JCT 2339-2024《地暖用相变储能材料及构件》

ICS91.100.99CCSQ22JC代替JC/T2339—2015Phasechangeenergystoragematerialsandcomponentsf（本草案完成时间：2023.09.27）IJC/T2339—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件代替JC/T2339—2015《地暖用相变储能材料及构件》，与JC/T2339—2015相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：——删除了“相变潜热”和“单位面积相变储热量”的术语（见2015年版的3.2和3.5）；——增加了“过冷度”、“工作温度区间”、“有效放热量面密度”、“湿法施工”与“干法施工”的术语（见第3章）；——更改了地暖用相变储能材料及构件的分类与标记（见第4章，2015年版的第4章）；——更改了地暖用相变储能材料对相变温度和循环寿命的要求（见6.1，2015年版的6.1）；——增加了地暖用相变储能材料对过冷度、工作温度区间内单位质量有效放热量、导热系数以及燃烧性能的要求（见6.1）；——删除了地暖用相变储能材料对相变潜热的要求（见2015年版的6.1）；——删除了地暖用相变储能构件对单位面积相变储热量的要求（见2015年版的6.2）；——增加了地暖用相变储能构件对相变材料、外观、尺寸、有效放热量面密度、密封性能以及燃烧性能的要求（见6.2）；——增加了地暖用相变储能材料工作温度区间内单位质量有效放热量、导热系数、循环寿命和燃烧性能的测试方法（见7.1.2、7.1.3、7.1.4、7.1.5和7.1.6）；——增加了地暖用相变储能构件外观、尺寸、有效放热量面密度、密封性能与燃烧性能的测量方法（见7.2.1、7.2.2、7.2.3、7.2.6和7.2.7）；——更改了出厂检验的项目内容（见8.2，2015年版的8.2）；——更改了地暖用相变储能材料及构件的包装要求（见9.1——删除了地暖用相变储能材料寿命测试方法和单位面积相变储能量测试方法（见2015年版的附录B和附录C）；——增加了相变储能材料过冷度的测试方法（见附录A）——更改了地暖用相变储能构件耐冷热循环性能的测试方法（见附录B，2015年版的附录D）。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由建材行业环境友好与有益健康建筑材料标准化技术委员会归口。本文件起草单位：中国建筑材料科学研究总院有限公司、浙江大东吴集团建设有限公司、江苏昂彼特堡能源集团有限公司、深圳大学、中石化南阳能源化工有限公司、洛阳瑞昌环境工程有限公司、深圳国信储能技术有限公司、贵州上乘新能源科技有限责任公司、海鹰空天材料研究院（苏州）有限责任公司、中国科学院青海盐湖研究所、河南思特瑞节能科技有限公司、北京宇田相变储能科技有限公司、深圳航美新材料科技有限公司、中建新疆建工集团第一建筑工程有限公司、中建三局第一建设工程有限责任公司、中铁十八局集团第五工程有限公司、中铁二十二局集团电气化工程有限公司、中铁二十二局集团有限公司厦门分公司、中铁二十二局集团第六工程有限公司、军委机关事务管理总局。JC/T2339—XXXX本文件主要起草人：王永超、冀志江、解帅、王静、朱培林、宋岷桦、姚金煜、崔宏志、杨海宾、李国红、邵松、唐聚园、温伟东、缪松男、金兆国、海春喜、冷光辉、杜兔平、李鹏、陈刚、车海宝、王远航、曹文权、陈延军、马起柱，张文志、陈延军、王富春、陈明雄、冀峻星。本文件于2015年首次发布，本次为第一次修订。1JC/T2339—XXXX地暖用相变储能材料及构件本文件规定了地暖用相变储能材料及构件的分类与标记、通则、技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输和贮存。