太阳能蓄能通风系统理论模型

建立一个太阳能蓄能通风系统的理论模型,以计算该系统白天蓄热量和夜间通风量.以昆明市气象参数为依据,分析了采用相变材料的相变温度分别为38、44、50、63℃时,该系统通风量与烟囱倾角的变化关系.计算结果表明,对于不同相变材料,无论在何倾角下,他们的蓄热量大小趋势都是一致的,即相变温度越高,蓄热量越小.综合考虑通风量和通风时长2种因素,系统最佳倾角应该为45°,而最佳相变材料应为38℃十四烷酰.     

太阳能相变蓄热加热输送原油系统

根据太阳能的特点和原油加热输送过程的工艺条件,设计了一套太阳能相变蓄热加热原油系统,研制开发了一种适用于太阳能加热的相变蓄热装置,对蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了测量。通过分析可知,该系统利用太阳能加热原油,相变蓄热装置的传热性能较好,装置在55~85℃范围内所蓄热量是同体积水作蓄热材料的蓄热装置所蓄热量的3.5倍,设备具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制加热温度等特点。     

复合相变蓄热材料太阳能通风井性能

针对太阳能通风井道蓄热单元的技术需求,制备了复合相变蓄热材料,并将其应用于通风井壁,建立了基于复合相变蓄热材料的太阳能通风井测试系统,并测试了其运行性能。结果表明：添加5%碳纳米管制备的复合相变材料,其导热系数为0.65 W/m·K,是添加前的2.03倍,相变潜热为107 J/g,是添加前的0.718倍。应用上述材料的太阳能通风井测试系统在10：00-21：00时段通风量为55.0~103.9 m³/h,其中在17：00风速和风量达到最大,为良好的自然通风提供了保障。     

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》（GJB4306-2002）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。     

夏季昼夜温差较大地区相变墙蓄冷可行性分析

目的把相变储能技术应用在夏季昼夜温差较大地区，使相变墙夜间通过通风蓄冷。调节室内温度．方法从降低建筑能耗和利用可再生能源的角度出发，选取癸酸（CA）、月桂酸（LA）两种有机混合物作为相变材料，将建筑材料浸入有机相变材料中制成一种新型复合储能构件。对气象数据以及相变材料进行了分析和实验测试．结果通过测试可知选取的有机混合物的相变温度为18．491～24．262℃，符合室内舒适温度范围．通过对气象数据以及对相变材料的实验测试分析可知．昼夜温差较大地区夏季可以应用相变储能墙板实现夜间通风蓄冷，白天吸收室内多余的热量，调节室内温度，提高室内的舒适性．结论相变墙板的应用使室内和室外之间的热流波动幅度减弱。外扰作用时间被延迟，从而可以降低建筑物供暖、空调系统的设计负荷，达到节能的目的．     

高校宿舍楼夜间蓄热通风性能实验研究

对某高校宿舍楼的室内热环境进行实验研究,根据相变材料的最佳温度区间选择质量比为65:35的混合石蜡作为本实验的相变材料.通过对室内外温度及壁面温度进行分析,得出以下结论:采用蓄热通风技术的房间室内最高温度比无任何措施的房间低0.65℃,平均温度低0.6℃,室内温度低于26℃的时间比例明显大于未采用任何技术的房间;随着室内相变材料的增加,室内最高温度逐渐下降,温度变化幅度逐渐缩小;采用蓄热通风技术的房间,相变材料表面温度大大低于室内壁面温度,相变材料对周围环境进行冷辐射;夜间通风及蓄热技术的应用可以有效降低室内温度,减少室内温度波动,改善夏季室内热环境.     

蓄能型太阳能热泵系统中复合材料蓄热过程研究

设计了一种分季节蓄能型太阳能热泵热水系统,集太阳能集热容器、相变储能容器、热管于一体,利用Fluent软件对蓄能型太阳能集热器开展了数值模拟,使用Solidification/Melting和VOF模型模拟癸酸/62#石蜡复合相变材料蓄热过程,并采用Boussinesq近似法考虑了自然对流的影响. 结果表明,在集热器内只充灌单一相变材料不能满足不同季节蓄能型热泵系统的供热水需求. 由癸酸和62#石蜡组成的复合相变材料在蓄能过程中出现了两个相变温度,分别在32.66 ℃和59.45 ℃,可以满足本系统不同季节的蓄热需求. 蓄热过程中,由于癸酸和62#石蜡本身密度差以及浮升力的影响,真空管纵向截面出现了温度分层现象. 结果可为复合相变储能材料的推广应用提供可靠的理论依据.     

相变墙房间夏季夜间通风效果实验

目的 分析相变储能房间夏季夜间通风的降温效果,在节能的前提下提高房间的舒适度.方法 笔者将癸酸和月桂酸质量比66:34的低温共熔物封装到PE管中制作相变储能墙体,吸收夏季夜间室外空气的冷量,以降低白天房间室内温度.结果 相变墙房间白天平均温度和温度波动情况都明显优于普通房间,相同通风策略下,相变房间白天降温效果比普通房间更加明显,平均温度降低了2.16℃,相变房间降温幅度是普通房间的2倍.结论 在白天使室内与相变墙之间进行气流循环,能更加充分利用相变材料贮存的冷量,维持室内温度;相变储能墙体与夜间通风技术相结合,有助于降低室内白天温度.     

