南京地区夏季复合相变混凝土砌块运用效果研究

在混凝土砌块中填入相变石膏板,构成复合相变混凝土砌块,将其运用到建筑外墙中。在实验室搭建变温热箱实验装置,通过实验与模拟验证焓法模型在计算相变传热时的可行性,并运用焓法模型计算分析由复合相变混凝土砌块砌成的建筑外墙的热工特性。研究表明,用焓法模型计算得到的模拟值与实验值的误差不超过5%。通过焓法模型计算分析得到,当室内空调定温为26℃时,相变石膏板相变温度为26℃节能效果最佳,将这种相变石膏板放置在混凝土砌块外侧孔中,相变外墙房间节能59.1%,节约电费61.4%;放置在砌块内侧孔中,相变外墙房间节能45.3%,节约电费48.2%。     

基于保温隔热建筑墙体的相变混凝土热物理性能研究

以双层相变混凝土墙体为模型，通过测量比热容和导热系数以及升温曲线，研究相变混凝土墙体热物理性能，并结合COMSOL数值模拟的方法验证其节能潜力。结果表明，相变材料的掺入能降低混凝土的导热系数，并在相变温度区间大幅提高其比热容；高温火灾情况下，相变混凝土墙体升温速率远低于普通墙体；其对室内温度的自主调节能力也有大幅提升，在夏季可使室内最高温度降低2.7℃，日均节能率23.6%；冬季可使室内最低温度升高2.6℃，日均节能率36.6%；并推迟最高或最低温度的到来时间。     

轻质建筑中相变蓄能石膏板热性能研究

现代轻质建筑由于热惯性较小,室内温度昼夜波动较大。相变蓄能具有温度变化小、蓄能密度大的特点。将相变材料（PCM）掺入轻质建材中,制成相变蓄能建筑构件,可以有效增加建筑围护结构热惯性,提高室内热舒适度,节约采暖空调能耗。本文研究了相变蓄能石膏板在北京地区轻质建筑中的冬季使用效果,从相变温度、相变材料含量和相变石膏板厚度三个方面对相变蓄能石膏板的使用进行了优化,并比较了普通石膏板和混凝土隔墙的使用效果。研究表明相变蓄能石膏板能有效抑制室内温度波动,提高室内热舒适度。     

相变蓄能石膏板的性能研究及应用

选用微胶囊相变材料与石膏胶凝材料直接混合的方法,通过对现有的普通纸面石膏板生产工艺进行改进,实现相变蓄能纸面石膏板的规模化生产.对生产的相变蓄能纸面石膏板物理性能和热参数测试及使用效果的模拟测试表明,该产品作为建筑内墙材料时可将室内温度波动控制在较窄的范围内,能增加居住环境的热舒适性.     

相变储能建筑材料的实验研究

以硬脂酸丁酯为相变材料，聚乙烯醇为分散剂，石膏板为载体，通过浸渍法和直接加入法制备相变储能石膏板。通过差示扫描量热仪分析不同相变储能石膏板的相变温度和相变焓，研究和比较了它们与普通石膏板的隔热保温性能、耐久性能和吸水性能。由直接加入法制备的含22％硬脂酸丁酯的相变储能石膏板其储能能力是普通石膏板的10倍，耐久性能优越，吸水性是普通石膏板的1／3，有利于高湿环境的使用。     

相变储能石膏板制备和性能的研究

采用十酸和十二酸作为相变材料,与二氧化硅复合制备相变蓄热复合材料。选取石膏板为基体,并采用直接加入法制备相变储能石膏板。测试结果表明,随着相变蓄热复合材料掺量的增加,相变石膏板的抗压强度逐渐降低;当相变蓄热复合材料掺量为15%时,相变石膏板的抗压强度为1.25 MPa;对其进行DSC分析,其相变温度为20.27℃,相变焓为9.52 J/g,具有合适的相变温度和较好的储热性能。     

相变储能建筑材料的实验研究

以硬脂酸丁酯为相变材料,聚乙烯醇为分散剂,石膏板为载体,通过浸渍法和直接加入法制备相变储能石膏板。通过差示扫描量热仪分析不同相变储能石膏板的相变温度和相变焓,研究和比较了它们与普通石膏板的隔热保温性能、耐久性能和吸水性能。由直接加入法制备的含22%硬脂酸丁酯的相变储能石膏板其储能能力是普通石膏板的10倍,耐久性能优越,吸水性是普通石膏板的1/3,有利于高湿环境的使用。     

