基于热性能的相变混凝土复合自保温砌块的优化设计

为提高混凝土复合自保温砌块的热工性能,将相变材料填充到砌块中,形成相变自保温砌块。设计了 五种相变自保温砌块,采用 ANSYS软件模拟分析不同方案的保温性能,得到最优砌块块型。在此基础上,以 西安地区夏季某朝南房间为研究对象,采用 EnergyPlus软件对相变砌块房间展开热环境模拟,研究不同相变 温度及相变材料安装位置对室内热环境的影响,探究最优相变层位置及最优相变温度。研究结果表明:孔型 为三排交错排列的砌块为最优砌块,其砌筑墙体传热系数为0.439W/(m2·K);夏 季 初 始 室 外 气 温 中 温 时 段、中间高温时段以及末期低温时段的最优相变温度分别为24.00、30.00及28.00℃。整个夏季的最优相变 温度为26.00~28.00℃,最优相变层位置为砌块内侧孔。对于整个夏季,相变材料安装位置对室内温度的影 响高于相变温度的影响,优化设计时应重点考虑。     

含相变材料双层玻璃窗光热分析模型

建立了含相变材料双层玻璃窗的光热传输模型,考虑相变材料和玻璃半透明特性,采用有限差分求解方程。在通过实验数据验证模型准确的基础上,分析了相变材料的融化温度对含相变材料双层玻璃窗光热性能的影响。结果显示:建立的模型可模拟相变材料双层玻璃窗的光热传输过程;随融化温度升高,含相变材料双层玻璃窗温度衰减因子则逐渐增大,相变材料融化时间延后,相变材料呈液态的时间变短,但温度滞后值、热流密度和太阳透射能则呈不规则变化。     

秸秆压缩块插孔纤维混凝土空心砌块墙体保温性能试验研究

采用热箱法测定了空心混凝土砌块和秸秆混凝土砌块的传热系数。试验结果表明:所测定单排单孔空心混凝土砌块平均传热系数K=1.78W/(m2.K),单排双孔空心混凝土砌块平均传热系数K=1.57W/(m2.K),秸秆压缩块混凝土砌块平均传热系数K=1.08W/(m2.K)。秸秆混凝土砌块作为墙体保温材料具有很好的隔热保温性能。     

低温热水型相变蓄能地板采暖房间动态热性能研究

提出一种采用相变材料蓄能的低温热水地板采暖系统形式。建立反映该采暖地板在应用房间中动态传热过程的数学模型,该模型可用于模拟研究不同材料蓄能地板在房间中的热性能;对比研究低温热水型相变材料潜热蓄能式采暖地板与混凝土显热蓄能式采暖地板的热性能差异。分析相变材料的相变温度、相变潜热和导热系数等因素对该地板采暖房间热性能的影响。研究结果显示相变材料潜热蓄能式地板具有蓄热效率高、室内温度波动小和室内平均温度高等特点。     

温度波作用下建筑内墙定型相变材料板的热特性

通过数值模拟研究了正弦温度波作用下建筑内墙定型相变材料板的热特性并与传统的墙体材料——砖和泡沫混凝土板相比较.利用焓法建立的一维瞬态模型采用全隐差分格式迭代求解.计算结果表明,与砖和泡沫混凝土板相比,定型相变材料板表面温度变化不仅波幅有较大的衰减,时间延迟也较明显;相变温度是影响波幅衰减程度的重要因素;对于一定的温度波,相变材料潜热、导热系数和表面换热系数均存在极限值,超过此值,相变材料板表面温度受室内温度波动的影响很弱;相变材料板厚度对表面温度波动几乎无影响;相变温度区间的扩大使表面温度有轻微的波动.所得结果为太阳能建筑及相关领域中相变材料的选择与应用提供参考.     

应用于日光温室墙体的相变材料热物性优化研究

建立日光温室计算传热模型,以室内空气温度和墙体内表面温度为指标,通过实验方法验证了所建立的传热模型准确性,最后分析相变材料相变温度、相变焓、导热系数、密度等热物性对室内最低温度和相变蓄热率的影响规律,确定被动式相变蓄热墙体和主-被动式相变蓄热墙体的最佳相变材料热物性,阐明了实际应用时相变材料选择原则。研究结果表明,所建立的日光温室传热模型具有较高准确性,可用于日光温室墙体相变材料热物性优化;主-被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为27 ℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/（m·K）,密度为440 kg/m³,被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为26 ℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/（m·K）,密度为792 kg/m³;最佳相变材料热物性应用时,2种墙体室内最低温度均可达到15.0 ℃,但是被动式相变蓄热墙体的相变蓄热率较主-被动式相变蓄热墙体减小29.5%。本研究可为相变材料在日光温室的高效利用提供参考。     

