太阳能通风结合相变墙在苏北沿海的应用研究

结合苏北沿海地区的气候特点,通过对苏北沿海代表性城市盐城地区的室外温度、太阳光线强度等外部环境展开分析,选择相变温度以及潜热较为合理的相变材料展开实验,从而了解太阳能烟囱以及相变蓄热墙在改变室内热环境和针对负荷所表现出的削峰移峰2个方面影响作用。实验结果显示,在盐城同样的室外温度环境下,采用相变墙的房间具有明显的隔热保温作用,有效提升了室内环境的舒适度。充分说明,相变房温度条件得到了改善,房间给人更高的舒适感,降低了空调负荷,达到了节约能源的目的。     

纳米强化相变Trombe墙在严寒地区应用研究

为顺应城市低碳可持续发展理念,在建筑墙体结构中应用相变Trombe墙技术,可以利用相变潜热较高的相变材料收集太阳能和蓄释热量,调节室内热舒适性,提高建筑能源效率并降低能耗。但相变材料导热系数过低,不利于Trombe墙在严寒地区实际蓄能。以北方气象环境为背景,通过CFD模拟及太阳光光照模拟实验分析纳米强化相变Trombe墙温度变化,研究结果表明微量的纳米材料使相变Trombe墙可以有效吸收太阳能辐射热能,增强墙体蓄热性能,具有较高的比热及传热效率,可以降低建筑冷热负荷,节约建筑能耗。     

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。     

北方地区太阳能新风系统应用分析研究

利用温度、热流巡检仪以及便携式热舒适仪等装置对太阳能新风房间与普通房间的温度、热流等参数变化进行了对比实验.分析冬季工况下太阳能新风房间热特性情况,同时利用CFD技术对太阳能新风房间及普通房间的各项热物理参数进行模拟,并与实验结果进行对比分析.研究表明,在相同的室外环境下,太阳能新风房间使得室内温度比普通房间高出1～2℃,且波动幅度小于普通墙房间.     

主动式太阳房相变蓄热地板供暖实测研究

本实验考虑到建筑本身的节能,采用了保温、隔热性能良好的高性能围护结构搭建了主动式太阳房,以太阳能热水为热源,实验房的2个房间分别采用相变蓄热地板供暖系统与干式地埋管地板供暖系统,实测了2种地板供暖系统的蓄放热性能以及其对房间热性能的影响。运用相变蓄热地板供暖的房间,提高了室内最低温度的同时,温度波动减小了3.5℃,铺设的相变材料利用率较高。可根据需要进行自动调节的主动式太阳房供暖系统与相变蓄能地板的结合应用达到了节能降耗和提高房间舒适度的效果。     

南京地区夏季复合相变混凝土砌块运用效果研究

在混凝土砌块中填入相变石膏板,构成复合相变混凝土砌块,将其运用到建筑外墙中。在实验室搭建变温热箱实验装置,通过实验与模拟验证焓法模型在计算相变传热时的可行性,并运用焓法模型计算分析由复合相变混凝土砌块砌成的建筑外墙的热工特性。研究表明,用焓法模型计算得到的模拟值与实验值的误差不超过5%。通过焓法模型计算分析得到,当室内空调定温为26℃时,相变石膏板相变温度为26℃节能效果最佳,将这种相变石膏板放置在混凝土砌块外侧孔中,相变外墙房间节能59.1%,节约电费61.4%;放置在砌块内侧孔中,相变外墙房间节能45.3%,节约电费48.2%。     

太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间能效模拟分析

建筑节能与可再生能源利用是实现碳达峰碳中和的重要技术手段。太阳能集热器-内嵌管式相变顶板系统通过太阳能集热器吸收太阳辐射能量,相变材料储存能量以实现全天室内供暖,从而降低室内采暖能耗。本文建立了内嵌管式相变顶板的二阶可变热容热阻简化传热模型,建立太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间模拟平台,并对房间热特性与能耗特性进行模拟分析,进一步与常规系统进行比较。结果表明,典型日相变顶板房间室内空气温度相比于普通屋顶房间提升了10℃左右,能满足武汉地区冬季供暖需求。在整个供暖季,除极端天气外基本能满足供暖需求,在连续多日无太阳辐射或太阳辐射很小的时间段,可考虑简单的电加热或空气源热泵等措施进行热补充。     

