毛细管辐射空调系统+相变材料的节能特性研究
发布时间：2021-02-07 03:00
随着国家对节能降耗的要求提升,建筑节能作为社会能耗的重要组成部分受到了更多的关注。毛细管辐射空调和相变材料是两种新型建筑节能技术,二者结合对于进一步降低建筑能耗有重要意义。前者通过毛细管辐射顶板对室内供冷,使用高温冷源,实现了能源的高效利用;后者利用材料的相变潜热储存冷量,降低室内负荷峰值,提高室内舒适度水平。本文对相变材料（PCM）在毛细管辐射空调房间中的节能影响因素进行模拟分析,为工程应用提供参考。本文首先利用焓法建立了相变墙体的传热模型,并分析得到相变墙体的影响因素主要为墙体外边界条件、相变层位置和厚度等;其次利用EnergyPlus建立毛细管辐射空调系统仿真模型和加入相变材料的办公室模型,改变相变材料的安装厚度（530mm）和敷设面积占墙体内表面比（10%100%）共60种工况,对武汉供冷季空调系统的能耗进行了模拟,计算得到各工况的系统节能率和相变材料投资回收期。本研究选用有机相变材料BioPCM,相变潜热为230kJ/kg。结果表明,毛细管辐射空调和相变材料结合使用可以降低冷负荷峰值（如7月31日可以降低4.08%的冷负荷峰值）,具...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
毛细管辐射供冷房间传热示意图
在墙体的厚度分别为 5mm、10mm、15mm、20mm、25mm占墙体内表面面积的 10%、20%、30%、40%、50%、60%型绘制型建立过程中输入围护结构坐标点时出现错误，提高模直观性，利用绘图软件建立房间的三维模型是十分必要实用的三维绘图软件，常与 EnergyPlus 结合使用。绘用文件导入绘图软件源文件中，即可在 SketchUp 软件中使房间在热区中绘制完成后保存为.idf 文件，从而直接导入本结构，实现房间模型的绘制。如图 3-2 所示，窗体位于内外墙墙体的下部区域，此时 PCM 敷设面积占墙体的 5
图 3-3 Building Surface:Detailed（围护结构）模块设置图房间各结构的结构名称（Construction Name）调用自结构（Construction）模块该模块将每一个结构的材料按照由外表面到内表面的顺序进行排列，通过该排列用户可以对墙体等结构的组成有清晰的了解，也可以将材料替换从而进行对比模分析。Construction 模块中的材料调用自 Material 模块组，排序完成后定义其名称便于 Surface:Detailed 模块使用，围护结构的材料排序如表 3-2 所示。内外墙体、板和窗体结构都满足《公共建筑节能设计标准》[44]关于夏热冬冷地区围护结构的关规定，外墙传热系数为 0.56W/(m2*K)，小于墙体传热系数标准 0.6W/(m2*K)；体与墙体面积比为 44.5%，传热系数为 2.2W/(m2*K)，小于该窗墙比下的限制标2.4W/(m2*K)。表 3-2 围护结构构造表结构 最外层 第二层 第三层 第四层 第五层25mm 水泥砂40mm 聚 氨 酯硬200mm 钢筋
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018中国建筑能耗研究报告[J]. 建筑. 2019(02)
[2]基于DesignBuilder的相变保温墙体节能特性及经济性分析[J]. 赵康,孟多,朱婉菁. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]建筑工程节能措施和经济效益分析研究[J]. 马建国. 建筑技术开发. 2017(20)
[4]太阳辐射对辐射顶板供冷能力和负荷的影响[J]. 黄小君,李念平,郑德晓,潘楚阳. 太阳能学报. 2017(07)
[5]毛细管辐射顶板+新风系统启动特性研究[J]. 吴长风,刘泽华,阳晓君,彭达玮. 建筑热能通风空调. 2017(01)
[6]复合相变调湿材料对室内热湿环境影响的研究[J]. 张明杰,秦孟昊,陈智. 建筑科学. 2016(12)
[7]复合墙体中相变层相对导热系数计算方法[J]. 王未,谢静超,刘加平,崔亚平. 哈尔滨工业大学学报. 2017(02)
[8]相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究[J]. 孔祥飞,刘少宁,钟俞良,戎贤,杨华,齐承英. 建筑科学. 2016(08)
[9]双层定型相变墙体在空调房间应用的节能效果研究[J]. 柳鹏鹏,朱娜,胡平放,刘福利,雷飞. 新型建筑材料. 2015(09)
[10]相变材料蓄能式毛细管网地板辐射采暖实验研究[J]. 何静,周国兵,冯知正,杨来顺. 太阳能学报. 2013(10)
博士论文
[1]相变材料在轻质围护结构中的应用研究[D]. 吕亚军.天津大学 2013
