I materiali di soraggio energico a cambiamento di fase possono rendere gli edifici più a basso tenore di carbonio?
2024-07-25
"L'accumulo di energia a cambiamento di fase è un nuovo tipo di accumulo di energia. In quanto classe di materiali di accumulo di energia efficienti, i materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase possono non solo ridurre il consumo energetico degli edifici e migliorare il comfort ambientale interno attraverso la combinazione organica con gli edifici, ma anche fare ampio uso di energia rinnovabile e migliorare il tasso di utilizzo dell'energia fossile. Li Haijian, direttore dell'Ufficio di Ricerca sull'Accumulo di Energia a Cambiamento di Fase dell'Istituto di Ricerca sui Materiali da Costruzione della Cina e ingegnere senior di livello universitario, ha recentemente sottolineato in un'intervista a un giornalista del China Building Materials News che, rispetto ad altri metodi di accumulo di energia, l'accumulo di energia a cambiamento di fase presenta i vantaggi di un'elevata densità di accumulo di energia, dimensioni ridotte, controllo costante della temperatura, significativo effetto di risparmio energetico, ampia gamma di selezione della temperatura di cambiamento di fase e facile controllo, e ha un importante valore applicativo e ampie prospettive di sviluppo in molti campi."
Il componente della scoria di carburo di calcio ha una buona compatibilità con Na2CO3, che può sostituire il tradizionale materiale scheletrico naturale per sintetizzare materiali compositi di accumulo di calore a cambiamento di fase Na2CO3/scoria di carburo di calcio e il riciclaggio su larga scala delle scorie di carburo di calcio per realizzare la preparazione a basse emissioni di carbonio e a basso costo di materiali compositi di accumulo di calore a cambiamento di fase.
Il settore ha inaugurato un periodo d'oro di sviluppo
"Al momento, il paese sostiene con vigore l'uso di energia pulita e la promozione di edifici a basso consumo energetico, il che ha inaugurato un'opportunità d'oro per lo sviluppo del settore dell'accumulo di energia a cambiamento di fase." Li Haijian ha sottolineato che, nel sostenere l'uso di energia pulita e rinnovabile, il paese sta intensificando gli sforzi per controllare l'inquinamento in risposta al problema sempre più grave dell'inquinamento da combustibili fossili.
Dal 2015, le province settentrionali hanno accelerato l'attuazione di progetti di conversione carbone-elettricità in risposta al problema dell'inquinamento da riscaldamento invernale. Con il progresso di questi progetti, il problema dell'inquinamento della stagione di riscaldamento settentrionale è stato notevolmente risolto, ma ci sono ancora molti problemi. Uno dei problemi è che, dopo la conversione carbone-elettricità, il costo del riscaldamento per le persone è aumentato notevolmente. Al fine di incoraggiare le persone a utilizzare con vigore l'elettricità a basso costo delle valli, i dipartimenti competenti stabiliscono anche che è necessario utilizzare il riscaldamento elettrico con accumulo di energia. Ciò offre una grande opportunità per lo sviluppo dei materiali a cambiamento di fase.
In termini di costruzione di edifici a basso consumo energetico, Li Haijian ritiene che gli edifici a basso consumo energetico non solo debbano migliorare il livello di isolamento, ma anche aumentare la capacità di accumulo di energia dell'edificio. Ora l'edificio è per lo più una struttura in cemento, rispetto al vecchio edificio in terra, la capacità di conservazione del calore e di accumulo del calore è scarsa, con conseguente maggiore freddo in inverno e maggiore caldo in estate, e l'isolamento termico dell'edificio è migliorato, l'edificio non ha capacità di accumulo, perde lo scambio di calore con l'energia naturale e l'energia naturale libera viene sprecata. Per risolvere questo problema, è necessario migliorare la capacità di accumulo di calore dell'edificio.