基于夜间通风的相变房间室内热环境研究

基于Design Builder和Energy Plus软件,以成都地区白天室外最高温分别为30℃和32℃为代表日,采用相变材料结合夜间通风技术对室内热环境的影响进行了模拟,分析了房间的墙体结构、通风换气次数、通风时段对室内温度的影响。模拟结果表明,相变材料结合夜间通风能有效地改善室内热环境。换气次数为3 ac/h、通风时段在1:00~7:00时,相变房间的室内平均温度降低了1.0~1.5℃。相变房间减短了空调期,比普通房间节省电量60.9%。     

南京地区复合相变混凝土砌块冬季应用效果研究

以南京地区冬季的室外空气综合温度为计算条件,利用FLUENT软件模拟分析了空心混凝土砌块、EPS外保温、复合相变混凝土砌块应用于南向外墙时对空调房间和非空调房间室内热环境的影响。研究结果表明:对于空调房间和非空调房间,相变石膏板内置时的利用效果均优于外置;对于空调房间,EPS外保温和内置相变温度为19℃的相变石膏板的复合相变混凝土砌块下的内壁面热流波幅分别较空心混凝土砌块减小73%、43%,而房间总散热量分别较空心混凝土砌块减小6%、45%;对于非空调房间,内置相变温度为15℃的相变石膏板的复合相变混凝土砌块下的室内空气平均温度分别较空心混凝土砌块和EPS外保温提高2.45℃和2.24℃,而温度波幅分别较空心混凝土砌块和EPS外保温减小82%和51%。     

内置式PV-Trombe墙对室内通风特性的影响

在原有的PV-Tombe模型基础上提出了一种新的内置式PV-Trombe墙模型,并通过CFD方法,对三种Tombe墙房间内空气流动效果进行数值模拟和分析,得出室内温度、流速等空气流动分布规律。结果表明,内置式PV-Trombe墙对太阳辐射的吸收优于普通Trombe墙和PV-Trombe墙,带有内置式PV-Trombe墙的房间室内平均温度较PV-Trombe房间和普通Trombe墙房间都要高,空气通道体积流量也有明显提高。     

双层定型相变墙体在我国典型气候区的节能潜力研究

双层定型相变墙体中间为普通墙体,外侧为相变温度较高的相变层,在夏季起"隔热"作用,内侧为相变温度较低的相变层,在冬季起"保温"作用。该结构可在全年改善建筑室内热环境,降低建筑运行负荷。重点研究此结构在我国5个典型气候区的节能潜力。选取各气候区典型城市的气象数据作为模拟条件,对比相变房间与普通房间的模拟结果,分析定型相变墙体在各典型气候区的适用性,同时得出节能潜力最大时对应的定型相变材料厚度及相变温度参考值,为该结构的推广应用提供参考。     

文远楼建筑节能实验室相变墙体应用效果分析

介绍了同济大学文远楼热环境实验室轻质相变墙的制备情况,在无供暖设备情况下对实验室室内环境温度进行了模拟与实测,分析了采用轻质相变墙体的实验室保温隔热效果。研究结果表明:轻质相变墙的应用增大了建筑的蓄热能力和热惰性指标值,能有效对太阳热能进行存储与释放,与普通墙体相比较,相变墙体能显著改善室内热环境。     

