纳米强化相变Trombe墙在严寒地区应用研究

为顺应城市低碳可持续发展理念,在建筑墙体结构中应用相变Trombe墙技术,可以利用相变潜热较高的相变材料收集太阳能和蓄释热量,调节室内热舒适性,提高建筑能源效率并降低能耗。但相变材料导热系数过低,不利于Trombe墙在严寒地区实际蓄能。以北方气象环境为背景,通过CFD模拟及太阳光光照模拟实验分析纳米强化相变Trombe墙温度变化,研究结果表明微量的纳米材料使相变Trombe墙可以有效吸收太阳能辐射热能,增强墙体蓄热性能,具有较高的比热及传热效率,可以降低建筑冷热负荷,节约建筑能耗。     

相变墙体与夜间通风改善轻质建筑室内热环境

将自制复合有机相变材料,与EPS保温材料相粘和,制作成轻质建筑用墙体材料,结合夜间通风技术,在重庆地区进行了含相变材料层和不含相变材料层轻质房间的室内热环境对比实验,以分析相变材料用量、相变温度及相变墙体结构等因素对相变墙体的蓄热、放热性能及对室内热环境的影响。实验结果表明：相变材料应用于轻质房间,能显著增强围护结构的热惰性,提高室内的热舒适性,采取夜间通风技术,可以有效地将日间蓄积的热量散至室外;含相变墙体材料房间与普通房间相比较,室内温度最高降低11℃左右,节能效果显著;室内平均温度符合《野营住房空间与环境参数限值》(GJB 4306 2002)中6.2条规定的3级要求;相变材料用量及相变温度对室内温度的控制效果较为明显,采用不同的相变温度,并将相变墙体房间相变材料用量提高1倍,两轻质房间室内温差最大值从3℃增大至11℃左右;进行相变墙体结构设计时,采取不同相变温度的材料搭配使用可以大幅提高其使用效果。     

双层定型相变墙体在空调房间应用的节能效果研究

双层定型相变墙体能够在夏季隔热、冬季保温,降低建筑物的运行能耗并提高了室内的热舒适性。为了更有效地发挥相变墙体的作用,分析了双层定型相变墙体在空调房间的使用效果,对比分析在装有变频空调和定频空调2种房间的运行能耗,结果表明:在装有变频空调的房间,双层定型相变墙体比普通墙体更加节能,变频空调能更有效地发挥定型相变墙体的自动调温作用。     

定形无机水合盐相变材料的制备及热物性研究

制备了以高吸水性树脂作为支撑材料和保水剂的定形无机水合盐相变材料,将其添加到预制的墙体材料中,采用多点式热流计测量墙体低温侧的热流和温度,并与普通墙体材料及没有支撑材料的相变墙体材料的传热性能进行对比。结果显示,添加定形相变材料的墙体传热性能稳定,蓄热性能好,提高了室内热舒适性,达到了良好的节能效果。研究结果证明了此种定形相变材料在墙体材料中应用具有可行性。     

应用优化相变储能材料提高北方严寒地区建筑围护结构质量

在北方严寒地区,通过在建筑围护结构中加入相变储能材料,可加强建筑围护结构的蓄热功能,利用围护结构的被动蓄放热维持室内温度的稳定,对节约能源、提高建筑室内的热舒适性具有显著作用。     

复合相变调湿材料对室内热湿环境影响的研究

由相变微胶囊与多孔调湿材料制备得到的复合相变调湿材料,兼具蓄热调热与湿缓冲双重效应,应用在建筑墙体构造中,能够同时调节室内空气温度、湿度,从而降低建筑能耗。本文首先基于热湿耦合传递理论,建立了能够计算包含相变过程的传热传湿模型——热湿耦合相变焓方法,并对其进行了检验验证;继而利用该方法,计算分析了复合相变调湿材料在两种典型气候条件下,建筑舒适性空调房间的应用效果。结果表明:材料能够有效减小室内温湿度波动;在干热、湿热气候区,可分别降低建筑能耗约28.8%、11.6%。     

