《多外擾作用下雙層定型相變圍護結構動態傳熱機理研究》是依託華中科技大學，由朱娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多外擾作用下雙層定型相變圍護結構動態傳熱機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱娜
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
相變圍護結構可有效改善室內熱環境並降低建築運行能耗，減小暖通空調系統裝機容量。針對現有單層定型相變圍護結構只能在單個季節發揮作用，以及在使用了暖通空調系統建築中存在吸/放熱能功能受限的不足，本項目提出新型“三明治式”雙層定型相變圍護結構，利用其近似等溫吸/放熱及相變潛熱較大的特點可全年改善圍護結構熱工特性。本項目將從理論上分析相變材料厚度、相變潛熱、相變溫度、比熱容、導熱係數等因素對圍護結構傳熱的影響；建立考慮相變吸/放熱及熱物性參數變化的動態傳熱模型；搭建雙層定型相變圍護結構實驗房，進行動態熱特性實驗；在不同室外環境、室內環境及相變材料吸/放熱多外擾作用下，模擬和實驗研究該結構傳熱過程的規律，揭示相變材料對該結構傳熱過程的影響機理，為發展高效圍護結構提供理論支持。
結題摘要
我國建築能耗不斷攀升，到2030年，建築能耗比例將升至約40%。提高圍護結構熱工特性是降低建築運行能耗的重要手段之一。本項目將從理論上分析相變材料厚度、相變潛熱、相變溫度、比熱容、熱導率等因素對圍護結構傳熱的影響；建立考慮相變吸/放熱及熱物性參數變化的動態傳熱模型；搭建雙層定型相變圍護結構實驗房，進行動態熱特性實驗；在不同室外環境、室內環境及相變材料吸/放熱多外擾作用下，模擬和實驗研究該結構傳熱過程的規律，揭示相變材料對該結構傳熱過程的影響機理，為發展高效圍護結構提供理論支持。目前常見的單層定型相變材料ꎬ在室內或者室外使用往往只能在夏季或冬季發揮作用，為改善全年室內熱環境，降低全年建築運行能耗，且減少牆體改裝面積，本項目提出一種新型的雙層定型相變牆體。具體做法為在建築物外牆內外表面均添加定型相變材料板，外層相變板具有較高的相變溫度，在夏季發揮作用，內層相變板具有較低的相變溫度，在冬季發揮作用。本文中的雙層定型相變牆板用於建築南外牆，該研究主要分析了相變材料厚度、相變溫度對建築運行能耗和建築室內熱環境的影響ꎬ最後根據節能率性及經濟性因素得出了相變牆板的推薦使用厚度及其對應的相變溫度，為該結構在建築節能中的套用提供技術支持。雙層定型相變牆體能夠在夏季隔熱、冬季保溫，降低建築物的運行能耗並提高了室內的熱舒適性。為了更有效地發揮相變牆體的作用，分析了雙層定型相變牆體在空調房間的使用效果，對比分析在裝有變頻空調和定頻空調 2 種房間的運行能耗，結果表明：在裝有變頻空調的房間，雙層定型相變牆體比普通牆體更加節能，變頻空調能更有效地發揮定型相變牆體的自動調溫作用。選取各氣候區典型城市的氣象數據作為模擬條件，對比相變房間與普通房間的模擬結果，分析定型相變牆體在各典型氣候區的適用性，同時得出節能潛力最大時對應的定型相變材料厚度及相變溫度參考值，為該結構的推廣套用提供參考。
