相变储能材料在建筑中的应用效果评价与优化分析
发布时间：2022-01-20 17:15
进入21世纪以来,人们对于建筑舒适性的迫切需求,与日渐紧张的能源消耗、环境污染之间矛盾越发突出,因此,绿色建筑的理念以及相关技术研发与推广也逐渐受到重视。合理应用具备良好蓄热性能的相变储能材料（phase change material,PCM）,可高效利用热能,有望改善能源供给与需求在时间和空间上不匹配的问题。现有的多数研究仅针对相变储能材料性能以及简单应用效果表征,缺乏PCM在大中型建筑应用效果及经济效益方面的研究,这造成相变储能材料的科学意义和实际工程价值有限。本文基于相变储能原理、一维壁体传热方程和房间热平衡方程等理论基础,通过材料性能测试、房屋模型实验和建筑数值模拟等方法,系统地揭示了相变储能材料应用于建筑中的调温节能规律;解析了材料特性、布置方案和外界扰动等多因素影响下PCM应用效果差异性的现象与机理;建立了基于材料热物参数、构件传热性能和建筑应用效果的PCM应用多元评价模型;提出了基于能耗外部成本,功能性能和结构性能多指标的PCM全寿命评价方法;填补了现阶段PCM应用效果数据的空白,为今后的建筑节能设计和PCM的应用推广提供一定的借鉴指导作用。本论文的主要研究内容为:1)...
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCM与普通材料的热焓-温度曲线
封装PCM的CSM板
PCM 宏封装是把 PCM 封装在密封容器中，使其不与建筑材料直接接触，从而避混合而导致的问题。宏封装所采用的容器一般包括空心管，空心球体或者空心板 RUBITHERM 公司生产了一种 CSM 模块，外壳是涂有抗腐蚀层的铝合金制成，如图示[34]。宏封装能有效解决 PCM 应用过程中的泄露问题，同时也不会影响构件、力学性能，但使用大容器封装 PCM 可能会引起的封装容器中心和边缘温度分布不如，封装容器附近的 PCM 可能已经融化，中心部分仍在是固态，降低了热量的有。4）微胶囊参照宏封装，相变微胶囊应运而生，就是将 PCM 密封于尺寸小于 1000μm 的容器 PCM 整个使用过程中始终在微胶囊内发生相变循环，避免泄漏等问题。相较于宏封M 微胶囊具有更高的传热效率，加快材料相变循环的融化和凝结过程，提高其相效果。同样地，相变微胶囊与建筑材料不当的混合也可能会导致 PCM 分布不均匀时部分融化和部分依旧凝固，如图 1.3 所示[35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]An economic assessment of the health effects and crop yield losses caused by air pollution in mainland China[J]. Weijie Miao,Xin Huang,Yu Song. Journal of Environmental Sciences. 2017(06)
[2]相变储能石膏板传热过程测试及有限元分析[J]. 张毅,冯春花,刘洋,张菁燕,李东旭. 太阳能学报. 2015(08)
[3]改善石蜡相变材料导热性能的研究进展[J]. 戴琴,周莉,朱月,黄飞. 当代化工. 2014(07)
[4]月桂酸—膨胀珍珠岩复合相变材料的制备及性能研究[J]. 杨厚林,董莪,刘杰胜. 武汉工业学院学报. 2013(04)
[5]中国火电行业环境外部性定量化分析[J]. 江汇,赵景柱,赵晓丽,范春阳. 中国电力. 2013(07)
[6]空调相变蓄冷技术的研究进展[J]. 王晓霖,翟晓强,王聪,朱备. 建筑科学. 2013(06)
[7]石蜡/氧化石墨烯复合相变材料的制备及其热物理性能[J]. 周建伟,王储备,禇亮亮. 精细石油化工. 2013(02)
[8]投资回收期模型简述[J]. 杨德强,王晶. 沈阳工程学院学报(社会科学版). 2013(01)