本文件适用于与地暖施工配套使用的具有相变储能功能的材料及构件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB175—2023通用硅酸盐水泥GB/T8489—2006精细陶瓷压缩强度试验方法GB8624—2012建筑材料及制品燃烧性能分级GB/T10592高低温试验箱技术条件GB/T14402建筑材料及制品的燃烧性能燃烧热值的测定GB/T15171—1994软包装件密封性能测试方法GB/T20284建筑材料或制品的单体燃烧试验GB/T32064—2015建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法JC/T2111建筑材料相变调温性能测试方法JC/T2657—2022无机水合盐相变材料循环寿命测试方法JG/T238混凝土标准养护箱JGJ52—2006普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ63混凝土用水标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1相变温度phasechangetemperature在某一特定温度下，物质吸收或释放热量从一种物相转变为另一种物相，此温度为相变温度。注：相变温度可以是一个温度点，也可以是一个温度范围。3.2过冷度degreeofsupercooling2JC/T2339—XXXX液态物质冷却到平衡凝固温度下的某一温度开始结晶凝固的现象称为过冷，平衡凝固温度与该温度的差值称为过冷度。3.3工作温度区间workingtemperaturerange某一相变材料在稳定工况条件下蓄放热所对应的温度范围。[来源：JC/T2657—2022，3.3]3.4地暖用相变储能材料phasechangeenergystoragematerialsforfloorheating利用相变过程吸收、储存、释放热量并能与地暖配套使用的材料。3.5地暖用相变储能构件phasechangeenergystoragecomponentsforfloorheating内部封装地暖用相变储能材料并能与地暖配套使用的构件。3.6有效放热量面密度effectiveheatreleasedperunitarea地暖用相变储能构件的有效放热量与构件水平截面面积的比值。3.7湿法施工wetconstruction以现浇混凝土（或水泥砂浆）作为地暖填充层的施工方法。3.8干法施工dryconstruction无需混凝土（或水泥砂浆）回填，直接在地暖加热部件上方（或下方）铺设相变储能构件的施工方法。4分类与标记4.1分类按施工方法，地暖用相变储能材料及构件分为：湿法施工地暖用相变储能材料（W—PCM）及构件（W—PCC）和干法施工地暖用相变储能材料（D—PCM）及构件（D—PCC）。4.2标记4.2.1地暖用相变储能材料按产品名称、本文件编号、相变温度、工作温度区间内单位质量有效放热量、工作温度区间的顺序标记。示例：相变温度为36.5℃,工作温度区间（25.0℃~50.0℃)内单位质量有效放热量为250kJ的湿法施工地暖用相湿法施工地暖用相变储能材料JC/T2339—36.5—250（253JC/T2339—XXXX4.2.2地暖用相变储能构件按产品名称、本文件编号、相变温度、工作温度区间内有效放热量面密度的顺序标记。干法施工地暖用相变储能构件JC/T2339—35.0~36.0—1500（305通则地暖用相变储能材料应对人体无害，安全性应符合非危险化学品相关标准的规定。6技术要求6.1地暖用相变储能材料地暖用相变储能材料的技术要求应符合表1的规定。表1地暖用相变储能材料的技术要求123456 6.2地暖用相变储能构件地暖用相变储能构件的技术要求应符合表2的规定。表2地暖用相变储能构件的技术要求12相变储能构件表面不准许有穿透性孔洞、金属3厚度方向最大尺寸≤3544JC/T2339—XXXX表2（续）5678—求a地暖用相变储能构件的形状和尺寸偏7试验方法7.1地暖用相变储能材料的性能测试7.1.1相变温度按JC/T2111的规定进行。7.1.2过冷度按附录A的规定进行。7.1.3工作温度区间内单位质量有效放热量按JC/T2657—2022中附录B的规定进行。7.1.4导热系数按GB/T32064—2015中块状样品的规定进行制样和测试。根据样品预估导热系数范围，宜按表3选择探头半径、测试总时间以及输出功率。表3探头和设置参数参考表7.1.5循环寿命按JC/T2657—2022的规定进行。