相变蓄热地板回填材料的参数优选

针对采用相变蓄热地板(由保温层、回填层、找平层、装饰层组成)的地面辐射供暖系统房间,采用数值模拟方法,将室内温度的稳定性(室内温度变化幅度越小,变化周期越长,说明室内温度随时间的变化越平缓,室内温度的稳定性越好)、热水锅炉启停次数(越少越好)、热水锅炉启停间隔时间(在热水锅炉启停次数一定的前提下,启停间隔时间越短越好)作为指标,优选相变蓄热地板回填材料中相变微胶囊(相变材料为石蜡)的相变温度(15、20、30、35℃)、质量配比(相变微胶囊与水泥砂浆的质量比)。当室内温度由初始温度(3℃)随着热水锅炉的运行(提供50℃的热水)升至供暖室内设计温度(20℃),热水锅炉停止运行。但室内温度并没有随着热水锅炉的停止而迅速下降,而是继续上升一段时间后再下降,这主要是由于相变蓄热地板的蓄热量在热水锅炉停止后进行了释放。回填材料的相变微胶囊与水泥砂浆的最佳质量比为1∶1,相变微胶囊的理想相变温度为30℃。     

相变石膏板应用于外墙表面夏季隔热的相变温度分析

本文提出了将定形相变蓄能石膏板安装在轻质保温墙体外侧取代传统绝热材料,以改善围护结构夏季隔热性能的方法。以南京地区为例,采用Matlab编程比较了定形相变蓄能石膏板和膨胀型聚苯乙烯板在改善轻质围护结构隔热性能方面的差异,并利用焓法模型从相变温度角度对相变蓄能石膏板的使用效果进行了分析。研究结果表明,定形相变蓄能墙体在夏季可以改善建筑物外墙的隔热性能,减少通过围护结构传入室内的热量,相变温度为28℃的蓄能墙体能最大程度缓解夏季室内的空调冷负荷,起到节能效果。     

相变材料建筑节能应用效果的实验及数值模拟研究

相变材料具有高效的能量储存功能,与建筑材料复合制成有蓄热功能的新型节能建筑材料后,可应用在建筑结构中,发挥相变蓄热功能,控制建筑室内温度波动,增强建筑舒适度,更加有效地实现建筑节能。通过介绍相变蓄热建筑材料在建筑上的应用现状,对相变材料建筑节能效果进行实验模拟,阐述借助数值模拟软件和数学建模等手段进行数值模拟的研究方法和发展现状,提出相变材料建筑节能应用效果的研究方法和研究内容所存在的不足及发展潜力。     

严寒地区空气-地源热泵耦合系统性能研究

提出一种结合相变蓄热地板的空气-地源热泵系统,为严寒地区机场辅助用房提供室内环境保障,满足供热、供冷和供生活热水的需求,采用数值模拟的方法研究其供暖期性能。相变蓄热地板能够对室内温度起到较好的调节作用,当室外温度为-25~-5℃时,有相变蓄热地板的室内温度在16.9~19.3℃范围内波动,满足人体舒适度的要求,对比无相变蓄热地板的室内温度,有相变蓄热地板的室内温差减小44%左右。室外温度对空气源热泵制热性能系数影响较大,制热性能系数随着室外温度降低而降低。在室外温度为-15℃时,空气源热泵的制热性能系数在2.3以上。随着室外温度降低,地源热泵的制热性能系数增加,室外温度低于-25℃时,地源热泵制热性能系数能够保持在4.4以上。供回水温差对地源热泵的制热性能系数影响较大,对空气源热泵的制热性能系数影响较小。当空气源热泵和地源热泵的启停切换温度为室外日平均温度-15℃时,整个供暖期热泵系统的平均制热性能系数最高达到4.2,最低为2.4,平均值为3.28。在保证土壤热平衡的前提下,通过调整空气源热泵和地源热泵的运行时间,优化了系统经济性和节能性。     

相变材料应用于建筑外墙的温度与能耗模拟

使用EnergyPlus能耗模拟软件对相变材料作为外墙表面隔热材料的应用效果进行模拟,在小空间和小型办公室的模型上,改变相变材料的相变温度、材料结构和用量等使用条件,并进一步考虑室内热源和不同气候区的影响,对比分析在空调季节里空间内部温度的变化情况和空调节能效果。模拟结果表明:相变温度稍高的相变材料更有利于夜间散热蓄冷,同时,结合双层复合结构可获得更好的温度抑制和节能效果;内热源的存在会提高房间空调能耗的基数,从而使相变材料空调节能率计算值降低,并且在一定程度上掩盖了相变材料对室内平均温度的抑制作用,尽管如此,相变材料在有内热源环境下使用时空调节能量仍与无内热源时相当。     

相变储能石膏板导热系数2种测试方法的研究

相变储能石膏板导热系数的测试多采用单一的非稳态测试方法,为更好表征相变储能石膏板导热系数的变化规律,分别采用稳态测试方法（防护热板法）和非稳态测试方法研究了相同配合比相变储能石膏板的导热系数.分析比较发现：随着相变材料掺量的增大,石膏基相变储能构件的导热系数降低;2种测试方法均能反映相变储能石膏板导热系数的变化规律,初始温度在相变温度区间时,试件的导热系数值最大;非稳态测试得到的导热系数值较大.     

