蓄能地板采暖中相变材料模块的优化配置研究

本文首先通过对一种含有相变材料封装模块的采暖地板的蓄、放热过程进行数值模拟,分析了蓄能地板内填充PCM起到的转移热量、平抑温度变化率及调节地板表面温度的作用.而后从满足地板供热的使用条件、实现蓄、放热所需的时间、保持地面温度均匀性以及使储能材料充分相变最大限度地发挥潜热功能等几方面出发,探讨得出了蓄能地板内填充PCM模块的数量以及模块放置位置(S值)的取值与蓄能地板热性能及PCM利用率等因素之间的关系,并给出了在本模拟条件下,所研究蓄能地板结构PCM模块放置位置的推荐方案设计.     

填充相变材料建筑结构层蓄能的研究

分析了相变材料在建筑蓄能中的作用,对一种填充相变材料的建筑地面结构层蓄能过程进行了数值模拟研究,探讨了蓄能地面结构层内相变材料模块位置对结构层温度分布、蓄放热时间、供热工况以及相变材料利用率等因素的影响,得出在本模拟条件下满足所需功能蓄能采暖地板结构优化设计的方案.将模拟方案与实测结果进行对比后发现,两者的吻合程度较高.     

地面辐射供暖系统相变蓄能地板热工性能研究

介绍了层状、条状两种结构的相变蓄能地板。建立了相变蓄能地板的计算模型,数值模拟了不同供水温度下两种结构相变蓄能地板的表面平均温度随加热时间的变化,相变材料的填充量及地面装饰材料对条状相变蓄能地板表面平均温度的影响。在满足同样供热需求的前提下,采用条状相变蓄能地板更经济、实用。当供水温度为50~55℃时,条状相变蓄能地板表面温度达25~29℃,符合人体热舒适性的要求。     

蓄能地板辐射采暖系统热性能的研究

利用相变传热理论，建立起分析热盘管置于封装相变储能材料层中的储能采暖地板热性能的理论模型，采用焓分析法，数值模拟贮热介质在曲边边界条件下、不同的热边界条件的作用，探索蓄能地板在不同的管间距布置、不同的地板覆盖层和不同供热工况等各种因素对储能地板热性能及蓄热效果的影响规律。     

中国西部高海拔地区空气式蓄能地板性能研究

西部高海拔地区采暖供热存在刚性需求,但当地可用于供暖的资源十分有限,因此本文针对利用太阳能热风供热的空气式蓄能地板特性开展研究,深入分析了相变温度、相变材料管径、供热风温、风速、地板保温厚对室内温度场的影响,从而为西部高海拔地区采用太阳能热风供暖提供了技术支持     

相变蓄能采暖地板的热性能研究

以相变蓄能地板采暖房间为背景,抽象出二维传热方腔模型并进行数值模拟,对比相变地板系统和普通地板系统蓄放热性能差异。分析相变材料导热系数、相变潜热和相变温度等物性因素对地板系统蓄放热性能的影响。研究结果表明相变地板系统蓄放热性能良好,腔内温度波动小,舒适性高。     

封装蓄能材料用于地板辐射采暖的数值模拟

对于封装相变材料的研究,通常借助于热容法和焓法。热容法直接以温度为待求变量,但必须跟踪液相的界面,而且一般用于相变温度为一点的理想相变材料。热焓法以温度和焓为待求变量,得到含有这两个变量的能量方程,再由相变材料的温度与焓之间的关系,求得温度分布。焓法不必跟踪相变界面,且能量方程适用于固相、液相及相变区,使问题大大简化,尤其适用于多维问题。本课题利用焓分析法,对一种封装相变蓄能材料用于低温热水地板辐射采暖系统进行了数值模拟。本文着重研究了蓄能地板在提供不同的热水温度、不同的供水流量、不同的热水管间距和不同的地板覆盖层条件下的蓄热时间规律。     

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。     

相变材料蓄能式吊顶辐射供冷系统热性能模拟研究

本文将单位体积蓄能密度较大的相变材料与毛细管网格栅埋入到建筑吊顶中,设计出了一种相变材料蓄能式吊顶辐射供冷末端形式,建立了分析该吊顶在间歇运行工况下热性能的数学模型,利用该模型可以分析不同相变材料物性对该相变材料蓄能式吊顶的表面平均热流密度和蓄能比的影响。通过对影响因素的敏感性分析,得出了影响吊顶热性能的主要因素。此外,对比分析了相变材料蓄能式吊顶与混凝土蓄能式吊顶热性能的差异,指出相变材料蓄能式吊顶辐射供冷方式具有蓄能比更高的特点。     

相变蓄能建筑材料的发展

首先总结了近几年建筑节能中相变蓄能技术的研究进展,然后对相变蓄能建筑材料的制备技术和研究方法等进行了概述,并对相变蓄能建筑材料在多功能墙体或地板、智能控温建筑物或混凝土工程及太阳能建筑等方面的应用前景进行了展望,以促进相变蓄能建筑材料的发展。     

相变储能石膏板应用于地板供暖系统的节能效果及热舒适性分析

本文针对一种电加热相变地板供暖系统,通过模拟计算分析了其稳定性和热舒适性,并通过实验进行了验证.模拟计算结果表明相变地板供暖系统储热能力好,与普通地板供暖系统相比,室内空气温度变化平缓,人体舒适度更高.相变地板利用相变材料储存廉价低谷电热能,系统的节能性和经济性较好.     

