耦合太阳能热源的相变蓄能板蓄放热性能研究

搭建了2个实验房,针对太阳能集热器连接实验房中的蓄能板的蓄热性能进行研究。采用静态和动态2种方法对相变材料蓄热量进行计算,对蓄能板的热流密度和实验房温度进行测试与分析。研究结果表明:静态和动态蓄热量的计算误差为4.09%;蓄能板与对比板热流密度平均值差值30.77 W/m~2,蓄能板具有较好的蓄热能力;相变实验房内温度与对比实验房内温度相比最大衰减时间为120 min,最大平均温度差为4.33℃。     

供热方式对相变蓄能炕热性能的影响

在相同工况下设置不同的供水温度对毛细管网相变蓄能炕和不锈钢盘管相变蓄能炕进行对比试验,分析供热方式对相变蓄能炕的热性能影响及不同供热方式下的最佳供水温度。结果表明毛细管网相变蓄能炕的最佳供水温度比不锈钢盘管相变蓄能炕的最佳供水温度低5℃,说明毛细管网传热效果好,热量利用率高,相比不锈钢盘管相变蓄能炕的热稳定性高,购置成本和维修成本较低,经济性更好。     

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。     

被动式蓄热相变墙体热工性能的研究

选用石蜡与液态石蜡的二元混合物作为相变材料,按不同比例复合在墙体中,制成被动式蓄热相变墙体.实验分析了不同比例相变材料复合相变墙体的传热性能和节能效果,并与普通墙体进行比较,优选出相变材料最适合的复合比例.结果显示:在加热阶段,不同比例相变材料制备的相变墙体表面温度和热流均小于普通墙体,且温度和热流变化平缓、波动小,存在延迟和衰减现象;在停止加热阶段,普通墙体的温度和热流很快下降,而相变墙体表面温度和热流下降较为缓慢.试验数据为相变墙体的实际应用提供基础和依据.     

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。     

低温热水有源相变墙体辐射供暖的模拟研究

针对低温地板辐射供暖系统应用中的问题,提出了低温热水有源相变墙体辐射供暖新系统,介绍了新系统工作原理及特点;基于相变墙体传热过程的分析,建立了相变墙体蓄、放热过程的传热模型,并应用FLUENT软件对某相变墙体连续4d的周期性蓄、放热特性进行了模拟计算。结果表明:在非对称相变墙体的周期性蓄、放热过程中,左、右两侧墙面的最高温度及最低温度分别为24.8、22.8、23.7、22.5℃,最大及最小热流密度分别为81、65、56、52 W/m2,为低温热水有源相变墙体辐射供暖技术的应用提供了理论基础。     

控温箱-双面热流计法测定墙体传热系数及模拟分析

通过控温箱-双面热流计法对围护结构进行热工分析,测量得出的墙体传热系数为1.28W/(m²·K),利用Fluent对墙体的物理模型进行计算,得出的墙体传热系数为1.31W/(m²·K)(理想检测模型)和1.32W/(m²·K)(实际检测模型),数值计算结果与测试结果误差低于3%。验证得出,墙体传热系数的检测值具有可靠性。     

典型外墙构造复合相变层的热工性能研究

建筑围护结构结合相变蓄热材料能够大幅提升其蓄热性能,削弱室外温度波动对室内热环境的不利影响,有助于充分利用自然气候资源。由于相变材料的变物性特征,相变墙体和传统围护结构的热工性能存在显著差异。基于人工控制环境下的缩尺模型实验,对比分析了在室内外双向周期性热作用下,相变墙体不同材料层顺序(相变蓄热层、保温层、结构层)对其热工性能的影响。结果表明,当墙体材料层顺序由外向内分别为"保温层-结构层-相变蓄热层"时,实验小室室内空气温度峰值最小。分析了在不同材料层顺序下相变墙体的内表面蓄热系数,结果表明当墙体的材料层顺序由外向内分别为"相变蓄热层-保温层-结构层"及"保温层-结构层-相变蓄热层"时,相变墙体的内表面蓄热系数分别为4. 39 W/(m~2·K)和4. 13 W/(m~2·K),均大于采用材料层顺序由外向内为"相变蓄热层-结构层-保温层"的相变墙体的内表面蓄热系数。内表面蓄热系数计算结果与相变墙体热工性能实验结果相符,能够准确体现相变墙体内表面蓄热性能及其对室内热环境的影响。     