硕士论文
[1]基于TRNSYS的相变材料+辐射冷顶板空调系统模拟研究[D]. 程灿.华中科技大学 2018
[2]相变材料板用于济南办公建筑节能及相应空调运行策略优化[D]. 张恕振.山东大学 2018
[3]毛细管顶板辐射空调系统性能与适用性研究[D]. 饶丹琳.华中科技大学 2017
[4]温湿度独立控制系统末端装置的研究及系统适用性分析[D]. 王麟康.南昌大学 2016
[5]全年工况下墙体相变材料层最优位置模拟研究[D]. 施东杰.东南大学 2015
本文编号：3021533
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
毛细管辐射供冷房间传热示意图
在墙体的厚度分别为 5mm、10mm、15mm、20mm、25mm占墙体内表面面积的 10%、20%、30%、40%、50%、60%型绘制型建立过程中输入围护结构坐标点时出现错误，提高模直观性，利用绘图软件建立房间的三维模型是十分必要实用的三维绘图软件，常与 EnergyPlus 结合使用。绘用文件导入绘图软件源文件中，即可在 SketchUp 软件中使房间在热区中绘制完成后保存为.idf 文件，从而直接导入本结构，实现房间模型的绘制。如图 3-2 所示，窗体位于内外墙墙体的下部区域，此时 PCM 敷设面积占墙体的 5
图 3-3 Building Surface:Detailed（围护结构）模块设置图房间各结构的结构名称（Construction Name）调用自结构（Construction）模块该模块将每一个结构的材料按照由外表面到内表面的顺序进行排列，通过该排列用户可以对墙体等结构的组成有清晰的了解，也可以将材料替换从而进行对比模分析。Construction 模块中的材料调用自 Material 模块组，排序完成后定义其名称便于 Surface:Detailed 模块使用，围护结构的材料排序如表 3-2 所示。内外墙体、板和窗体结构都满足《公共建筑节能设计标准》[44]关于夏热冬冷地区围护结构的关规定，外墙传热系数为 0.56W/(m2*K)，小于墙体传热系数标准 0.6W/(m2*K)；体与墙体面积比为 44.5%，传热系数为 2.2W/(m2*K)，小于该窗墙比下的限制标2.4W/(m2*K)。表 3-2 围护结构构造表结构 最外层 第二层 第三层 第四层 第五层25mm 水泥砂40mm 聚 氨 酯硬200mm 钢筋
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018中国建筑能耗研究报告[J]. 建筑. 2019(02)
[2]基于DesignBuilder的相变保温墙体节能特性及经济性分析[J]. 赵康,孟多,朱婉菁. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2018(04)
[3]建筑工程节能措施和经济效益分析研究[J]. 马建国. 建筑技术开发. 2017(20)
[4]太阳辐射对辐射顶板供冷能力和负荷的影响[J]. 黄小君,李念平,郑德晓,潘楚阳. 太阳能学报. 2017(07)
[5]毛细管辐射顶板+新风系统启动特性研究[J]. 吴长风,刘泽华,阳晓君,彭达玮. 建筑热能通风空调. 2017(01)
[6]复合相变调湿材料对室内热湿环境影响的研究[J]. 张明杰,秦孟昊,陈智. 建筑科学. 2016(12)
[7]复合墙体中相变层相对导热系数计算方法[J]. 王未,谢静超,刘加平,崔亚平. 哈尔滨工业大学学报. 2017(02)
[8]相变蓄能墙多因素热特性分析及优化研究[J]. 孔祥飞,刘少宁,钟俞良,戎贤,杨华,齐承英. 建筑科学. 2016(08)
[9]双层定型相变墙体在空调房间应用的节能效果研究[J]. 柳鹏鹏,朱娜,胡平放,刘福利,雷飞. 新型建筑材料. 2015(09)
[10]相变材料蓄能式毛细管网地板辐射采暖实验研究[J]. 何静,周国兵,冯知正,杨来顺. 太阳能学报. 2013(10)
博士论文
[1]相变材料在轻质围护结构中的应用研究[D]. 吕亚军.天津大学 2013
硕士论文
[1]基于TRNSYS的相变材料+辐射冷顶板空调系统模拟研究[D]. 程灿.华中科技大学 2018
[2]相变材料板用于济南办公建筑节能及相应空调运行策略优化[D]. 张恕振.山东大学 2018
[3]毛细管顶板辐射空调系统性能与适用性研究[D]. 饶丹琳.华中科技大学 2017
[4]温湿度独立控制系统末端装置的研究及系统适用性分析[D]. 王麟康.南昌大学 2016
[5]全年工况下墙体相变材料层最优位置模拟研究[D]. 施东杰.东南大学 2015
本文编号：3021533
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