7.1.6燃烧性能按GB/T14402与GB/T20284的规定进行。5JC/T2339—XXXX7.2地暖用相变储能构件7.2.1外观在光线充足环境下，近距离目视检查地暖用相变储能构件的外观情况，并记录结果。7.2.2尺寸在室温条件下，用钢卷尺分别在长度和宽度的两个对应面的不同位置各测量3个尺寸，取最大值（Lmax，Bmax精确至1mm。7.2.3有效放热量面密度7.2.3.1取出相变储能构件中全部相变材料，用电子天平称取质量（m），精确到1g。7.2.3.2在室温条件下，测量并计算相变储能构件水平截面积，精确至1mm2。7.2.3.3有效放热量面密度按公式（1）进行计算，计算结果保留到小数点后第3位。式中：σ——相变储能构件的有效放热量面密度实测值，单位为千瓦时每平方米（kWh/m2m——相变储能构件中全部相变材料的质量，单位为克（g）；Qm——工作温度区间内单位质量有效放热量，单位为焦每克（J/gSPCC——相变储能构件的水平截面面积，单位为平方毫米（mm2）。7.2.3.4工程设计值按公式（2）进行计算，计算结果保留到小数点后第3位。σcal=β·τf(α∙Q+1×10−3qh·S)/式中：σcal——相变储能构件的有效放热量面密度工程设计值，单位为千瓦时每平方米（kWh/m2Q——房间总热负荷，单位为千瓦时（kWh）；qh——房间单位面积平均户间传热量（户间空气温差＞5℃时考虑,取qℎ=7W/m2单位为瓦每平方米；S——房间内使用面积，单位为平方米（m2τf——相变供热有效持续时间，单位为小时（h）；α——间歇供暖热负荷修正系数，湿法施工地暖取1.1，干法施工地暖取1.3；β——考虑家具等遮挡的安全系数，取1.05。SPCC,i——相变储能构件的水平截面面积，单位为平方米（m2n——室内相变储能构件的铺设数量。7.2.4耐冷热循环性能按附录B的规定进行。7.2.5抗压强度按GB/T8489—2006中第6章规定进行。6JC/T2339—XXXX7.2.6密封性能应置于水下30mm深，按GB/T15171—1994中8.1的规定进行。7.2.7燃烧性能按GB8626与GB/T20284的规定进行。8检验规则8.1检验分类检验分为出厂检验和型式检验。8.2出厂检验8.2.1地暖用相变储能材料的出厂检验项目包括相变温度、过冷度以及工作温度区间内单位质量有效放热量。8.2.2地暖用相变储能构件的出厂检验项目包括外观质量、尺寸以及有效放热量面密度。8.3型式检验8.3.1地暖用相变储能材料的型式检验项目为6.1所列的全部技术要求。8.3.2地暖用相变储能构件的型式检验项目为6.2所列的全部技术要求。8.3.3有下列情况之一时，应进行型式检验：a)正常生产情况下，每年至少进行一次；b)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；c)正式生产后，当原料、配方、工艺改变可能影响产品性能时；d)产品停产半年后恢复生产时；e)检验结果与上次型式检验有较大差异时。8.4组批与抽样8.4.1地暖用相变储能材料同一生产工艺连续稳定生产10t的产品为一批，不足10t的也定为一批。每批抽样1组，每组10kg，其中5kg用于检测，5kg用于留样。8.4.2地暖用相变储能构件同一规格、同一生产工艺连续稳定生产5000m2的产品为一批，不足5000m2的也定为一批。每批抽样1组，每组2m2，其中1m2用于检测，1m2用于留样。8.5判定规则8.5.1地暖用相变储能材料7JC/T2339—XXXX检验结果均达到6.1的技术要求时则判定该批产品合格；若有两项及以上结果不符合要求，即判定该批产品不合格。若只有一项不合格，则用留样对不合格项目进行复检。复检结果符合要求，则判该批产品为合格；若仍不符合要求，则判该批产品为不合格。8.5.2地暖用相变储能构件检验结果均达到6.2的技术要求时则判定为该批产品合格；若有两项及以上结果不符合要求，即判定该批产品不合格。若只有一项不合格，则用留样对不合格项目进行复检。复检结果符合要求，则判该批产品为合格；若仍不符合要求，则判该批产品为不合格。9包装、标志、运输和贮存9.1包装9.1.1地暖用相变储能材料采用具有防水、防潮性能的柔性密封袋或密闭容器包装。