"Gli edifici attuali sono fondamentalmente edifici leggeri, a bassa inerzia termica, scarsa capacità di accumulo di calore, per migliorare la capacità di accumulo di calore dell'edificio, è impossibile adottare il muro di terra come il vecchio edificio in passato, la capacità di accumulo di calore dell'edificio può essere migliorata aggiungendo materiali a cambiamento di fase, la capacità di accumulo di calore dei materiali a cambiamento di fase è forte, la densità di accumulo di calore per unità di volume è elevata e i requisiti di accumulo di calore dell'edificio possono essere soddisfatti con meno massa di materiali a cambiamento di fase."
La capacità di accumulo di calore dei materiali da costruzione a cambiamento di fase mostrerà forti vantaggi e verranno sviluppati con vigore calcestruzzo a cambiamento di fase, malta a cambiamento di fase, pavimenti a cambiamento di fase, ecc. Parlando dello sviluppo del settore, ha detto Li Haijian.
Può ridurre il consumo energetico degli edifici
Secondo il giornalista del China Building Materials News, ci sono due modi principali per l'utilizzo dei materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase negli edifici: uno è l'"applicazione passiva". I materiali a cambiamento di fase vengono combinati con i materiali da costruzione tradizionali per realizzare materiali da costruzione a cambiamento di fase, aumentare la qualità termica della parete e utilizzare come materiale di accumulo di energia "passivo", affidandosi al cambiamento della temperatura ambiente o ricevendo il calore della radiazione solare e altri modi per assorbire/rilasciare passivamente il calore, l'accumulo di calore dei materiali da costruzione a cambiamento di fase dello stesso volume è da diverse volte a decine di volte superiore a quello dei materiali da costruzione ordinari e i requisiti di accumulo di calore vengono realizzati senza aumentare il carico complessivo dell'edificio.
I materiali da costruzione a cambiamento di fase includono principalmente pannelli di gesso a cambiamento di fase, calcestruzzo a cambiamento di fase, malta a cambiamento di fase, rivestimenti a cambiamento di fase, pannelli a parete a cambiamento di fase, pavimenti o soffitti di accumulo di energia a cambiamento di fase, ecc. Al momento, i materiali da costruzione a cambiamento di fase sono stati ampiamente utilizzati nella conservazione dell'energia degli edifici e hanno buone prospettive di sviluppo.
L'altro è l'"applicazione attiva". I materiali a cambiamento di fase vengono combinati con il riscaldamento solare, il riscaldamento elettrico, il riscaldamento a pavimento, l'aria condizionata, la ventilazione e la refrigerazione e altre apparecchiature per diventare un corpo di accumulo di energia "attivo", che può essere regolato e controllato attivamente attraverso dispositivi di scambio termico e mezzi di scambio termico, come collettori di calore a cambiamento di fase, scatole di accumulo di calore a cambiamento di fase, sistemi di riscaldamento a cambiamento di fase, ecc.
"In generale, il lento sviluppo dei materiali da costruzione o dei prodotti componenti per l'accumulo di energia a cambiamento di fase in patria e all'estero può essere causato dal costo relativamente elevato dei materiali da costruzione a cambiamento di fase e dal basso grado di integrazione con la progettazione edilizia esistente." Li Haijian ha introdotto che le imprese e gli istituti di ricerca competenti in patria e all'estero stanno cercando di promuovere lo sviluppo orientato al mercato dei materiali da costruzione a cambiamento di fase, come la creazione di metodi di calcolo e standard relativi agli indicatori di risparmio energetico esistenti per promuovere lo sviluppo del settore.
Inoltre, le imprese di materiali da costruzione a cambiamento di fase possono anche partire dalla progettazione di edifici a basso consumo energetico, per superare l'integrazione della progettazione edilizia esistente, come i materiali a cambiamento di fase trasformati in coperte a cambiamento di fase, piastrelle a cambiamento di fase per la struttura dell'involucro edilizio, la forma di applicazione è flessibile, la costruzione è veloce e facile da riciclare, i materiali a cambiamento di fase vengono trasformati in sacchi a cambiamento di fase e quindi combinati con il pannello isolante per preparare il pannello integrato di isolamento a cambiamento di fase, che è anche una buona innovazione.
