相变材料在建筑构件中调温机理研究及应用效果评价与优化
发布时间：2022-10-29 22:53
随着城镇化建设和国家经济发展,建筑总能耗及其在社会总能耗中的占比逐年上升。据统计,建筑能耗中约有80%左右是用于维持室内热舒适环境的采暖、制冷及通风等措施上,而围护结构是影响室内热环境的重要因素,改善围护结构的热工性能,是提升室内热舒适度、节约能耗或缓解峰值电网压力的重要方式。相变材料（PCM-Phase Change Materials）能在极小的温度变化范围内通过改变自身物质状态来吸收大量的热量,将相变材料与围护结构结合,可以增大围护结构的蓄热性,减小室内温度波动,提升热舒适性,减少建筑总能耗或缓解电网的峰值供电压力。对于相变材料在建筑中作用效果的研究由来已久,但多数是针对材料在住宅或普通办公建筑外围护结构的使用,对于相变材料在建筑内围护结构的研究相对较少,且停留在相变材料对建筑内部空气温度或围护结构表面温度、热流等表层作用结果,缺乏更深层次的机理分析,因此本文以得热较高的玻璃幕墙办公建筑为研究对象,同时从建筑尺度（借助软件DesignBuilder）和构件尺度（借助软件COMSOL Multiphysics）出发,分析相变材料在建筑内围护结构中的作用效果及作用机理。同时以实际大型...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 相变储能材料在不同建筑体型的应用
1.3 相变储能材料的热物理属性
1.4 论文研究内容及意义
1.5 论文研究的创新点
第2章 数值模拟软件及验证
2.1 Design Builder能耗模拟软件
2.1.1 软件介绍
2.1.2 软件验证
2.2 COMSOL有限元软件
2.2.1 软件介绍
2.2.2 模型验证
2.3 本章小结
第3章 相变储能楼板的作用效果及传热机理分析
3.1 PCM在玻璃幕墙建筑楼板中的调温效果
3.2 PCM在楼板中传热机理分析
3.2.1 模型基本假设和控制方程
3.2.2 不同封装材料对PCM在楼板中传热影响分析
3.2.3 不同粒径布置方式对PCM在楼板中传热影响分析
3.3 本章小结
第4章 相变储能墙体的作用效果及传热机理分析
4.1 PCM在玻璃幕墙建筑内墙中的调温、节能效果
4.2 PCM在不同朝向内墙中传热机理分析
4.2.1 动态循环周期边界条件
4.2.2 静态边界条件
4.3 本章小结
第5章 PCM热物理属性对应用效果的影响分析
5.1 节能措施参数设置
5.2 相变潜热变化对PCM调温效果的影响
5.3 相变材料比热对其调温效果的影响
5.4 相变温度区间对PCM调温效果的影响
5.5 相变材料厚度变化对PCM调温效果的影响
5.6 相变材料的密度对其调温效果的影响
5.7 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变蓄热构件传热强化及其对轻质墙体蓄热性能提升研究[J]. 王梦媛,刘衍,杨柳,崔宏志. 建筑科学. 2019(04)
[2]建筑相变蓄热及夜间通风技术研究进展[J]. 杨柳,乔宇豪,刘衍,侯立强,王梦媛,刘加平. 科学通报. 2018(07)
[3]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)
[4]新型复合多功能相变蓄热保温材料在北方住宅建筑中的应用研究[J]. 于瑞文,于文华,刘永强,于文奎,艾德杰,张万海. 建设科技. 2015(22)
[5]相变材料封装技术的研究进展[J]. 郝敏,李忠辉,吴秋芳,高玮,马新胜. 材料导报. 2014(09)
[6]石蜡相变材料强化传热技术进展[J]. 于树轩,章学来,陆钧. 制冷空调与电力机械. 2009(01)
[7]中国建筑能耗现状及节能措施概述[J]. 李仕国,王烨. 环境科学与管理. 2008(02)
[8]相变材料强化传热研究进展[J]. 谢望平,汪南,朱冬生,王先菊. 化工进展. 2008(02)
[9]石蜡的聚烯烃定形包覆研究[J]. 刘星,汪树军,刘红研. 精细化工. 2006(03)
博士论文
[1]相变储能建筑墙体传热特性及能耗影响研究[D]. 田国华.中国矿业大学 2018
[2]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]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
[2]组合相变材料在夏热冬冷地区建筑围护结构的传热性能研究及能耗分析[D]. 华旭明.东华大学 2017