[9]建筑能耗模拟软件对比:DeST、EnergyPlus and DOE-2[J]. 朱丹丹,燕达,王闯,洪天真. 建筑科学. 2012(S2)
[10]西安市高校公共建筑的能耗调查与分析[J]. 张帆,许楗. 建筑节能. 2012(07)
硕士论文
[1]相变储能混凝土调温节能效果数值模拟[D]. 刘然.深圳大学 2016
[2]基于EnergyPlus的建筑能耗模拟软件设计开发与应用研究[D]. 李准.湖南大学 2009
[3]建筑节能相变材料制备与应用分析[D]. 廉变峰.天津大学 2008
本文编号：3599217
【文章来源】：深圳大学广东省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PCM与普通材料的热焓-温度曲线
封装PCM的CSM板
PCM 宏封装是把 PCM 封装在密封容器中，使其不与建筑材料直接接触，从而避混合而导致的问题。宏封装所采用的容器一般包括空心管，空心球体或者空心板 RUBITHERM 公司生产了一种 CSM 模块，外壳是涂有抗腐蚀层的铝合金制成，如图示[34]。宏封装能有效解决 PCM 应用过程中的泄露问题，同时也不会影响构件、力学性能，但使用大容器封装 PCM 可能会引起的封装容器中心和边缘温度分布不如，封装容器附近的 PCM 可能已经融化，中心部分仍在是固态，降低了热量的有。4）微胶囊参照宏封装，相变微胶囊应运而生，就是将 PCM 密封于尺寸小于 1000μm 的容器 PCM 整个使用过程中始终在微胶囊内发生相变循环，避免泄漏等问题。相较于宏封M 微胶囊具有更高的传热效率，加快材料相变循环的融化和凝结过程，提高其相效果。同样地，相变微胶囊与建筑材料不当的混合也可能会导致 PCM 分布不均匀时部分融化和部分依旧凝固，如图 1.3 所示[35]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]An economic assessment of the health effects and crop yield losses caused by air pollution in mainland China[J]. Weijie Miao,Xin Huang,Yu Song. Journal of Environmental Sciences. 2017(06)
[2]相变储能石膏板传热过程测试及有限元分析[J]. 张毅,冯春花,刘洋,张菁燕,李东旭. 太阳能学报. 2015(08)
[3]改善石蜡相变材料导热性能的研究进展[J]. 戴琴,周莉,朱月,黄飞. 当代化工. 2014(07)
[4]月桂酸—膨胀珍珠岩复合相变材料的制备及性能研究[J]. 杨厚林,董莪,刘杰胜. 武汉工业学院学报. 2013(04)
[5]中国火电行业环境外部性定量化分析[J]. 江汇,赵景柱,赵晓丽,范春阳. 中国电力. 2013(07)
[6]空调相变蓄冷技术的研究进展[J]. 王晓霖,翟晓强,王聪,朱备. 建筑科学. 2013(06)
[7]石蜡/氧化石墨烯复合相变材料的制备及其热物理性能[J]. 周建伟,王储备,禇亮亮. 精细石油化工. 2013(02)
[8]投资回收期模型简述[J]. 杨德强,王晶. 沈阳工程学院学报(社会科学版). 2013(01)
[9]建筑能耗模拟软件对比:DeST、EnergyPlus and DOE-2[J]. 朱丹丹,燕达,王闯,洪天真. 建筑科学. 2012(S2)
[10]西安市高校公共建筑的能耗调查与分析[J]. 张帆,许楗. 建筑节能. 2012(07)
硕士论文
[1]相变储能混凝土调温节能效果数值模拟[D]. 刘然.深圳大学 2016
[2]基于EnergyPlus的建筑能耗模拟软件设计开发与应用研究[D]. 李准.湖南大学 2009
[3]建筑节能相变材料制备与应用分析[D]. 廉变峰.天津大学 2008
本文编号：3599217
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