基于ANSYS的日光温室复合相变保温墙体的模拟研究

复合相变保温砂浆可作为内保温砂浆与日光温室墙体组成复合相变保温墙体,为温室生产提供热能。通过对日光温室相变墙体相变传热过程的数值模拟研究,可较好地掌握其蓄放热特性,为日光温室应用复合相变材料提供理论支持。该文利用ANSYS有限元分析软件模拟研究日光温室复合相变保温墙体的传热过程,数值模拟结果表明:50 mm复合相变保温砂浆与490 mm砖墙组成的复合相变保温墙体和30 mm复合相变保温砂浆与240 mm加气混凝土砌块墙组成的复合相变保温墙体都具有较强的蓄放热能力,两者的持续蓄热时间均为8 h,持续放热时间分别为16和13 h,这2种复合相变保温墙体均适合于冬季温室生产。     

含相变材料层玻璃屋顶光热传输特性分析

模拟研究含半透明相变材料层玻璃屋顶的动态传热特性,分析相变材料半透明特性和天顶角对含相变材料层玻璃屋顶动态传热特性的影响。结果表明,相变材料半透明特性和天顶角对玻璃屋顶的温度延迟、内表面温度、热流、透射太阳能等影响显著;双层玻璃厚度为18 mm,相变材料层厚度为20 mm的玻璃屋顶结构适合中国北方严寒地区。     

用于墙体中的固-固相变材料储热性能的研究

使用固一固相变材料作为墙体中的储能材料不会发生渗漏．能增加墙体的蓄热能力，减小室内温度波动，减少建筑能耗。通过实验研究了多元醇类相变材料组成的二元体系在不同组成下的储热性能，从材料的相变温度和相变潜热分析其应用于墙体中的可行性。研究结果表明：在一定的组成下，多元醇二元体系可达到墙体储能要求的相变温度，且相变潜热较大，是理想的墙体相变储能材料。     

基于Ansys的相变墙体节能效果分析

基于Ansys软件建立数学模型,计算分析不同厚度的混凝土分别与不同厚度定形相变材料组成的相变墙体的传热特性和节能效果。计算结果表明,相对于两种不同厚度混凝土墙体,增加定形相变材料起到了很好的节能效果;定形相变材料的最优厚度需要从各方面综合考虑确定;随着定形相变材料的厚度的增加,墙体内表面温度波动幅度近似呈线性减小。     

相变材料蓄热系数的计算方法

为解决现有围护结构热性能评价方法无法适用于复合相变围护结构的问题,应用因次分析法和仿真模拟法,分析相变材料蓄热系数与其热物性的关系,进一步构建相变材料蓄热系数的计算方法。研究结果表明,相变材料的蓄热系数与其密度、导热系数、有效比热容的二次幂成正比关系;所研发的相变材料蓄热系数为16.20 W/(m~2·K),分别为夯实土壤、砌块砖和聚苯乙烯板的1.24倍、1.54倍和45倍。因此,在围护结构中添加相变材料可改善围护结构的热稳定性。研究结果可为相变材料在建筑中的高效应用与科学评价提供方法参考。     

墙体储能用定形相变石蜡储热性能的实验研究

实验配制并研究了以高密度聚乙烯为支撑材料的定形相变石蜡.所使用的石蜡为由液体石蜡分别与46#石蜡、48#石蜡配制的两种适于墙体中使用低熔点混合物,相变温度分别为26.6、25.5℃,相变潜热较大.利用DSC实验研究了两种石蜡混合物分别与高密度聚乙烯按40%～90%比例配制成的定形相变材料的相变温度、相变潜热、均匀性和稳定性.定形相变材料在低温区的相变温度与石蜡的相变温度基本一致,在26～28℃之间,定形材料相变潜热近似等于石蜡的相变潜热与石蜡百分含量的乘积.定形相变材料中石蜡的最佳含量为70%,此时相变潜热约为100J/g.     

槽式太阳能集热与相变蓄热耦合模型(Ⅱ):性能优化

在采用两级组合相变蓄热材料的基础上,利用已建立的槽式太阳能集热单元和蓄热单元的1-2维混合模型,对组合相变材料蓄热性能进行优化研究。研究结果表明,受所选相变材料热物性的影响,随PCM1比例增大,蓄热速率减慢,总蓄热量增加;随传热流体质量流量增大,相变材料完全融化时间缩短,当质量流量大于0.5 kg/s后,质量流量对蓄热性能的影响减小;随相变材料初始温度升高,总蓄热量减小,熔化时间和达到最大蓄热量时间基本不变,对蓄热性能影响不大。     

聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响研究

聚氨酯型固-固相变储能材料可以有效提高沥青的相变储能能力,从而在调节路面温度的同时,减小温度波动。基于上述背景,针对聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响展开研究。确定相变材料的分类标准,并分别研究其储能原理及具体应用情况,完成对聚氨酯型固-固相变储能材料特性的分析。在此基础上,定义周期性储热边界条件,根据沥青调温过程中内聚能密度的变化形式,推导相变储能材料的能量变化规律,从而确定聚氨酯型固-固相变储能材料对沥青调温效果的影响能力。     

硬脂酸丁酯/多孔石墨定形相变材料的实验研究

本文利用多孔石墨的毛细管作用吸附硬脂酸丁酯制成了一种定形相变材料,利用DSC研究了硬脂酸丁酯质量含量不同的定形相变材料的相变温度、相变潜热和热稳定性,得出硬脂酸丁酯含量的临界值。研究结果表明:硬脂酸丁酯和纳米多孔石墨形成的定形相变材料相变温度合适、相变潜热较大、热稳定性好,是适合于在建筑墙体中使用的相变材料。     

梯形蓄热罐形状对蓄热性能影响的数值研究北大核心CSCD

蓄热可应对太阳能光热利用中的间歇性问题,可提供平稳的热能输出,提高能源品质。固液相变蓄热因其蓄热密度大、蓄/放热过程温度恒定等优点备受关注。固液相变蓄热过程中存在相变材料熔化与温度不均匀的现象,难熔区域极大地延长了整体相变蓄热时间。本工作提出了一种通过改变蓄热罐形状来改善熔化不均匀现象的设计方法,设计了5种具有不同梯度比的梯形相变蓄热罐;通过数值模拟方法研究了5种梯形蓄热罐的蓄热性能,得出以下结论:增加上部区域相变材料的比例有利于将热量及时传递到固态区域,减小了热量传递的阻力,加快了整体传热速率。增加上部区域相变材料比例(即模型1和模型2)的完全熔化时间较基准模型3的完全熔化时间都有缩短,分别减少了39.06%和29.37%。研究结果为相变蓄热罐结构设计和工程应用提供一定参考。     

石膏空心砌块施工技术措施

石膏空心砌块是一种新型轻质高强墙体材料,具有保温隔热性能好、隔音防火等特点,施工方法简单,节省投资成本,是高层建筑中非承重墙体砌筑的优选材料。文中介绍了石膏空心砌块的施工技术和质量要求。     

电加热相变储能式地板采暖系统试验研究

建立了一种新型电加热相变储能式地板采暖系统(相变系统),分析了其稳定性、舒适性和经济性。通过用DSC法选取相变材料,其熔点和潜热分别为44.24℃和128.52kJ/kg,应用此相变材料于电加热地板采暖系统,并与普通电加热地板采暖系统(普通系统)进行了两个供暖季节的对比实验研究,分析相变材料的稳定性,测量系统和室内外空气的温度变化以及不同系统的耗电量。表明了相变系统蓄换热性能好,白天的电热负荷基本转移到夜间低谷电价时段。相比普通系统,其运行费用低.3.2a可收回投资。新型的相变系统充分利用了相变材料可储存廉价低谷电热能,在峰平时段释放的特点,有效实现了移峰填谷,具有很好的应用前景。     

高潜热相变砂浆与相变板墙体性能对比研究

相变储能墙体面临着相变温度不适宜、储能能力低、构建形式多但缺乏性能对比分析等问题,为此,本文以相变砂浆、相变板墙体为对象,对其性能进行优化和对比研究。采用固、液石蜡、HDPE按比例熔融混合制备出相变温度约为34℃的定形相变材料,该材料无泄漏、形状稳定,潜热为现有文献的2倍多。基于该材料制备出相变砂浆、相变板材,并构建两类相变-混凝土墙体结构,研究在相同边界条件和初始条件下两者的传热特性及节能效果。结果表明,以普通砂浆墙体为对照,相变砂浆、定形相变板可将内壁面最高温降低0.73℃、1.76℃,定形相变板保温隔热性能最优。定形相变板可将空调热负荷降低21.9%,高于相变砂浆;但其原料成本为普通砂浆的3.38倍;成本增幅较相变砂浆高出32.8%,而成本回收周期低33.3%。     

低温相变癸酸储热性能改良实验研究

通过实验方法对有机相变材料癸酸的储热性能进行改良.主要以癸酸为相变材料,高聚乙烯为支撑材料改良癸酸的储热性能,试制一种低温定形相变材料,分析改良后材料的均匀性和稳定性,讨论材料中癸酸掺混比例的临界值.通过差示扫描量热仪测试和T-History方法研究该材料的相变温度、相变潜热,并对比两种方法在测试中的优劣;T-Hist...