火墙环境下相变材料封装盒体的吸放热规律

采用恒温箱模拟火墙环境对肉豆蔻酸封装盒体进行加热与自然降温试验,通过埋置热电偶测试该封装盒体中不同位置处的温度,分析了不同金属和厚度封装盒体对其吸放热规律的影响.结果表明:肉豆蔻酸封装盒体在加热阶段可吸收并储存大量热量,在降温阶段具有明显的持续放热平台,可用于调节火墙采暖建筑物的室内温度,随着封装盒体厚度的增大,其储热能力和对周围空间的供热能力增强.当封装盒体厚度相同时,铝质肉豆蔻酸封装盒体的完全相变时间比铜和铁质肉豆蔻酸封装盒体的完全相变时间缩短了10%~20%.     

寒地村镇火墙内相变蓄热装置设计研究

针对严寒地区村镇采暖现状,设计一种置于严寒地区村镇火墙内的可拆卸的相变蓄热材料的封装装置。通过相变蓄热材料储能和释放能量的性能,该装置的嵌入可以起到充分利用火墙内烟气余热调节室内温度,同时解决现有火墙积灰严重以及因相变材料受热膨胀而导致的蓄热装置失效的问题。     

北方农村传统火墙与相变蓄热火墙模拟对比分析

近年来,我国北方农村地区的居民仍然在使用火墙这种古老的采暖方式。本文根据能量守恒原理中的瞬态传热公式,应用有限元数值模拟方法比较相变蓄热火墙和传统火墙的传热性能。分析表明相变蓄热火墙能够在采暖间歇时将相变材料储存的热量释放到室内进行供暖,起到时间延迟的作用,减小室内温差波动,实现了农村住宅的采暖节能,具有显著的经济效益。     

相变储能建筑材料的发展

建筑墙板、天花板和顶板中掺入适当的相变材料(PcMs),能提高其表面因接受太阳光辐射而储蓄能量的能力,这样可以在一个较长的时间内,减少因空气流动造成的室内温度波动,维持室内温度接近到要求的温度,提高人体的舒适度。运用这种相变储能建材,可将电力供给峰期时的加热或制冷负荷转移到谷期,使用户降低使用费用。本文对建筑相变储能材料的研究进行了回顾,并讨论了PCMs的选择和封装所存在的问题。     

室温复合石蜡相变陶粒制备及微观表征研究

为了提高建筑围护结构的蓄热能力,降低建筑能耗,开发能够用于建筑围护结构的室温复合石蜡相变陶粒。按照单因素试验法将52号石蜡和液体石蜡加热共融制备复合石蜡相变材料,采用真空吸附法将复合石蜡吸附于页岩陶粒中,分别采用苯丙乳液、环氧树脂、水泥净浆对吸附石蜡的陶粒进行封装,以满足建筑应用。利用差示扫描量热仪、压汞仪、扫描电镜等分别对相变陶粒相变温度、相变潜热、封装效果、吸附率、微观表征和相容性等进行试验测试。结果表明:复合石蜡的相变温度能够涵盖建筑室内、外热环境范围(18~35℃),石蜡通过真空吸附法能够大量吸附进入陶粒内部,吸附率在58%以上,并黏附于陶粒孔隙内壁,具有较好的相容性,相变陶粒的石蜡吸附量主要取决于陶粒中大孔的数量。     

基于火炕的热水供暖火墙系统供暖效果研究

将火墙式火炕与热水供暖系统相结合,在火墙燃烧室的正上方加设集热器,在房间布置散热器,利用热水循环将火墙燃烧室的部分热量转移,供给其他无炕、无火墙房间.对加设热水系统后的火炕和热水系统的热工性能及室内热环境进行了实验研究.结果表明,该供暖系统在保证火炕房间供暖条件下,能够满足无炕、无火墙房间的短期供暖要求,并且提高了火炕的热舒适性;可以燃用各种生物质燃料,从而减少农村商品能的消耗.     

火墙式火炕炕体传热特征及内部烟气流动特性实验研究

火炕是目前我国北方地区解决农村采暖问题、优化能源消耗结构和提高室内热环境的一种有效方式。本文以火墙式火炕为研究对象,采用实验研究的方法,分析了火炕内部烟气温度分布、烟气物理性质、烟气流动特性,以及烟气和火炕本体热量分布,为火墙式火炕的进一步优化设计提供了依据,同时也为低流速下烟气流动换热的研究提供了参考。实验结果表明,火炕内部烟气温度主要分上、下两层,烟气质量流速维持在0.05～0.065kg/s,烟气所带热量的60%～80%传给了炕体本身,炕本体效率可高达80.5%。存在的问题是排烟损失和通过火墙正下方地面的热量损失较多,火墙式火炕的结构有待于进一步的优化。     

地道风与相变平板空气集热器复合系统的实验研究

为提高冬季地道风出口温度以满足建筑供热要求,现有研究中开发了地道风和太阳能平板空气集热器复合系统。针对该系统因太阳辐射间歇性和不稳定性导致出口风温不够稳定,易出现过热且集热器工作时间仅限于日间的问题,本文提出在集热器中耦合相变材料以构成地道风和相变平板空气集热器复合系统。为评估该系统热性能,本文通过实验测试分析了系统出口风温、集热器工作时间和相变材料温度的变化特性,并与传统系统进行了比较。实验结果显示该系统可在近4. 5 h内将出口风温维持在33～35. 8℃,并将最大出口风温降低8℃,集热器夜间工作时间延长近5. 5 h。此外,常用矩形封装结构易导致相变材料无法完全融化,从而显著降低其利用率,而针对此的一种可能解决方法是采用楔形封装结构代替矩形封装结构。上述结果表明本文所开发系统可有效抑制太阳辐射波动对系统出口风温的影响,避免出口空气过热并延长集热器工作时间。在未来实际应用中应根据建筑负荷和系统运行时间选择合适的相变材料容积,以进一步延长系统出口风温稳定时间和运行时间。     

环形通道中蓄能物质的相变传热特性实验研究

搭建了环形通道式相变蓄热实验台。以石蜡为相变材料,实验研究了相变材料蓄热过程的传热特性。利用红外热成像技术,获得了相变材料相变蓄热过程中的温度分布及相变界面位置随时间的变化规律。研究结果表明:加热温度越高,相变材料内部自然对流现象出现得越早,完成相变的时间越短;沿管长方向各截面的熔化传热规律相近;热源的流量对石蜡蓄热特性影响不大;随着Stefan数的增大,熔化所需的时间显著减少;加热初期等温线沿着加热内壁呈同心圆分布;随着时间的推移,浮升力引起的自然对流使热流体上升,通道截面上部的等温线呈椭圆状,熔化速度明显增加。自然对流对环形通道内的相变影响较大,在数值计算中不容忽略。     

递变型外贴式相变墙体

提出一种递变型外贴式相变墙体,采用多种不同相变温度的相变材料安装在墙体外侧,各层相变材料的相变温度的设计原则为外层相变材料的相变温度高于内层相变材料的相变温度。这样通过不同相变温度的相变材料组合提高相变墙体外表面温度,增大墙体外表面辐射散热量和与大气的对流换热量,在同样情况下递变型相变墙体比采用单一相变材料的墙体传到室内的热量更少,获得了更好的节能效果。