[3]不同双层相变墙体在武汉办公建筑的性能研究[D]. 吴孟都.华中科技大学 2017
[4]相变墙体夏季工况运行特性的数值计算与实验研究[D]. 牛犇.西南交通大学 2011
[5]武汉市既有行政办公建筑节能改造研究[D]. 廖浩.武汉理工大学 2009
[6]复合相变蓄热墙体应用于北方住宅建筑的节能特性研究[D]. 刘宇宁.北京工业大学 2007
[7]相变墙体在北京地区的应用研究[D]. 乐海林.北京工业大学 2006
本文编号：3698569
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 相变储能材料在不同建筑体型的应用
1.3 相变储能材料的热物理属性
1.4 论文研究内容及意义
1.5 论文研究的创新点
第2章 数值模拟软件及验证
2.1 Design Builder能耗模拟软件
2.1.1 软件介绍
2.1.2 软件验证
2.2 COMSOL有限元软件
2.2.1 软件介绍
2.2.2 模型验证
2.3 本章小结
第3章 相变储能楼板的作用效果及传热机理分析
3.1 PCM在玻璃幕墙建筑楼板中的调温效果
3.2 PCM在楼板中传热机理分析
3.2.1 模型基本假设和控制方程
3.2.2 不同封装材料对PCM在楼板中传热影响分析
3.2.3 不同粒径布置方式对PCM在楼板中传热影响分析
3.3 本章小结
第4章 相变储能墙体的作用效果及传热机理分析
4.1 PCM在玻璃幕墙建筑内墙中的调温、节能效果
4.2 PCM在不同朝向内墙中传热机理分析
4.2.1 动态循环周期边界条件
4.2.2 静态边界条件
4.3 本章小结
第5章 PCM热物理属性对应用效果的影响分析
5.1 节能措施参数设置
5.2 相变潜热变化对PCM调温效果的影响
5.3 相变材料比热对其调温效果的影响
5.4 相变温度区间对PCM调温效果的影响
5.5 相变材料厚度变化对PCM调温效果的影响
5.6 相变材料的密度对其调温效果的影响
5.7 本章小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变蓄热构件传热强化及其对轻质墙体蓄热性能提升研究[J]. 王梦媛,刘衍,杨柳,崔宏志. 建筑科学. 2019(04)
[2]建筑相变蓄热及夜间通风技术研究进展[J]. 杨柳,乔宇豪,刘衍,侯立强,王梦媛,刘加平. 科学通报. 2018(07)
[3]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)
[4]新型复合多功能相变蓄热保温材料在北方住宅建筑中的应用研究[J]. 于瑞文,于文华,刘永强,于文奎,艾德杰,张万海. 建设科技. 2015(22)
[5]相变材料封装技术的研究进展[J]. 郝敏,李忠辉,吴秋芳,高玮,马新胜. 材料导报. 2014(09)
[6]石蜡相变材料强化传热技术进展[J]. 于树轩,章学来,陆钧. 制冷空调与电力机械. 2009(01)
[7]中国建筑能耗现状及节能措施概述[J]. 李仕国,王烨. 环境科学与管理. 2008(02)
[8]相变材料强化传热研究进展[J]. 谢望平,汪南,朱冬生,王先菊. 化工进展. 2008(02)
[9]石蜡的聚烯烃定形包覆研究[J]. 刘星,汪树军,刘红研. 精细化工. 2006(03)
博士论文
[1]相变储能建筑墙体传热特性及能耗影响研究[D]. 田国华.中国矿业大学 2018
[2]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]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
[2]组合相变材料在夏热冬冷地区建筑围护结构的传热性能研究及能耗分析[D]. 华旭明.东华大学 2017
[3]不同双层相变墙体在武汉办公建筑的性能研究[D]. 吴孟都.华中科技大学 2017
[4]相变墙体夏季工况运行特性的数值计算与实验研究[D]. 牛犇.西南交通大学 2011
[5]武汉市既有行政办公建筑节能改造研究[D]. 廖浩.武汉理工大学 2009
[6]复合相变蓄热墙体应用于北方住宅建筑的节能特性研究[D]. 刘宇宁.北京工业大学 2007
[7]相变墙体在北京地区的应用研究[D]. 乐海林.北京工业大学 2006
本文编号：3698569
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