Medžiagų mokslas: sinerginis gamtos ir technologijų energijos saugojimas
Pagrindinis įterptųjų PCM{0}}privalumasakmenukasplytos kyla dėl tikslios medžiagos sudėties. Techninė komanda kaip pagrindinę medžiagą atrenka natūralius akmenukus (5-10 mm skersmens), kurių poringumas yra 35–45 %, ir vakuuminės perfuzijos būdu į jų vidines poras įpurškia palmitino rūgšties (augalinės kilmės PCM). Palmitino rūgšties fazės kaitos temperatūra tiksliai kontroliuojama 28 laipsniais – viršutine patogios patalpų temperatūros riba pietų Kinijos vasarą. Kai aplinkos temperatūra viršija 28 laipsnius, palmitino rūgštis tirpsta iš kietos medžiagos į skystą, sugerdama ir kaupdama šilumą; kai temperatūra nukrenta žemiau 28 laipsnių, ji vėl sukietėja iki kietos medžiagos, išskirdama šilumą, kad susidarytų natūralus "temperatūros buferis".
Bandymai rodo, kad ši sudėtinė plyta pasiekia 210 kJ/kg šiluminės saugos tankį, 6-8 kartus didesnį nei įprastų betoninių plytų (kuriose sulaiko apie 30 kJ/kg). Dar svarbiau yra tai, kad natūrali akmenukų mineralinė sudėtis yra labai suderinama su palmitino rūgštimi – po 5000 fazių keitimo ciklų šiluminio saugojimo efektyvumas sumažėja tik 3 %, gerokai žemiau pramonės standarto 10 %, todėl užtikrinamas stabilus daugiau nei 20 metų tarnavimo laikas.
Lauko duomenys: Šanchajaus pasyviojo namo energijos revoliucija
Taikymas Šanchajaus pasyvaus namo demonstraciniame projekte patvirtina praktinį plytų efektyvumą. Projekte, kurio plotas yra 1 200 ㎡, išorinėms sienoms ir grindims naudojamos PCM{3}}įterptos akmenukų plytos, be tradicinės oro kondicionavimo sistemos,{4}}kurios remiasi tik natūralia ventiliacija ir plytų šilumos kontrole.
Vasaros stebėjimas rodo: lauko temperatūrai pasiekus 35 laipsnius, patalpų temperatūra išlieka stabili 26-28 laipsniais, 6-8 laipsniais žemesnė nei tradiciniuose pastatuose toje pačioje vietoje (32-34 laipsniai viduje), tiesiogiai sumažinant oro kondicionavimo energijos sąnaudas 78%. Žiemą, sugerdamas saulės energiją ir patalpų įrangos šilumą, jis palaiko 18-20 laipsnių temperatūrą patalpose, sumažindamas šildymo išlaidas 65% (mėnesinis šildymo mokestis sumažėja nuo 28 ¥/㎡ iki 9,8 ¥/㎡). Pažymėtina, kad patalpų temperatūros svyravimai yra tik ± 2 laipsniai, gerokai žemiau žmogaus suvokimo slenksčio, o tai žymiai pagerina komfortą.
Patento barjeras: mikrokapsulių kapsulė, apsauganti nuo{0}}nutekėjimo
Didžiausias iššūkis tradicinėse PCM programose yra nutekėjimas, kurį PCM{0}}įterptosios akmenukų plytos išsprendžia pasitelkdamos nepriklausomai sukurtą mikrokapsuliavimo technologiją (patento Nr. CN202310156789.3). Prieš PCM perfuziją ant vidinių akmenukų porų sienelių suformuojama 5-10 μm nano masto silikoninės kapsulės membrana, kuri nei trukdo šilumos perdavimui, nei saugiai užrakina PCM viduje.
Pagreitinto senėjimo bandymai rodo, kad po 1000 terminių ciklų (nuo -10 laipsnių iki 50 laipsnių), medžiagos nutekėjimo greitis yra<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.