厦门某海滨住宅夏季自然通风与室内热环境实测与分析

本文采用自动记录仪,对厦门某海滨住宅夏季自然通风与室内热环境进行实测。根据测得的自然通风时段,分析了自然通风对房间风速及室内热环境的影响。主要结论有:(1)在自然通风条件下,房间白天室内风速均值及波动值较夜间大。(2)房间在自然通风时段,室内气温均值略低于室外,室内气温波动明显低于室外且各房间气温波动差别不大;房间在非自然通风时段,室内气温均值与室外气温相当,室温变化相当平缓。(3)无论是自然通风还是非自然通风,房间的黑球温度与室内空气温度差别很小。(4)当房间处于非自然通风状态时,室内热环境总是处于"不可接受"水平,当房间处于自然通风状态时,其室内热环境几乎全时段达到"可接受"水平,且有的房间在某些时段可达到"热舒适"水平。     

基于正交设计的相变外墙对建筑热环境的影响分析

基于正交设计方法利用FLUENT软件模拟了相变石膏板的导热系数、相变半径、相变潜热、相变温度对复合相变混凝土砌块外墙房间热舒适性的影响,得到相变石膏板的最优方案,并与空心砌块房间和EPS外保温房间进行了对比。研究结果表明:导热系数、相变半径越小,相变潜热越大,复合相变混凝土砌块外墙房间越舒适;冬夏季工况下,相变外墙中相变石膏板的优化位置均为砌块内孔;优化后的复合相变混凝土砌块外墙房间的热舒适性优于空心砌块房间和EPS外保温房间。     

地板结合墙面的辐射采暖性能模拟分析

选取夏热冬冷地区典型气候条件和房间作为研究对象,在合理简化的基础上,建立房间采暖模型,利用FLUENT软件对室内热环境进行模拟,对温度场和速度场进行分析,并通过对比研究"地板+单面墙"辐射采暖方式的性能,为实际工程应用提供参考。     

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。     

搀蜡灰泥,内墙成空调

德国弗赖堡夫琅禾费太阳能系统研究所的研究人员最近研制了一种用于内墙的灰泥,这种新的灰泥夏天能使室内保持舒适的温度,冬天有助于节省能源。这家研究所的研究人员在这种建筑材料中搀和了石蜡。3cm厚的墙借助新的灰泥可以达到40cm厚的水泥墙的蓄热程度。搀蜡的灰泥夏天会使室内保持凉爽,空调设备将变得多余。石蜡是一种相变材料。它利用从固体到液体的变化,潜在地储蓄能量。如果室内温度超过22℃,灰泥中的蜡会溶化,吸走房间里的热量。这种灰泥夜里释放能量,第二天会重新吸收能量。但夫琅禾费太阳能系统研究所的研究人员不能简单地使蜡与灰…     

带通风流道的光伏墙散热性能实验研究

夏季非空调房间由于室内存在热源以及墙体蓄热,使得房间温度高于室外温度。因此探究非空调房间带通风流道的光伏外墙散热性能,对非空调房间带通风流道的光伏墙和非空调房间普通墙进行实验对比研究。对比发现,对于实验墙体在测试时段内,夏季全天平均散热量可达到9 125. 95 kJ/m~2,并且非空调房间带通风流道的光伏墙在外界环境温度较高且有较强的太阳辐射强度时,比普通墙体有更大的散热效果,而在室外温度较低且无太阳辐射时,比普通墙体散热效果较差。     

双层定型相变墙体在空调房间应用的节能效果研究

双层定型相变墙体能够在夏季隔热、冬季保温,降低建筑物的运行能耗并提高了室内的热舒适性。为了更有效地发挥相变墙体的作用,分析了双层定型相变墙体在空调房间的使用效果,对比分析在装有变频空调和定频空调2种房间的运行能耗,结果表明:在装有变频空调的房间,双层定型相变墙体比普通墙体更加节能,变频空调能更有效地发挥定型相变墙体的自动调温作用。     

不同室外自然采光下室内采光系数核算方法研究

通过模拟计算、现场实测相结合的方式,对典型项目不同工况条件下不同室外自然采光效果开展模拟和检测工作.比较分析天空照度、窗墙比、房间形状对室内照度的影响,结合室内照度值的变化规律,提出了一套修正方法.对非标准工况下的室内照度实测值进行修正,可更准确地判断房间的采光性能.