中文名 | 相變材料墻建筑蓄換熱機(jī)理及節(jié)能效果研究 | 項(xiàng)目類(lèi)別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 呂石磊 | 依托單位 | 天津大學(xué) |
相變蓄能技術(shù)在建筑中的應(yīng)用,可以減小室內(nèi)熱環(huán)境的波動(dòng),同時(shí)通過(guò)對(duì)過(guò)剩熱量/冷量的吸收/釋放可達(dá)到建筑節(jié)能的目的。本研究采用熔融共混法,以高級(jí)脂肪酸和高碳醇為原料,差示掃描量熱法(DSC)為測(cè)試手段,研制出了一系列具有較高潛熱可適用于我國(guó)溫帶大陸季風(fēng)氣候的夏季蓄冷相變材料。研究了以高分子材料為支撐包覆材料、微粒徑鋁粉為導(dǎo)熱系數(shù)增強(qiáng)劑的定型相變材料及其制備方法,而且對(duì)其進(jìn)行了泄露性測(cè)試、SEM微觀形態(tài)特征掃描、紅外波普測(cè)試、DSC相變熱物性測(cè)試,并測(cè)試了添加鋁粉后的蓄放熱效率提高情況。研究分析了另一種封裝方式—相變蓄能板,將相變材料用鋁制板材封裝成堅(jiān)固、安全、無(wú)泄漏的板狀結(jié)構(gòu),且相變蓄能板內(nèi)部帶有肋片,在加固板材的同時(shí)提高了相變材料的吸放熱速率。 對(duì)兩個(gè)尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)均相同的相變蓄能房間和普通房間開(kāi)展三個(gè)不同工況的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,測(cè)試工況主要分為被動(dòng)蓄能階段(自然蓄能階段)、主動(dòng)蓄能階段(夜間通風(fēng)階段和空調(diào)蓄能階段)。通過(guò)對(duì)比兩個(gè)房間的室內(nèi)溫度、墻體溫度、空調(diào)耗電量的變化,得出在自然蓄能階段和夜間通風(fēng)階段相變房間室內(nèi)溫度較普通房間分別降低1.21℃、1.02℃,且這兩個(gè)階段效果相似。通過(guò)空調(diào)蓄能階段得出,空調(diào)夜間運(yùn)行階段和空調(diào)全天運(yùn)行階段相變房間日平均節(jié)能率分別為4.95%和2.03%。 基于實(shí)際相變傳熱過(guò)程中的部分相變現(xiàn)象,提出潛熱利用率的概念,建立一維顯比熱容相變墻體傳熱模型,編寫(xiě)相變蓄能墻體傳熱模塊Type272,建立TRNSYS相變蓄能建筑模型。通過(guò)上述不同工況實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該模型具有良好的適應(yīng)性,能較為準(zhǔn)確地模擬出相變蓄能房間傳熱特性。最后利用既有TRNSYS相變模型分析相變溫度、相變潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響,提出相變材料在不同氣候區(qū)夏季組合優(yōu)選方案。 本研究從實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證了不同蓄能方式下相變材料在建筑中的應(yīng)用效果,為后人的研究提供了參考。同時(shí)提出了一個(gè)簡(jiǎn)便、適用性好的TRNSYS相變蓄能建筑模型,利用該模型能模擬大部分相變蓄能建筑使用情況。利用該模型分析出相變材料熱特性對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響,提出了不同氣候區(qū)相變材料優(yōu)選方案,為今后相變建筑的設(shè)計(jì)、相變材料優(yōu)選提供了工具和工程參考。 2100433B
相變蓄能墻建筑將潛熱存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用在建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中可以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱能力,降低室內(nèi)溫度波動(dòng)幅度,減少建筑物供暖、空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和能耗,達(dá)到節(jié)能降耗和提高熱舒適度的目的。本課題研究以相變傳熱模型為基礎(chǔ),將高潛熱的有機(jī)類(lèi)低共融混合物相變材料和建筑墻體融合,建立相變墻體及房間蓄換熱數(shù)學(xué)模型,重點(diǎn)通過(guò)模擬環(huán)境艙內(nèi)相變墻體房間與普通墻體房間對(duì)比實(shí)驗(yàn),測(cè)試相變墻體房間對(duì)室內(nèi)熱工參數(shù)影響及節(jié)能和熱舒適效果。同時(shí),對(duì)相變墻房間蓄換熱機(jī)理及動(dòng)態(tài)熱特性進(jìn)行模擬,與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果相互反饋,校正計(jì)算模型并得到不同氣候區(qū)最優(yōu)化的相變墻房間模型。建立不同氣候區(qū)相變墻房間的預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià)體系,通過(guò)該體系準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)不同建筑氣候區(qū),不同相變材料及不同安裝位置的相變墻房間節(jié)能效果及熱舒適性。本課題具有重大學(xué)術(shù)價(jià)值,具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,對(duì)建筑墻體領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
蓄熱系統(tǒng)中相變材料(PCM - Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變物質(zhì)狀態(tài)并能提供潛熱的物質(zhì)。轉(zhuǎn)變物理性質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為相變過(guò)程,這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。這種材料...
蓄熱肯定是相變材料好!但是用來(lái)傳導(dǎo)熱量肯定是水好!
