强化室内通风研究进展

首先解释了自然通风和强化室内通风。接着介绍了强化室内通风的主要结构形式,包括太阳能强化室内通风(太阳能通风墙、太阳能烟囱、太阳墙、太阳能通风屋顶、太阳能蓄能通风)、多元通风和通过改良设计强化室内通风,并对国内外专家和学者的主要研究进展进行阐述。最后指出目前强化室内通风在研究应用的一些不足之处和未来的研究方向。     

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。     

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。     

太阳能通风式屋顶强化通风性能的研究

利用热网络分析法建立了太阳能通风式屋顶的传热模型,并就室外气象参数与结构尺寸对其通风性能的影响进行了理论分析,结果表明:采用太阳能通风式屋顶来强化高温地区室内的通风是完全可行的;就结构设计而言,采用多个尺寸较短的屋顶进行组合对加强通风与排热有利,其倾角与绝热层厚度可根据具体情况分别控制在30～60°与0.1～0.3m范围内;至于截面形状,采用宽厚比小的截面可获得较大的单位面积通风量与排热量;但在具体结构设计时要配合建筑设计,依据当地气候条件、建筑用途及经济性来灵活决定。     

太阳能相变蓄能通风系统实验研究

针对太阳能通风的不稳定性和不可控性,提供一种利用太阳能作为热源,相变蓄热材料在日间进行蓄热,夜间利用储存热量热压通风的新型系统,使建筑物达到理想的通风效果.通过分别对相变温度为63℃、44℃的相变蓄热材料进行通风实验,得到不同相变温度下系统夜间通风量变化特性.结果表明,采用相变温度分别为63℃、44℃的相变蓄热材料棕榈...     

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%。     

光伏建筑屋顶的通风腔设计分析

本文通过对光伏建筑屋顶中通风腔内空气传热进行理论分析、数值计算和仿真模拟,并结合上海太阳能工程技术研究中心1#楼屋面光伏阵列进行实际测量,验证了理论分析和数值计算的准确性。研究结果表明,光伏建筑屋顶通风腔的深度选择受光伏阵列长度、安装高度和光伏阵列倾斜角度的综合影响,设计合理的通风腔不仅可以降低光伏组件的温度,而且能提高屋顶的隔热性能。通风腔优化设计分析使得带有通风腔的光伏建筑更具经济性,可有效促进光伏建筑一体化的推广应用。     

相变蓄能材料在建筑节能领域的应用研究

介绍了应用于建筑节能领域的相变蓄能材料,探讨了相变蓄能材料在建筑围护结构、相变蓄热供暖系统与相变蓄冷空调系统中的应用。研究表明,相变蓄能材料在建筑领域的应用可以有效地利用太阳能等清洁型能源,缓解建筑物热量供需双方不平衡矛盾,提高室内舒适度,减小建筑能源消耗。总结并展望了未来相变蓄能材料在节能建筑领域应用的研究方向和发展前景。     

太阳能通风墙的性能研究

利用传热学理论,采用能量平衡法导出太阳能通风墙的一个简化数学模型,并就通风墙的结构尺寸与室外气象参数对其通风性能的影响进行了模拟计算。结果表明：太阳能通风墙的性能受结构参数与室外气象条件影响很大,墙面宽度与高度及太阳辐射强度与室外气温的增加均有助于改善通风墙的性能,但空气夹层厚度的盲目增大及风速的增加会降低其通风性能,就空气夹层厚度而言,10cm可以达到较好的运行效果。这些结果对太阳能通风墙的实际应用具有重要的指导意义。     

相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究

建筑围护结构的热损失是建筑内部热量散失的主要途径。与传统墙体保温材料不同,相变蓄能技术可以利用潜热蓄能达到数倍于普通围护结构的蓄热和热惰性效果。该文针对我国北方地区夏季蓄冷,利用热焓法建立相变蓄能墙体物理模型并进行数值模拟,通过蓄热量、延迟性及熔化过程3个指标为依据来分析相变蓄能墙的因素影响特性。结果表明:夏季相变材料层设置在室内侧位置更有利;随着室内对流换热系数的增大,相变材料层的蓄热量随之增大,而延迟时间减小;相变材料层存在蓄热性能最优的最佳厚度;墙体材料和厚度的选择同样起到关键性作用,墙体材料厚度越大反而越不利于相变材料的蓄热性。该文所得出的优化结论对相变墙结构的优化与应用提供参考。     