Li Haijian ha sottolineato che nel settore del riscaldamento e del raffreddamento, la velocità di sviluppo dell'accumulo di energia a cambiamento di fase è relativamente elevata, ci sono già aziende in patria e all'estero specializzate nell'operare i mercati correlati, tali aziende sono fondamentalmente integrate con il business di base esistente, il loro business originale è principalmente impegnato nel settore del riscaldamento o della refrigerazione, l'aggiunta di elementi di accumulo di energia a cambiamento di fase può migliorare l'efficienza del sistema originale, ridurre i costi di esercizio del sistema, in particolare l'accumulo di energia rinnovabile, il trasferimento di energia della potenza delle valli, il sistema di accumulo di energia ha più vantaggi, in quanto mezzo efficiente di accumulo di energia, l'accumulo di energia a cambiamento di fase è sempre più favorito dalle imprese.
Lo sviluppo futuro deve adottare più misure contemporaneamente
"In questa fase, l'elevato costo dei materiali, i lunghi tempi di ritorno sugli investimenti e la scarsa economia dei prodotti di accumulo di energia a cambiamento di fase per l'edilizia sono diventati fattori importanti che limitano l'ulteriore sviluppo e la promozione dell'accumulo di energia per l'edilizia." Li Haijian ha sottolineato che ci sono ancora i seguenti problemi nello sviluppo dei materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase: In primo luogo, il sistema standard non è perfetto.
Gli standard sono la base per l'industrializzazione della tecnologia e sono anche un fattore importante per sostenere lo sviluppo sano del settore. A causa della mancanza di standard tecnici pertinenti, ci sono molte limitazioni e inconvenienti nella produzione e nell'applicazione di materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase, materiali da costruzione a cambiamento di fase e sistemi di dispositivi a cambiamento di fase. In secondo luogo, il sostegno politico nazionale all'accumulo di energia è basso. Il ciclo di sviluppo delle nuove tecnologie, in particolare delle nuove energie, è generalmente relativamente lungo e, nella fase iniziale di sviluppo, di solito necessita del sostegno della politica industriale del paese.
Sebbene il partito e lo stato attribuiscano grande importanza allo sviluppo del settore dell'accumulo di energia, le politiche di sostegno al settore dell'accumulo di energia sono insufficienti e manca di misure attuative dettagliate, come la tabella di marcia per lo sviluppo tecnologico, la guida allo sviluppo industriale, le politiche di incentivazione pertinenti, la condivisione dei costi-benefici e i metodi di contabilità, ecc., e lo sviluppo del settore dell'accumulo di energia è relativamente lento.
Al fine di raggiungere lo sviluppo di alta qualità dei materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase, Li Haijian ha suggerito che la prima cosa è formulare standard nazionali a cambiamento di fase e specifiche tecniche per supportare lo sviluppo dei materiali di accumulo di energia a cambiamento di fase.
Formulare e pubblicare tempestivamente standard tecnici, procedure, metodi di costruzione e atlanti generali della tecnologia e delle apparecchiature dei prodotti di accumulo di energia (accumulo di energia) per l'edilizia, rafforzare la pubblicità, l'attuazione e la supervisione degli standard e fornire una solida base scientifica e un solido supporto tecnico per la standardizzazione e la guida dell'applicazione della tecnologia di accumulo di energia (accumulo di energia) per l'edilizia. La seconda è migliorare i materiali chiave, i processi di produzione e l'efficienza di conversione energetica dell'accumulo di energia a cambiamento di fase per l'edilizia e risolvere ulteriormente i problemi di stabilità, sicurezza e durata nelle applicazioni su larga scala.
Al momento, la maggior parte della tecnologia di accumulo di energia a cambiamento di fase è nelle mani degli istituti di ricerca scientifica e dei ricercatori universitari, in modo da migliorare il tasso di conversione dei risultati della ricerca scientifica, valutare l'effetto dell'applicazione pratica e l'efficienza dell'applicazione a lungo termine e fornire dati di monitoraggio per migliorare la dimostrazione dell'applicazione su larga scala.
(Questo articolo è stato originariamente pubblicato nella 6a edizione del China Building Materials News il 19 dicembre)
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