相变材料在建筑元件中用于热能存储的封装：综述

亚历 杭德, 罗德 里戈, 莫伊 塞斯, 何塞 ·雷, 胡安 ·卡, 路易 斯·
调查研究中心

摘要

能源部门是世界各地不同国家感兴趣的领域之一。由于当前的化石燃料危机，科学界开发了新的节能经验
来解决这一问题。建筑物是高能耗的元素之一，因此知识的产生和技术的发展可能会为这种能源需求提供解决方案，
这是非常受欢迎的。用于加热和冷却应用的建筑元件（例如墙板、砌块、面板或涂层）中包含的相变材料（PCM）
已被证明在加热时通过以潜热的形式吸收热量来增加储热能力。因此，使用相变材料（PCM）的潜热存储系统的使
用在过去的二十年中得到了研究。在本综述中，综述了建筑材料的宏观和微观封装方法，前者是将 PCM包含在建筑
元素中的最可行方法。此外，基于对现有关于 PCM封装过程的论文的分析，表明了更多关注生物基 PCM的重要性，
因为需要更多的研究来处理此类 PCM。为了确定其在微观和宏观层面的热物理和机械性能，为了了解用更环保的生
物基 PCM替代石油基 PCM的可行性，本节专门介绍了具有轻质骨料的优异 PCM（PCM-LWA）具体）是由于缺乏
其他评论中给出的描述而呈现的。

关键词

建筑元素；蓄热；相变材料

参考

[1]Ventolà, L.; Vendrell, M.; Giraldez, P. Newlydesigned traditional lime mortar with a phase change material

as an additive. Constr. Build. Mater. 2013, 47, 1210–1216.

[2]Sharifi, N.P.; Mahboub, K.C. Application of a PCM-

rich concrete overlay to control thermal induced curling

stresses in con-crete pavements. Constr. Build. Mater. 2018,

183, 502–512.

[3]Dincer, I.; Rosen, M.A. Thermal energy storage. In

Systems and Applications; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ,

USA, 2002.

[4]Hadorn, J.C. Thermal Energy Storage for Solar and Low

Energy Buildings; Universitat de Lleida: Lleida, Spain, 2005.

[5]Paksoy, H.O. Thermal Energy Storage for Sustainable

Energy Consumption: Fundamentals, Case Studies and Design;

Kluwer Academic Publishers Group: New York, NY, USA, 2007.

[6]Mehling, H.; Cabeza, L.F. Heat and cold storage

with PCM. In An up to Date Introduction into Basics and

Applications; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2008.

[7]Hasnain, S. Review on sustainable thermal energy

storage technologies, Part I: Heat storage materials and

techniques. Energy Convers. Manag. 1998, 39, 1127–1138.

[8]Ibrahim, D.; Marc, A.R. Thermal Energy Storage;

Wiley: New York, NY, USA, 2002.

[9]Regin, A.F.; Solanki, S.; Saini, J. Heat transfer

characteristics of thermal energy storage system using PCM

capsules: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 2008, 12,

2438–2458.

[10]Kuznik, F.; David, D.; Johannes, K.; Roux, J.J. A

review on phase changematerials integrated in building walls,

Renew. Sustain. Energy Rev. 2011, 15, 379–391.

[11]Özonur, Y.; Mazman, M.; Paksoy, H.Ö.; Evliya, H.

Microencapsulation of coco fatty acid mixture for thermal

energy storage with phase change material. Int. J. Energy Res.

2006, 30, 741–749.

[12]Hunger, M.; Entrop, A.G.; Mandilaras, I.; Brouwers,

H.J.H.; Founti, M. The behavior of self-compacting concrete

containing mi-cro-encapsulated phase change materials. Cem.

Concr. Compos. 2009, 31, 731–743.

[13]Cui, H.; Tang, W.; Qin, Q.; Xing, F.; Liao, W.; Wen, H.

Development of structural-functional integrated energy storage

concrete with innovative macro-encapsulated PCM by hollow

steel ball. Appl. Energy 2017, 185, 107–118.