一种新型双层定型相变墙体节能效果分析

目前常见的单层定型相变材料,在室内或者室外使用往往只能在夏季或冬季发挥作用,为改善全年室内热环境,降低全年建筑运行能耗,且减少墙体改装面积,本项目提出一种新型的双层定型相变墙体,具体做法为在建筑物外墙内外表面均添加定型相变材料板,外层相变板具有较高的相变温度,在夏季发挥作用,内层相变板具有较低的相变温度,在冬季发挥作用。本文中的双层定型相变墙板用于建筑南外墙,该研究主要分析了相变材料厚度、相变温度对建筑运行能耗和建筑室内热环境的影响,最后根据节能率性及经济性因素得出了相变墙板的推荐使用厚度及其对应的相变温度,为该结构在建筑节能中的应用提供技术支持。     

采用定形相变材料墙体节能效果分析

基于Ansys软件建立数学模型,计算分析不同厚度、不同结构和布局的定形相变材料与混凝土组成墙体的节能效果。结果表明,定形相变材料越厚,墙体内表面温度随外界温度变化幅度越小,能够有效降低室内空调设备能耗;定形相变材料厚度一定时,不同的定形相变材料结构和布局对墙体内表面温度的波动影响较小,在节能降耗上差别不大。     

南宁夏季室内热舒适与空调能耗分析

以问卷调查和实测数据为基础,采用新有效温度ET*探讨了南宁地区夏季室内热舒适性及其对空调能耗的影响.得到当地居民可接受的室内热舒适温湿度范围;并给出空调能耗与当地热舒适要求的变化关系.该地区在确定室内参数时不必过多关注相对湿度,主要考虑室内温度对人体热舒适性和空调能耗的影响.     

相变材料在建筑墙体中的应用研究——以厦门地区为例

文章在分析厦门地区气候特征及适宜被动式策略的基础上,研究相变材料在建筑墙体中的应用形式。利用DesignBuilder软件对所提出的应用形式进行模拟,分析建筑能耗和室内环境在不同墙体形式中的变化,得出具体设计参数和设计形式。分析结果表明,相变墙体的几种应用形式均能不同程度地降低建筑的制冷负荷,同时也能改善建筑室内热环境;其中的最优形式为相变墙体结合可变遮阳设计,能够实现较好的隔热效果。     

全年工况下双层相变墙体的传热性能分析

基于ANSYS的热焓法模型,模拟了全年工况下双层相变墙体的传热过程。重点比较了全年工况下相变温度对室内热流峰谷衰减和室内壁面温度的影响,特别是对过渡季节的影响,确定了相变层的最佳相变温度组合。研究结果表明:冬季室内侧相变温度为16～18℃的相变材料对热流的峰谷衰减延迟作用最明显,夏季室外侧相变温度为28～30℃的相变材料对热流峰谷的衰减延迟作用最明显,春秋季室内侧相变温度为18-20℃的相变墙体室内更舒适。全年最佳相变温度组合为室内侧相变温度为18～20℃,室外侧相变温度为28～30℃。     

复合相变材料建筑墙体保温性能试验及研究

由相变材料和保温隔热材料制备的建筑墙体,不仅可降低采暖能耗,还可减少室内温度波动,提高舒适度。利用软件对复合相变材料建筑墙体传热过程进行数值研究,分析相变材料融化过程和凝固过程的物性参数变化,并将数值模拟结果与测验测量值进行对比。得出相变材料掺量、相变墙板位置对墙体内壁温度变化的影响。研究结果表明,当粉煤灰复合相变材料墙板厚度为6mm且相变墙板内置时,保温效果最好。     

电加热相变蓄热地板供暖房间热特性数值模拟与分析

介绍了电加热相变蓄热地板供暖的优点，综合考虑室外气象因素、室内辐射特性和相变材料自身的热物性建立了电加热相变蓄热地板供暖系统的计算模型。比较了相变蓄热地板与传统散热器供暖的热舒适性和能耗，结果表明相变蓄热地板能够改善室内热舒适性和降低能耗。     