9.1.2地暖用相变储能构件采用木箱或硬纸箱包装，外用塑料打包带捆扎。9.2标志包装标志内容应包括产品名称、生产厂家及详细地址、商标、标记、规格、数量、生产日期或批号9.3运输和贮存产品运输和贮存过程中应避免重压、冲撞、暴晒、淋雨。产品应贮存于干燥通风的库房内，库房温度不应高于28℃。8JC/T2339—XXXX相变储能材料过冷度测试方法A.1原理通过将相变储能材料加热至高于相变温度的某一适当温度后，迅速置入另一低于相变温度的恒温环境中进行冷却，得到相变材料温度随时间的变化曲线，根据冷却曲线上的特征温度计算相变储能材料的过冷度。A.2仪器与装置A.2.1电子天平精度为0.1g。A.2.2试管试管为带聚四氟乙烯内涂层的304不锈钢试管，试管外径15mm，长度150mm，试管壁厚为（0.5±0.1）mm。A.2.3过冷度测试试验箱A.2.3.1试验箱装置结构试验箱由恒温（空气浴）加热仓、恒温（空气浴）冷却仓、温度传感器、温度记录仪等组成，装置结构如示意图A.1所示。标引序号说明：2——恒温（空气浴）加热仓；3——温度记录仪；4——恒温（空气浴）冷却仓；5——温度传感器。图A.1过冷度测试试验箱结构示意图A.2.3.2试验箱性能要求9JC/T2339—XXXX试验箱应满足以下要求：a）恒温加热仓：最高加热温度不低于60℃,控温精度±1℃;b）恒温冷却仓：最低制冷温度不高于10℃,控温精度±1℃;c）温度记录仪采样时间间隔为10s。A.3样品与取样要求相变储能材料送检样品状态为粉体或颗粒。相变储能构件中相变材料取样要求：有二次封装结构的相变储能构件应先除去外部二次封装材料，取出内部一次封装的相变芯材，打开相变储能构件（或相变芯材）封口，取出不少于100g的相变材料，研磨至颗粒状备用。A.4测试步骤A.4.1用电子天平称取25.0g样品材料，装入样品试管中，用连接有Pt100温度传感器的橡胶塞塞紧试A.4.2打开过冷度测试试验箱与温度记录仪，参考表A.1设置加热仓加热温度与冷却仓冷却温度。表A.1试验箱温度设置参数A.4.3待过冷度测试实验箱温度达到设定温度后，将装有样品的试管放入加热仓中进行加热，3h后取出样品试管，再迅速放入冷却仓中冷却2h。再重复上述操作两次。A.4.4从温度记录仪中导出测试样品的温度-时间数据，并绘制样品温度变化曲线。A.5结果处理A.5.1特征温度确定典型样品降温曲线上极值点所对应的温度即为特征温度，其中极小值点所对应的温度（r1）为相变材料起始结晶凝固温度，极大值点所对应的温度（r2）为相变材料平衡凝固温度，如图A.2所示。图A.2典型样品升温/降温曲线A.5.2过冷度计算典型样品降温曲线过冷度按公式（A.1）计算，计算结果保留1位小数。式中：JC/T2339—XXXXΔT——过冷度；i——试验次数；3——试验总次数；r1——相变材料起始结晶凝固温度，单位为摄氏度(℃)。r2——相变材料起始平衡凝固温度，单位为摄氏度(℃)。非典型样品降温曲线上无极值点，过冷度为0℃,如图A.3所示。图A.3非典型样品升温/降温曲线JC/T2339—XXXX相变储能构件耐冷热循环性能测试方法B.1原理通过地暖用相变储能构件在高低温环境中反复循环来确定构件的变形和密封状况。B.2仪器与设备B.2.1砂浆搅拌机搅拌筒容量（出料）不小于15L。B.2.2电子计量磅量程为12kg，分度值2g，精度3级。B.2.3平板砌块样品试验用模具试验用模具的底板和四周边框为不锈钢板，底板和四周边框可自由拆卸或拼装，磨具内净高（即试样尺寸）：长350mm±3mm、宽350mm±3mm、高40mm±1mm。B.2.4空气浴高低温循环试验箱应符合GB/T10592的技术要求。试验箱内箱的实际尺寸应不小于450mm×450mm×450mm。B.2.5养护箱条件应符合JG/T238的技术要求。养护箱的温度应保持在（20.0±1.0）℃,相对湿度应保持在（90±5）%。B.3实验室条件应在温度为（20.0±5.0）℃、相对湿度为（60±5）%的室内进行。B.4原材料与配合比B.4.1原材料B.4.1.1试验用水泥宜采用符合GB175—2023中强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