看一下吧
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隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng),人們?nèi)找骊P(guān)注緊缺的能源供應(yīng)的問(wèn)題。建筑節(jié)能方向是建筑業(yè)發(fā)展面臨的新課題,將相變材料摻入傳統(tǒng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)制備新型高效節(jié)能建筑材料,利用FLUENT計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)建筑節(jié)能相變材料的儲(chǔ)能效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真模擬研究。
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相變材料具有高效的能量?jī)?chǔ)存功能,與建筑材料復(fù)合制成有蓄熱功能的新型節(jié)能建筑材料后,可應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中,發(fā)揮相變蓄熱功能,控制建筑室內(nèi)溫度波動(dòng),增強(qiáng)建筑舒適度,更加有效地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能.通過(guò)介紹相變蓄熱建筑材料在建筑上的應(yīng)用現(xiàn)狀,對(duì)相變材料建筑節(jié)能效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M,闡述借助數(shù)值模擬軟件和數(shù)學(xué)建模等手段進(jìn)行數(shù)值模擬的研究方法和發(fā)展現(xiàn)狀,提出相變材料建筑節(jié)能應(yīng)用效果的研究方法和研究?jī)?nèi)容所存在的不足及發(fā)展?jié)摿?
一種節(jié)能控溫相變材料
查看詳細(xì)信息導(dǎo)出
本發(fā)明涉及一種節(jié)能控溫相變材料。其特征在于它由以下重量百分比的組分構(gòu)成:50-90%的相變主劑、1-40%的熔點(diǎn)控制劑、0.1-10%的成核劑、0.5-15%的晶形調(diào)節(jié)劑、余量水。結(jié)晶水合鹽相變材料有......
專(zhuān)利類(lèi)型: |
發(fā)明專(zhuān)利 |
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申請(qǐng)(專(zhuān)利)號(hào): |
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申請(qǐng)日期: |
2012年9月19日 |
公開(kāi)(公告)日: |
2012年12月19日 |
公開(kāi)(公告)號(hào): |
CN102827588A |
主分類(lèi)號(hào): |
C09K5/06(2006.01)I,C,C09,C09K,C09K5 |
分類(lèi)號(hào): |
C09K5/06(2006.01)I,A41D23/00(2006.01)I,E04B1/74(2006.01)I,C,A,E,C09,A41,E04,C09K,A41D,E04B,C09K5,A41D23,E04B1,C09K5/06,A41D23/00,E04B1/74 |
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: |
楊寧 |
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: |
楊寧 |
鋁門(mén)窗及幕墻節(jié)能技術(shù):節(jié)能的本質(zhì)
建筑的節(jié)能包含很多方面,而鋁合金窗及玻璃幕墻的節(jié)能是其重要組成部分。鋁合金窗、幕墻的節(jié)能主要是指通過(guò)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用等措施,使建筑物在使用過(guò)程中,以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環(huán)境和光線環(huán)境的過(guò)程。比如:在炎熱的夏季和寒冷的冬季,人們?yōu)榱双@得正常的使用環(huán)境,常常需要使用消耗電能的電器設(shè)施來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度環(huán)境。而窗及幕墻的節(jié)能效果,直接影響到耗能的多少。一般而言,節(jié)能窗及節(jié)能幕墻產(chǎn)品在炎熱的夏季應(yīng)具有較高的隔熱性能,在寒冷的冬季應(yīng)具有較高的保溫功能。
那么,如何實(shí)現(xiàn)夏季隔熱,冬季保溫功能呢?
首先要了解傳熱方式。我們都知道,傳熱有三種方式:
1)對(duì)流輻射導(dǎo)熱。
對(duì)流傳熱:是指具有熱能的氣體或液體在移動(dòng)的同時(shí)所進(jìn)行的熱交換現(xiàn)象。
輻射傳熱:是以電磁波的形式把熱由一個(gè)物體傳向另一個(gè)物體的現(xiàn)象。
導(dǎo)熱:是指物體內(nèi)部的熱由高溫側(cè)向低溫側(cè)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。
建筑物的傳熱是上述三種方式綜合作用的結(jié)果。為此,窗及玻璃幕墻的節(jié)能設(shè)計(jì)重點(diǎn)是在上述三種傳熱方式中設(shè)計(jì)合理的控制手段,以達(dá)到節(jié)能目的。而在影響玻璃幕墻、鋁合金窗的熱工性能方面,可以通過(guò)控制傳熱和增加遮擋來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,導(dǎo)熱及對(duì)流傳熱的能力可以用傳熱系數(shù)來(lái)衡量,輻射傳熱能力可用遮陽(yáng)系統(tǒng)來(lái)控制。
傳熱系數(shù)K0=1/(Ri+d/λ+1/Re)[W/㎡·K]
式中Ri,Re——表面熱轉(zhuǎn)移系數(shù)2·K/Wλ——介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)W/m·K
d——介質(zhì)厚度
K0被稱(chēng)為總傳熱系數(shù),R0被稱(chēng)為總傳熱阻,R0=1/K0,K0和R0是在門(mén)窗、幕墻熱工計(jì)算中的兩個(gè)非常重要的物理量。