某流量控制阀冷水系统特性试验研究

为解决低负荷下冷水流量过大导致冷水泵能耗较大的问题,将一种新的控制策略应用于流量控制阀。搭建了模拟试验台,对空调冷水系统不同风量和不同供水温度下的阀门开度、冷水流量、供回水温差和冷水泵功率进行了比较,验证了该控制阀的控制特性及节能效果。结果显示:控制阀控制回水温度的效果较好,且当房间负荷小于风机盘管最大供冷量时,控制阀能够有效调节冷水流量,提高供回水温差并降低冷水泵功耗;当供水温度为7℃,风机盘管在低(325 m³/h)、中(500 m³/h)、高(600 m³/h)挡风量下,平均供回水温差分别为4.79、4.39、4.97℃,与使用通断型两通阀相比,平均冷水流量分别降低47.71%、39.07%、31.28%,冷水泵能耗分别降低12.20%、11.31%、10.66%;中挡风量下,供水温度为7、8、9℃时,平均供回水温差分别为4.39、3.56、3.33℃,与使用通断型两通阀相比,平均冷水流量分别降低39.07%、11.35%、18.21%,冷水泵能耗分别降低11.31%、5.09%、7.78%。     

风冷式建筑一体化光伏光热组件夏季性能研究

将平板微热管阵列与碲化镉太阳能光伏组件相结合,采用空气循环冷却的形式,构成风冷式建筑一体化光伏光热(BIPV/T)组件,将其应用于建筑墙体并设计风冷式系统,对其组件进行光电光热与传热性能测试。实验测试结果表明,在室外环境温度平均值为38.2℃,太阳水平辐射强度为789 W/m²时,BIPV/T组件背板温度平均值为44.7℃,瞬时光电效率最大值达到5.74%,全天平均光电效率为4.52%,平均光热效率为48.02%,平均总利用效率为52.54%,组件总发电量为0.74 kW·h,总集热量为28.33 MJ。应用热流计法测试BIPV/T组件传热性能,在有、无机械通风条件下,传热系数分别为0.124和0.281 W/(m²·K),机械通风条件下,组件背板温度平均值降低12.8℃。通过设置不同南侧墙体组件,建立建筑模型,模拟建筑热环境,结果表明BIPV/T组件与BIPV组件相比,全年总冷负荷降低了4.80%,逐时最大冷负荷降低了13.35%;与常规节能标准围护结构相比,厚度减小了148 mm。     

太阳能辅热相变蓄能火炕供暖系统实验研究

将相变蓄能和毛细管网型太阳能供热2种技术同时运用在火炕上,通过实验研究相变蓄能材料和太阳能毛细管网低温热水联合辅助供暖时对室内温度和舒适性的影响,得出采用该系统的房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为40.96℃、39.06℃、37.52℃,温差最大处仅为3℃;普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为65.7℃、43.28℃、39.82℃,温差大于20℃,夜间炕面温度下降阶段,铺有相变材料的炕面温度下降缓慢,在0:00~7:00之间均高于普通火炕炕面温度,优势明显。新模式下的房间白天室内平均温度比普通房间提高10.83℃,夜间比普通房间高7.21℃,大大改善了农居室内及炕面的舒适性。     

多孔竖板辐射供暖室内温度分布数值模拟研究

针对提出的新型多孔辐射竖板结构,通过CFD软件对不同结构及运行参数下辐射竖板换热进行模拟,并与实验测试结果对比,验证数值计算模型的正确性.结果表明:竖板表面温度、热流密度受供水温度影响明显,供水温度升高10℃,竖板表面温度升高3℃左右,热流密度增加13 W/m2.室内空气温度水平方向分布均匀,垂直方向室内空气温度在垂直...     

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℃。     

实心匀质微孔混凝土自保温砌块及其生产技术研究

匀质微孔混凝土自保温砌块作为自保温砌块墙体自保温结构系统的基础材料,具有质轻、热工性能好、比强度高等特点,可用作工业与民用建筑填充墙体材料、村镇住宅墙体材料等,符合绿色发展理念以及建筑节能与结构一体化技术发展趋势。研究表明,采用干表观密度为500kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为500级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A3.5,导热系数不大于0.10W/(m·K);采用干表观密度为600kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为600级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A5.0,导热系数不大于0.12W/(m·K);采用干表观密度为700kg/m³的膨胀聚苯乙烯颗粒泡沫混凝土制备密度等级为700级实心匀质微孔混凝土自保温砌块,强度等级达到A7.5,导热系数不大于0.14W/(m·K),可满足我国不同气候地区的建筑节能使用要求。     