相变材料热物性参数对相变窗动态传热特性的影响研究

为提高夏热冬冷地区相变玻璃窗的保温隔热性能,本文建立相变玻璃窗动态传热的数值模型,搭建了相变玻璃窗和中空玻璃窗动态传热特性对比实验装置。在夏季晴天和阴雨天条件下进行实验测量,结果表明:相变玻璃窗(MG29)在夏季气候条件下能起到良好的保温隔热作用和调节空调系统峰值负荷的作用,夏季晴天时,通过相变玻璃窗传入室内的热量相比于中空玻璃窗降低18.3%。在实验的基础上,通过数值模拟计算研究相变材料的物性参数对相变玻璃窗动态传热特性的影响。结果表明:随着相变材料相变潜热的增大,相变玻璃窗调节室内温度波动和调节空调系统峰值负荷的能力增强:适合于该地区相变玻璃窗中应用的相变材料的相变温度在25℃~31℃之间;为提高相变玻璃窗的保温隔热性能,应尽量减小相变材料的相变温度区间。     

南京地区复合相变混凝土砌块冬季应用效果研究

以南京地区冬季的室外空气综合温度为计算条件,利用FLUENT软件模拟分析了空心混凝土砌块、EPS外保温、复合相变混凝土砌块应用于南向外墙时对空调房间和非空调房间室内热环境的影响。研究结果表明:对于空调房间和非空调房间,相变石膏板内置时的利用效果均优于外置;对于空调房间,EPS外保温和内置相变温度为19℃的相变石膏板的复合相变混凝土砌块下的内壁面热流波幅分别较空心混凝土砌块减小73%、43%,而房间总散热量分别较空心混凝土砌块减小6%、45%;对于非空调房间,内置相变温度为15℃的相变石膏板的复合相变混凝土砌块下的室内空气平均温度分别较空心混凝土砌块和EPS外保温提高2.45℃和2.24℃,而温度波幅分别较空心混凝土砌块和EPS外保温减小82%和51%。     

双层定型相变墙体在我国典型气候区的节能潜力研究

双层定型相变墙体中间为普通墙体,外侧为相变温度较高的相变层,在夏季起"隔热"作用,内侧为相变温度较低的相变层,在冬季起"保温"作用。该结构可在全年改善建筑室内热环境,降低建筑运行负荷。重点研究此结构在我国5个典型气候区的节能潜力。选取各气候区典型城市的气象数据作为模拟条件,对比相变房间与普通房间的模拟结果,分析定型相变墙体在各典型气候区的适用性,同时得出节能潜力最大时对应的定型相变材料厚度及相变温度参考值,为该结构的推广应用提供参考。     

热泵耦合太阳能的相变储能系统的构建及运行分析

以往的普通能源系统存在各类问题,本文以沈阳建筑大学超低能耗示范中心为建筑模型,构建热泵与太阳能耦合的相变储能系统.采用瞬态模拟软件TRNSYS和实际测试数据分析系统运行情况,探讨复合式能源系统的优点和可行性.根据模拟得出的结果显示,沈阳建筑大学超低能耗示范中心建筑全年最大热负荷为11.6 kW,出现在1月14日;最大冷负荷是10.01 kW,出现在全年气温最高的时刻.相变储能复合式能源系统内热泵机组的COP值比普通热泵系统的COP值提升了16.67％左右.7月份的流量平均值为3.854 m3/h.用户的负荷侧回水平均为12.35℃,平均源测回水温度值为46.8℃.实测和模拟两者数值偏差控制在15％以内.结合了太阳能、热泵的相变储能复合式能源系统比普通能源系统高效、节能.     

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。     

西安办公建筑相变蓄热通风技术的季节适宜性研究

以西安地区一栋典型办公建筑为例,运用EnergyPlus数值模拟软件研究了相变蓄热通风技术在过渡季节和炎热季节的应用情况。采用日累计降温幅度ΔT和降温潜力百分比J两个指标对其降温效果进行评价,分析了相变材料充分发挥相变潜能时室外干球温度的日气温特征,并基于ASHRAE 55热舒适模型评价了该技术对室内热环境的改善情况。结果表明:当室外干球温度最大值高于相变区间上限值3℃时,最低温度低于相变区间下限值3℃,且日平均温度处于相变区间范围内时,相变蓄热通风技术能够充分发挥相变蓄能作用;该技术在过渡季节的应用效果优于炎热季节,与夜间自然通风技术相比,该技术可使整个过渡季节室内空气温度降温幅度提高14%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数提高8%,而整个炎热季节室内空气温度降幅只提高5.6%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数仅提高1%。     

太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统性能仿真

以北京某建筑为研究对象,建立太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统,对系统热负荷、相变蓄热地板、集热器、电辅助加热器进行设计计算。以TRNSYS软件中的典型年1月为模拟时间,在相同运行策略下,对太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统、太阳能地面辐射供暖系统(未设置相变材料层)的室内温度进行仿真模拟。最冷月1月两种系统均在大部分时间保证室内温度大于等于18℃。采用太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统时,室内平均温度为19.13℃。采用太阳能地面辐射供暖系统时,室内平均温度为18.53℃。太阳能相变蓄热地面辐射供暖系统的热舒适性略高。