外挂型排风隔热墙的传热特性研究

发布时间：2020-04-09 23:24

【摘要】：围护结构节能是最具潜力的建筑节能方式之一。排风隔热墙是一种将空调排风系统与围护结构相结合的新型节能墙体,利用安装于墙体中的多孔材料的渗流作用,排风隔热墙能够减低墙体的内表面温度,同时回收排风的低品位热能。课题组的前期研究表明,排风隔热墙的隔热性能优越,其热工性能相比常规墙体有很大提升。本文考虑工程实际,将排风隔热墙进一步改进,建立外挂型排风隔热墙。该结构的关键在于可将多孔材料和外挂板预制成外挂模块置于基础墙体的外侧,这样既不影响室内房间的装饰,同时又起到有效保温隔热作用,更加易于实现和推广。但该结构的热工特性还有待揭示,尤其是间歇空调下的负荷特性与基本型排风隔热墙及其他常规墙体有何区别还未可知。因此,本文以外挂型排风隔热墙为研究对象,围绕其热工特性和间歇空调下的负荷特性,做了如下工作:首先,鉴于排风隔热墙与国外已开展研究的动态隔热墙的核心机制一致,本文对动态隔热技术进行了较为广泛的文献调研,总结了动态隔热墙的结构、分类、工作原理、发展历史和研究方法等,阐释了排风隔热墙与动态隔热墙的关系,表明了排风隔热墙与动态隔热墙都是十分具有潜力的建筑节能技术。其次,本文建立外挂型排风隔热墙的二维非稳态传热数学模型。该模型包括基础墙体、多孔材料、外挂板以及两个排风空腔的传热方程。以夏季典型设计日的室外气象参数为温度边界条件,利用有限差分法对模型进行数值求解,可得到墙体内外表面全天24 h的温度变化情况。同时,搭建实验平台,利用实测数据对建立的模型进行验证,确保数学模型具备准确性和可靠性。然后,基于已验证的数学模型,本文对外挂型排风隔热墙的热工特性进行模拟计算。以内表面温度、传热系数、衰减系数和延迟时间为四个评价指标,对排风隔热墙和常规墙体进行比较。同时,为了对墙体进行优化设计,本文继续对影响墙体性能的多个参数进行单因素分析和显著性分析,量化分析了各参数的影响程度和优先次序。最后,针对间歇工况下的墙体负荷特性,本文通过模拟计算得到不同类型墙体、不同朝向墙体、不同气候区墙体的开机负荷和全天累计负荷,评估了外挂型排风隔热墙在不同环境下的应用可能性。其中,排风隔热墙的四种可能应用形式都在本文进行了比较,研究结果可为排风隔热墙的工程化应用提供理论指导。以上研究的结果表明,本课题组所研究的排风隔热墙为动态隔热机制首次应用于中国地区,其具备优越的隔热性能。相比于普通24砖墙和外保温砖墙,外挂型排风隔热墙的内表面温度更低,传热系数更小,温度衰减系数更小。在严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,应用外挂型排风隔热墙替代普通砖墙能分别减少77%、71%、64%、67%的墙体全天累计负荷。
【图文】：

排风,隔热墙,外挂板

如图 1-3 所示，外挂型排风隔热墙在普挂板层，基础墙体、多孔材料、外挂板三个体下侧和外挂板上侧开口，使室内排风空料排出至室外。外挂型排风隔热墙将排风机制是墙体多孔材料中的渗流作用，通过间的换热，从而降低墙体内表面温度，阻隔隔热墙为研究对象，开展进一步研究，，各参下的负荷特性是本文的研究重点。

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华中科技大学硕士学位论文室内负压作用下，室外空气可以从金属板下侧开口流经木框墙然后通过石膏板的送风管送入室内。实验测量了墙体在不通风下的静态以及渗透风量变化下的的温度和热流。结果表明，墙体进风侧（室外侧）壁面导热损失随着渗透风量的而减小，这是因为室外新风在经过墙体送入室内的过程中回收了墙体的热量aker 还讨论了传导热损失、通风热损失与总能耗的关系，提到了墙壁结露的风险
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU111.41

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