Náuka o materiáloch: Synergické ukladanie energie v prírode a technológii
Hlavná výhoda zabudovaného-PCMkamienoktehly vychádza z presného zloženia materiálu. Technický tím vyberie prírodné kamienky (v priemere 5-10 mm) s 35%-45% pórovitosťou ako základný materiál a vstrekuje kyselinu palmitovú (PCM na rastlinnej báze) do ich vnútorných pórov prostredníctvom vákuovej perfúzie. Teplota fázovej zmeny kyseliny palmitovej je presne kontrolovaná na 28 stupňov - horná hranica príjemnej vnútornej teploty v lete v južnej Číne. Keď okolitá teplota prekročí 28 stupňov, kyselina palmitová sa topí z pevnej látky na kvapalinu, absorbuje a akumuluje teplo; keď teplota klesne pod 28 stupňov, stuhne späť na pevnú látku, pričom sa uvoľní teplo a vytvorí sa prirodzený „teplotný nárazník“.
Testy ukazujú, že táto kompozitná tehla dosahuje hustotu akumulácie tepla 210 kJ/kg, čo je 6-8 krát väčšia ako v prípade bežných betónových tehál (ktoré uchovávajú asi 30 kJ/kg). Ešte dôležitejšie je, že prírodné minerálne zloženie kamienkov je vysoko kompatibilné s kyselinou palmitovou – po 5 000 cykloch výmeny fáz sa tepelný akumulačný výkon zníži iba o 3 %, ďaleko pod priemyselný štandard 10 %, čo zaručuje stabilnú životnosť viac ako 20 rokov.
Údaje z terénu: Energetická revolúcia v Šanghajskom pasívnom dome
Aplikácia v demonštračnom projekte pasívneho domu v Šanghaji potvrdzuje praktickú účinnosť tehly. Projekt s rozlohou 1 200 ㎡ používa na vonkajšie steny a podlahy vložené kamienkové tehly PCM-, pričom žiadny tradičný klimatizačný systém-nespolieha len na prirodzené vetranie a tepelnú reguláciu tehál.
Letné monitorovanie ukazuje: keď vonkajšia teplota dosiahne 35 stupňov, vnútorná teplota zostáva stabilná na 26-28 stupňov, o 6-8 stupňov nižšia ako v tradičných budovách v rovnakej oblasti (32-34 stupňov v interiéri), čo priamo znižuje spotrebu energie klimatizácie o 78 %. V zime absorbovaním slnečnej energie a tepla vnútorných zariadení udržuje vnútornú teplotu 18-20 stupňov, čím znižuje náklady na vykurovanie o 65 % (mesačný poplatok za vykurovanie klesá z 28 ¥/㎡ na 9.8 ¥/㎡). Je pozoruhodné, že kolísanie vnútornej teploty je len ±2 stupne, čo je výrazne pod hranicou ľudského vnímania, čo výrazne zlepšuje komfort.
Patentová bariéra: Zapuzdrenie mikrokapsúl proti presakovaniu-
Najväčšou výzvou v tradičných PCM aplikáciách je únik, ktorý PCM-oblázkové tehly riešia pomocou nezávisle vyvinutej technológie zapuzdrenia mikrokapsúl (patent č. CN202310156789.3). Pred perfúziou PCM sa na vnútorných stenách kamienkových pórov vytvorí 5-10μm silikónová kapsulová membrána v nanoúrovni, ktorá nebráni prenosu tepla ani bezpečne neuzamkne PCM vo vnútri.
Zrýchlené testy starnutia ukazujú, že po 1 000 tepelných cykloch (-10 stupňov až 50 stupňov) je miera úniku materiálu<0.1%, far below the 1% limit in EU standard EN 15820. This breakthrough allows the bricks to be used in humid environments (e.g., basements, bathrooms), expanding PCM application boundaries. Currently, this patent forms a technical barrier, holding 72% of the domestic phase change energy storage building materials market share.