相变储能材料SP28在建筑节能中的应用

发布时间：2017-12-21 16:10

  本文关键词：相变储能材料SP28在建筑节能中的应用　出处：《安徽建筑大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：当今社会随着人们物质生活的不断丰富,地球上的自然资源却在日益耗损。我国作为人口大国,人均资源占有量却不到世界平均水平的一半,能源的紧缺已造成污染严重、物价上涨、供需矛盾尖锐等现象。因此,当务之急节约能源具有十分重要的意义。相变材料作为一种新型的节能材料逐渐被人们所认识并越来越受重视。它有着其独特的功能和特性,可以使能量在时间和空间上进行转移。就固液型相变材料为例,其工作原理是:当环境温度上升时,相变材料由固态向液态转化,期间发生融化吸热现象,使环境温度的上升得到延迟和衰缓;当环境温度下降时,相变材料由液态向固态转换,期间发生凝固放热现象,使环境温度的下降速度减慢。本研究选取无机复合材料的SP-28作为相变储能材料加入到建筑墙体中并测试其节能效果,并通过不同质量比例的相变墙体寻找出最佳的相变材料的配合比。本文分析了相变储能材料的背景和意义,介绍了相变材料的研究现状、分类及特点,总结了相变材料的筛选原则和结晶理论,并说明了相变材料的性能测试方法。用差示扫描量热仪(DSC)测试了相变材料的相变温度、相变潜热以及比热容,分别为25.8℃、179.66j/g、2.2kj/kg℃。并通过3000次的冷热循环实验测试了其耐久性,结果显示此相变材料耐久性良好。为了进一步证明相变材料的节能特性,本研究在阜阳市建苑工程质量检测有限公司的配合下,采用膨胀珍珠岩作为相变材料载体,制作了五种不同配合比(0%、5%、10%、15%、20%)的建筑墙体进行传热测试。又由于材料渗漏的原因,排除配合比为20%的墙体。将其他四种墙体放置在同一环境下,利用夏季烈日高温对墙体的一侧加热,用热电偶对墙体的另一侧进行温度监测,比较相变墙体与普通墙体的传热特性,实验结果证明:相变墙体具有蓄热能力,可以减小环境温度的波动,使墙体温度的变化得到延迟;相变材料的配合比越大,蓄热效果越好;从渗漏、浸湿和经济的效果看,含相变材料的比例为10%最适合加入建筑墙体中。并用ANSYS有限元软件进行传热模拟,结果表明相变墙体模拟出来的温度变化与实验值最大温差不超过1℃,相变材料大约在26℃开始融化,融化时间约持续28800s,凝固时间为21600s。相变墙体(含10%相变材料)比普通墙体的峰值温度低约1.1℃,且经过相变后,相变墙体内的最高温度比普通墙体高1.39℃。相变墙体与普通墙体的温度变化趋势大致相同,但前者的温度变化速度比后者要慢,说明相变材料能使温度的变化得到延迟。随着相变材料的质量比增大,其温度曲线越平缓,说明相变材料的含量能影响整个墙体的蓄热效果,且相变材料质量比越大,蓄热效果越好。通过实验结果与模拟结果比较说明相变材料能有效的阻止环境温度的变化,减少空调、暖气的使用,既增加环境的舒适度,又节能环保。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU551

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本文编号：1316319