Preparation and application effects of a novel form-stable phase change material as the thermal storage layer of an electric floor heating system

A novel form-stable phase change material (FSPCM) was prepared, which comprises micro-encapsulated paraffin (MEP) as the latent heat storage medium and high density polyethylene/wood flour composite as the matrix. It has the following merits: proper phase transition temperature, large apparent specific heat in phase change temperature region, suitable thermal conductivity, good shape retention and dimensional stability. Therefore, it is suitable for the applications in energy efficient buildings without encapsulation. Simulation studies were performed to investigate the temperature-regulating and cost-reduction effects of the FSPCM as the thermal storage layer (TSL) material of an electric floor heating system (EFHS). The results show that it is promising to use the FSPCM plate as the TSL to achieve better temperature-regulating and cost-reduction effects, and the application effects depend on the heating mode of the EFHS and the thickness of FSPCM plates. The cost-benefit analysis indicates also that the prepared FSPCM has the potential to serve as the TSL in an electric floor heating system.     

相变材料在建筑节能中的应用研究

相变材料在特定温度下发生相态变化,随着相态变化而吸收或放出热量,从而储存和释放能量。介绍了相变材料近年来在建筑砂浆、石膏板、混凝土、地板以及在建筑物制冷供暖系统中的应用。     

太阳能热泵相变储能复合地板辐射采暖系统

太阳能地板辐射采暖系统与相变储能技术结合使用是新能源利用的一种重要方法。介绍了一种太阳能、热泵、低谷电辅热与相变储能地板联合运行的复合地板辐射采暖系统;讨论了系统组成、运行原理以及运行流程;分析了该采暖系统在节能环保、室内热舒适性等方面的优点;展望了其良好的发展前景。     

相变通风屋顶的供热节能优化设计研究

提出太阳能相变屋顶系统(主要由太阳能空气集热系统、相变通风屋顶组成),将两种相变材料(PCM1、PCM2,PCM1用于供冷期蓄冷,相变温度在35℃左右。PCM2用于供暖期蓄热,相变温度在18℃左右)及风道(预制在钢筋混凝土板内,供冷期利用夜间低温空气冷却屋顶与PCM1,供暖期利用太阳能空气集热器出口热空气加热屋顶与PCM2)预制在屋顶内,形成相变通风屋顶(由上至下的基本结构为保护层、防水层、找坡层、保温层、找平层、PCM1、钢筋混凝土板),实现供冷期夜间蓄冷日间吸热、供暖期日间蓄热夜间放热。针对供暖工况,采用模拟方法,结合评价指标,对相变通风屋顶中相变材料(由于供暖工况PCM1不发生相变,因此研究对象为相变材料PCM2)的相变温度、结构(即相变材料位置)、相变材料厚度进行优化选取。A型相变通风屋顶将PCM2设置在PCM1与钢筋混凝土板之间,B型相变通风屋顶将PCM2设置在钢筋混凝土板下面,C型相变通风屋顶将PCM2设置在预制风道外圈。PCM2的最佳相变温度为18~20℃,最优结构为B型相变通风屋顶,PCM2最佳厚度为30 mm。与无相变通风屋顶(将B型相变通风屋顶中的30 mm厚PCM2相变材料替换成相同厚度的水泥砂浆,保留预制风道,其他各层材料及厚度均保持不变)相比,最佳相变通风屋顶(PCM2相变温度为18~20℃、厚度为30 mm的B型相变通风屋顶)的各项评价指标均更优。     

用于墙体和地板的相变材料性能

利用差示扫描量热仪研究了分别由48#石蜡和液态石蜡、癸酸和硬脂酸组成的2种二元混合物的相变温度和相变潜热,并选取其中6种试样进行5 000次热循环试验,旨在寻找适合于建筑围护结构中使用的相变储能材料.结果表明:2种二元混合物的相变温度和相变潜热随配制比例的不同发生了较为明显的变化;它们的热稳定性均较好,且脂肪酸混合物的热稳定性优于石蜡混合物.同时给出了适用于被动式相变墙体和主动式相变供暖地板或墙板中使用的相变材料混合物配比.     

地板采暖系统用复合相变砂浆填充材料研究

阐述了相变砂浆作为填充层材料在地板采暖中应用的意义,采用溶胶-凝胶法制备了以二氧化硅为载体的复合有机相变颗粒材料,配制了相变石膏砂浆.利用地板采暖试验间进行了相变砂浆和普通砂浆的地板采暖试验,以验证相变砂浆地板采暖系统的蓄放热性能,并对地板表面和室内的温度影响进行了试验分析.通过试验验证了新型相变砂浆作为填充层材料应用到地板采暖是切实可行的,在较好改善室内温度环境的同时降低了地板采暖系统的荷载和厚度.     

毛细管相变蓄热罐性能实验研究

相变蓄热装置是太阳能、工业余热等供热技术推广应用的关键装备。在分析现有相变蓄热装置特性的基础上,提出了毛细管相变蓄热罐,并结合一种复合型相变蓄热材料,对其热物性进行了测试,结果表明该复合相变蓄热材料符合太阳能供热技术的要求。同时研究了水流量和供水温度对毛细管相变蓄热管性能的影响,得出了最佳流量,为毛细管相变蓄热罐的设计提供了数据支持。