相变蓄能建筑材料的发展

总结了近几年建筑节能中的相变蓄能技术研究进展．对相变蓄热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。     

太阳能季节性相变蓄热热泵系统在哈尔滨应用的模拟研究

介绍了该系统的原理、组成部分及运行模式。建立了系统数学模型。以CaCl2.6H2O作为相变蓄热材料,以哈尔滨地区应用该系统的某别墅为例,对不同太阳能集热器面积和蓄热体积下的集热量、蓄热装置换热流体进出口温度、相变材料平均温度及蓄热装置散热损失进行了模拟与分析。结果表明,当太阳能集热器面积与蓄热体积匹配合适时,使用较小面积的太阳能集热器集得的热量就可满足建筑物的热负荷需求。     

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℃。     

相变热回收式通风装置的研发及性能测试研究

随着建筑节能标准的提高,建筑外窗气密性要求不断提高。靠门窗渗透的自然通风量已不能满足室内空气质量的要求。采用机械通风的方式引入新风也存在着通风量的大小及通风模式会影响建筑节能的问题。为此,将相变蓄能技术应用于民用建筑的机械通风系统,研发出一种相变热回收式通风装置,以更好地解决室内空气质量和节能问题。所研发装置利用相变材料的蓄、放热性能,通过交替运行的通风模式,以及通风装置的不断循环,实现无管道式的相变热回收式建筑通风系统。主要采用实验研究的方法,在人工气候室内对研发样机进行了2个蓄、放热周期(4种工况)的测试研究。结果表明,相变热回收式通风装置的进口温度恒定、出口温度随时间不断变化,不同时间阶段呈现不同的变化趋势。第一时间阶段,即初始阶段,出口温度随时间变化剧烈,表明相变蓄能装置进入相变阶段,相变潜热量不断增大。第二时间阶段,即相变阶段,出口温度随时间呈线性变化,表明相变蓄能装置温度恒定,与空气流体发生稳定的相变传热。第三时间阶段,即完成阶段,出口温度变化小,基本接近进口温度,表明相变蓄能装置相变结束。从相变传热机理进行分析,固-液相变传热过程主要包括液态显热蓄(放)热、相变潜热蓄(放)热和固态显热(蓄)放热3个阶段,实验过程中出口温度随时间变化呈现出的几个时间阶段的不同规律,与相变传热机理有关联且相互对应。相变热回收式通风装置的风量恒定、不同进口温度工况下的对比数据表明,进口温度与相变温度的温差越大,初始阶段的出口温度变化越剧烈,相变阶段的出口温度线性变化率越大,且蓄、放热效率越高。进口温度与相变温度的温差约17℃时,蓄、放热效率分别达到56.2%(蓄)、50.8%(放)。     

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》(GJB 4306 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。     

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%。     

太阳能烟囱辅助教室混合通风的温度分布特征研究

由于教室人员密集,通风非常重要,自然通风与机械通风相结合的混合通风是一种适合于教室的通风方式,而太阳能烟囱可以提高自然通风的热压作用。本文对太阳能烟囱辅助教室混合通风进行了研究,采用模型实验和数值模拟的方法对室内热源强度、机械送风口位置、机械送风速度和太阳能烟囱辐射强度对教室内空气温度的影响进行了讨论,分析了太阳能辅助教室混合通风的室内空气温度分布特征。     

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。     

蓄热、通风复合墙体应用研究

文章介绍的复合蓄热、通风墙体建筑,主要测试了复合墙体冬季利用太阳能加热墙体内空气及相变材料对室温的影响,以及夏季尝试地埋管冷空气降低墙体温度,避免墙体向室内传热来降低整个建筑的空调负荷.     

夜间通风在浙江地区的适用性研究

本文基于夜间通风冷却潜力(CCP)评价方法,对浙江南、北气候分区各自的典型城市(温州、杭州)夜间通风的适用性进行定量分析。结果表明,浙江北区有一定的夜间通风冷却潜力,而浙江南区相对来说实施难度较大。探索并分析了浙江地区夜间通风的强化措施,介绍了相变蓄热在夏热冬冷地区夜间通风中的发展前景,总结了当前夜间通风运行技术方面的研究成果,为浙江地区工程实际夜间通风运用提供参考。