻地降低溫，并且高效集熱和發電。同時通過復合的各種系統，能高效合理地利用收集的熱量，整個過程都具有可控性。輕薄的特點增加了其與建筑結合的可能性，有利于實現太陽能光電光熱建筑一體化。

1．成果介紹由于全球工業化速度的加快導致每年至少有數千萬噸有機揮發物排入大氣層，這些工業化合物嚴重威脅著人類自身的安全和經濟的可持續發展，涂料工業是嚴重的污染源之一