空心砌块通风墙体热工性能实验研究

利用混凝土空心砌块中心孔洞上下贯通的特点,建立空心砌块通风墙体的实验模型,对武汉地区南向空心砌块通风墙体夏季设计日工况进行实验研究。通过实测墙体内外表面温度和热流,研究不同的空腔气流温度和速度对其隔热性能的影响,并与非通风墙体进行对比,探讨空心砌块通风墙体的隔热性能。结果表明:空心砌块通风墙体能够有效的提高墙体当量热阻,降低从室外传入室内的热量,有较大的节能潜力,空腔内风速对墙体热工性能影响较大。与不通风墙体相比,空腔内风速越大,其隔热性能越好,空腔内风速分别为0.3 m/s,0.9 m/s,1.5 m/s,1.9 m/s时,当量热阻由0.64 m~2·K/W增加为1.61 m~2·K/W,3.06 m~2·K/W,3.86 m~2·K/W和4.12 m~2·K/W,全天内表面热流分别降低40.5%,73.3%,79.4%和82.6%,墙体内表面平均温度分别降低1.8℃,2.8℃,3.0℃和3.1℃;气流温度对当量热阻和内表面热流影响较小。     

新型相变蓄能墙体

美国俄亥俄州戴顿大学研制成功一种新型建筑材料———固液共晶相变材料。它的固液共晶温度为２３．３℃。当温度高于２３．３℃时，晶相熔化，积蓄热量，一旦气温低于这个温度时，结晶固化再现晶相结构，同时释放出热量。伊利诺伊州一家工厂准备生产浇筑这种材料的墙体建造房屋。这种相变蓄能墙体可以充分利用夜间低价电蓄热，供次日白天的辅助热源，降低采暖系统的投资与能耗，改善室内环境，适合在北方寒冷地区建筑物电采暖领域中应用。新型相变蓄能墙体@曾威     

石蜡/橡胶粉复合相变保温砂浆的制备与研究

将石蜡/橡胶粉复合相变材料掺入水泥砂浆中制备新型相变保温节能砂浆,探讨了相变砂浆的制备以及相变潜热、相变温度、渗漏性、导热系数等热力学参数。结果表明:复合相变材料中当石蜡的质量为40%时无渗漏现象;复合相变保温材料的相变起始温度为57.807℃,峰值温度为66.797℃,终止温度为73.007℃,整个过程的相变潜热较高,为57.534 J/g;相变砂浆的导热系数为0.35~0.88 W/(m·K)。     

低温热水有源相变墙体的辐射供暖特性

在有源相变墙体二维数学模型基础上,对在不同的相变温度,相变潜热、相变层厚度及设计室温条件下的有源相变墙体辐射供暖特性进行了模拟计算,分析了各因素对低温热水有源相变墙体辐射供暖特性的影响。结果表明:随着相变温度增大,墙体表面平均温度和热流密度值随之增大,但波动幅度减小;相变潜热对墙体表面平均温度影响较小,而对墙体表面热流密度影响较大,且相变潜热越大,二者也随之增大;相变层厚度增加,墙体表面平均温度和表面热流密度逐渐减小;设计室温越高,墙体表面温度越高,而表面热流密度减小。     

空气层厚度及送风量对相变特朗勃墙性能的影响

关注华东地区的冬季寒冷气候条件下，相变特朗勃墙体的传热蓄热特性。以济南地区为例，建立相变特朗勃墙体流动及传热数学模型，并利用有限元方法进行求解。通过分析空气层厚度以及空气层入口处送风量的变化探究其对特朗勃相变墙体传热及蓄热性能的影响。数值结果表明，与传统特朗勃墙体相比，改变墙体内部的空气层厚度可使送风速度及温度的均匀度发生变化，空气通道的厚度为100 mm时室内送风温度最高。送风量的变化影响空气的分布均匀性及空气与周围墙体的对流换热，送风量为35 m³/(m²h)时温度分布均匀且室内获得热量最大。     

相变材料蓄能砌块中孔通风的热响应实验研究

以南京地区为例,研究与分析了相变通风蓄能砌体南外墙不同构造时,夜间通风风速变化对热响应的影响。结果表明,相变材料置于空心砌块内侧时优于外置,内置时墙体内表面温度波最大振幅仅为外置时的58.3%;构造A与构造B的最佳流速均为2m/s,且墙体内表面温度波最小振幅以及最大延迟系数分别为1.74℃、8h和3.72℃、7h,较之不通风,流入室内热量分别减少了38.2%和29.3%,当量热阻分别增大了115.8%和88.6%。