室内计算参数的确定与舒适和节能的关系

确定室内计算参数应综合考虑舒适性和节能。依据热舒适理论计算了符合我国国情的热舒适区范围,并讨论了风速、相对湿度等参数对舒适区范围的影响;利用建筑能耗计算软件分析了室内计算参数对建筑能耗的影响。通过调研了解了目前室内计算参数的实际应用情况;建议冬季供暖室内计算温度范围定为18～24℃,而对于舒适性空调,则建议根据建筑对热舒适的需求,分级给出室内计算参数。     

基于Ansys的相变墙体传热特性计算分析

基于Ansys软件建立数学模型,计算分析了不同厚度相变储能材料、不同相变墙体结构的传热特性.计算结果表明,相变储能材料越厚,相变墙体内层与室内环境界面温度随外界温度变化幅度越小,能够有效降低室内空调设备的能耗;相变储能材料厚度一定时,不同结构的相变墙体从节能降耗角度差别不大:相变储能材料位于墙体中心位置时节能效果较好.     

基于使用者行为聚类的杭州居住建筑低能耗策略研究

杭州位于夏热冬冷地区,冬季的室内热舒适条件较少,因此该地区的居民形成了特有的热适应行为来提高自身的舒适性.文章通过问卷调查和模拟分析的方法,对居住建筑的空调采暖时间、设定温度和开窗习惯进行分析,阐明不同行为模式下的节能潜力.该模拟结果有助于指导杭州市居民的热适应性行为,减少空调能耗并提高室内热环境质量.     

相变材料与建筑围护结构蓄能一体化设计及应用

相变材料是传统材料与相变物质复合形成的一种新型储能材料,伴随着温度的变化改变自身物质状态而提供潜热的物质。依据相变材料不同的化学组成、相变温度和相变形式可以分为不同的种类。封装的相变材料可以广泛应用于建筑墙体、地板和吊顶中,使建筑围护结构具有自调节的功能,提高建筑室内环境的热舒适性和稳定性,从而达到节约能源的目的。     

相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究

建筑围护结构的热损失是建筑内部热量散失的主要途径。与传统墙体保温材料不同,相变蓄能技术可以利用潜热蓄能达到数倍于普通围护结构的蓄热和热惰性效果。该文针对我国北方地区夏季蓄冷,利用热焓法建立相变蓄能墙体物理模型并进行数值模拟,通过蓄热量、延迟性及熔化过程3个指标为依据来分析相变蓄能墙的因素影响特性。结果表明:夏季相变材料层设置在室内侧位置更有利;随着室内对流换热系数的增大,相变材料层的蓄热量随之增大,而延迟时间减小;相变材料层存在蓄热性能最优的最佳厚度;墙体材料和厚度的选择同样起到关键性作用,墙体材料厚度越大反而越不利于相变材料的蓄热性。该文所得出的优化结论对相变墙结构的优化与应用提供参考。     

严寒地区铜铟镓硒光伏墙体的热效能研究

为研究光伏墙体在严寒地区的热效能,在沈阳地区搭建实验平台,通过监测安装铜铟镓硒光伏墙体的光伏建筑与普通建筑的室内温度、围护结构温度和采暖设备耗电量等参数,比较两者室内热环境和采暖能耗。研究表明安装铜铟镓硒光伏墙体的光伏实验建筑室内温度更高,且采用自然循环热利用方式的室内热环境优于密闭空腔热利用方式,光伏实验建筑至少能够节约20%的采暖能耗。     

相变混凝土空心砌块传热性能实验研究

以填充相变材料的混凝土空心砌块为对象,采用热箱法对其在夏季气候条件下的传热性能进行实验研究。研究发现,相变材料填充在室内侧比填充在室外侧的效果要好,室内平均温度波幅降低10.0%,室内平均温度降低23.7%,室内平均热流降低12.4%。相变墙体对室内温度和热流衰减与室外环境温度波振幅和室外平均温度有关。室外温度波幅越大、室外平均温度与相变材料的相变温度越接近,相变材料对室内温度和热流的衰减越明显。可以根据不同地区的不同气候温度选择对应相变温度的相变材料,以达到更好的节能效果。