黄山地区既有建筑节能改造中夜间通风与蓄热技术的应用分析

为了研究既有建筑节能改造中围护结构蓄热特性与夜间通风的效果,以黄山市建设大厦为对象,采用DeST能耗模拟软件,研究不同墙体材料通风蓄热及空调季夜间通风对建筑能耗的影响.结果表明,石蜡相变材料相比于加气混凝土、粉煤灰陶粒混凝土和红砖砌体,其建筑总能耗分别降低了2％、7.8％、9％.基于不同蓄热墙体通风耦合计算结果,选用相变材料与夜间通风进一步模拟计算,全年空调冷负荷节能率提高了4％.同时,通过改变通风换气次数对建筑进行动态模拟,对比不同开窗通风换气次数,得出研究所模拟建筑应选用10次/h最适宜.     

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%。     

膨润土/月桂酸/鳞片石墨定型储热材料的制备及性能

采用天然膨润土和月桂酸分别作为支撑基体和相变材料,通过真空浸渍法合成复合相变储热材料。结果表明,添加鳞片石墨不仅提高复合相变储热材料的导热特性,而且阻止相变材料从复合相变材料中泄露。制备的复合相变储热材料经历200次热循环实验后,仍具有较好的可靠性,具备在热能存储系统中应用的较大潜力。     

太阳能相变蓄热系统在空调制冷中的应用研究

将太阳能相变蓄热应用到空调制冷系统中,提出了一种太阳能相变蓄热空调制冷系统。对相变蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了计算,并对空调制冷系统的热效率进行了分析。通过分析可知,该系统避免了以往太阳能空调系统存在的不稳定性和间断性问题;太阳能相变蓄热装置具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制等特点,适用于存储太阳能并为空调制冷系统提供加热热源。     

含脂酸类相变材料的相变墙板热特性分析

目的进行含脂酸类PCM的相变墙板的热性能分析,探讨其热性能对减少建筑能耗,降低空调负荷的可能性.方法在充分考虑北方地区夏季昼夜的气候条件和国家节约用电的峰谷电价差政策的基础上,利用DSC进行相变储能材料性能测试与分析,优选出两种脂酸类相变材料,制成相变储能墙板,分析其热特性.结果确定了两种分别适合于北方寒冷地区夏、冬季节应用的脂酸类PCM混合物,它们的相变温度在北方地区实际室内空调设计温度范围内,具有很高的相变潜热,把相应的PCM溶入石膏板后具有较高的相变潜热,为充分利用北方地区夏季的夜间自然冷风和峰谷电价差政策提供了先决条件.结论相变墙板不但起到移峰填谷、减少建筑能耗、降低空调负荷、提高经济效益等作用,而且还会大大改善房间的舒适度,为北方地区的空调发展开辟新的空间.     

太阳能蓄能/蒸发/集热器性能研究

提出了一种新型的太阳能蓄能/蒸发/集热器,建立了蓄能/蒸发/集热器的相变传热数学模型,得到了充灌石蜡或癸酸的蓄能/蒸发/集热器在蓄能过程中温度场和液化率随时间的变化规律.在南京地区春季典型工况下对充灌水、癸酸或石蜡作为蓄能材料的太阳能蓄能/蒸发/集热器管内温度进行了实验对比研究,结果表明充灌石蜡或癸酸等相变材料,可将白天的太阳能储存下来在夜间利用.并对充灌三种介质的蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率随太阳辐射的变化规律进行了研究,分别拟合得到了瞬时集热效率公式,结果表明充灌石蜡的太阳能蓄能/蒸发/集热器瞬时集热效率最高.     

圆柱形壳管式相变蓄热单元的释热特性

为了推广太阳能季节相变蓄热热泵供暖系统在寒冷地区的应用,提出了适合该系统的圆柱形壳管式相变材料(Phase Change Material,PCM)贮热单元的结构形式;基于焓法建立了贮热单元的数学模型,并通过数值模拟研究了以CaCl2.6H2O为相变材料的相变蓄热单元的的释热特性及其随换热流体温度和流速的变化规律.研究结果表明:PCM在显热释热阶段温度变化快且释热持续时间短,而在相变潜热释热阶段,PCM温度变化慢且持续时间长;换热流体入口温度越高,释热速度慢且释热量越小.换热流体的流速越大则释热速度越快,流速越小则释热速度越慢.换热流体入口温度与流速是影响圆柱形壳管式相变贮热单元释热特性的重要因素.     

高温相变储热单元模拟研究与计算

运用Fluent软件对圆形储热单元内部LiCl高温相变材料熔化过程进行二维数值模拟。模拟结果表明：不同位置的LiCl都会出现恒温＂平台＂,其平台的长度和出现的时间间隔随空间位置的不同而有显著差异;随时间的增加,储热单元储热量在相变区明显增大,其储热功率也相应出现了最大值。相变材料的导热系数、相变储热单元的形状和空间尺度以及其恒温隔热装置是改善相变储热系统储热性能的关键性因素。