轻质建筑中相变蓄能石膏板热性能研究_肖伟
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夏热冬冷地区相变外墙房间夏季舒适性研究方学旺;张维维;程建杰;何嘉鹏;张源【摘要】以典型的夏热冬冷地区气候条件为例,建立焓法数学模型计算相变传热过程,并通过实验证明数学模型的可行性.用数学模型计算相变石膏板放置于建筑外墙对室内温度的影响,对比普通房间进行分析.结果表明,外墙使用相变石膏板的房间温度波动小于普通房间,结合经济型考虑,当相变石膏板相变温度为28℃、相变潜热为80 kJ/kg时,房间的舒适性最佳.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)011【总页数】5页(P239-243)【关键词】相变墙体;室内舒适度;焓法模型;夏热冬冷地区【作者】方学旺;张维维;程建杰;何嘉鹏;张源【作者单位】南京工业大学暖通工程研究所,南京210009;南京工业大学暖通工程研究所,南京210009;南京工业大学暖通工程研究所,南京210009;东南大学能源与环境学院,南京210096;东南大学能源与环境学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】TU111.48相变储能材料运用于建筑外面围护结构中能有效地减少外界传入室内的热量,从而达到节能的效果。
相变储能材料在融化和冷凝过程中能够吸收和放出大量的潜热,而自身的温度变化不大,利用这种特性,将相变材料放置在建筑外墙中,白天融化吸收外界传入到墙体的热量,夜晚凝固缓慢对室内和外界放出热量,从而有效减小室内温度波动和对温度波动进行了延迟,提高人体的舒适度并且能更多地利用夜间峰谷电进行空调制冷,达到节能减排的效果。
国内外许多学者对相变材料运用于建筑中做了研究,清华大学肖伟通过数值模拟得到20 mm相变蓄能石膏板的隔热效果相当于60 mm重质混凝土[1]。
林坤平等人通过对夏季相变房间热性能分析,得到当夏季室外平均温度低于25℃时相变房间使用效果较好[2]。
Lü Shilei等人通过实验得到冬季使用相变墙体可以减少传入到室内的热量并且增加了墙体对温度的延迟[3]。
相变石膏板隔热特性验证相变石膏板隔热特性验证相变石膏板是一种新型的隔热建材,其独特的相变特性使其在隔热方面具有显著的优势。
下面我们将按照步骤思考来验证相变石膏板的隔热特性。
第一步:了解相变石膏板的原理相变石膏板中含有相变材料,该材料在温度变化时会吸收或释放大量的热量,实现相变过程。
在相变板的设计中,该材料通常被包裹在石膏板的内部,使其能够更好地保持温度。
第二步:研究相变石膏板的隔热性能数据通过查阅相关资料,我们可以获取相变石膏板的隔热性能数据。
这些数据通常包括热传导系数(热导率)和热存储系数(比热容)。
热传导系数越低,表示材料具有更好的隔热性能;而热存储系数越高,表示材料能够更好地吸收和释放热量。
第三步:与传统隔热材料对比将相变石膏板与传统的隔热材料进行对比。
传统的隔热材料如聚苯板和岩棉板通常通过材料本身的导热系数来实现隔热效果。
相比之下,相变石膏板通过相变材料的吸热和放热过程来实现隔热效果。
因此,相变石膏板在隔热性能上可能会表现出不同的特点。
第四步:进行实验验证为了验证相变石膏板的隔热特性,可以进行实验。
首先,我们可以选择一个封闭的实验室空间,并将相变石膏板用于隔热材料。
然后,通过控制实验室内外的温度差异,观察相变石膏板在不同温度条件下的隔热效果。
可以测量实验室内外的温度变化速率和差异,来评估相变石膏板在隔热方面的效果。
第五步:数据分析根据实验结果,我们可以对相变石膏板的隔热特性进行数据分析。
通过对比实验室内外的温度差异和变化速率,我们可以判断相变石膏板在不同温度条件下的隔热效果。
同时,与传统隔热材料进行对比,评估相变石膏板在隔热性能上的优势。
第六步:结论根据实验结果和数据分析,我们可以得出结论:相变石膏板具有较好的隔热特性。
相较于传统的隔热材料,相变石膏板利用相变材料的吸热和放热过程来实现隔热效果,能够更好地保持温度,提供更高的隔热性能。
这使得相变石膏板成为一种具有潜力的隔热建材,可以在建筑领域中得到广泛应用。
相变储能材料的理论研究及在节能建筑中的应用摘要:相变储能技术是当今节能减排大形势下研究的热点。
本文介绍了相变储能材料的理论研究及其发展概况,包括相变材料的分类方法、封装技术和国内外研究现状,阐述了相变储能材料在节能建筑中的应用,并在此基础上提出了相变储能材料的发展方向。
关键词:相变材料;储能;节能建筑;应用1 前言世界统计数字表明,建筑能耗在社会全部总能耗所占的比率在30%左右,是能源消耗的一种主要形式,用于暖通空调的能耗又约占85%[1]。
近几年来,相关学者始终致力于新型、高效的建筑节能材料的研究工作,相变储能材料(PCM)作为一种新兴的节能材料,已经成为国内外能源利用和材料科学方面研究的热点。
相变储能材料简称相变材料,是指在其物相变化过程中可以从环境中吸收热(冷)量或向环境中放出热冷量,从而达到能量的储存和释放的目的。
与显热储能相比,相变储能具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点,此特性可以应用于很多领域。
2 相变材料的概述及研究状况2.1 相变材料的分类根据相变种类的不同,相变蓄热一般分为四类:固—固相变、固—液相变、液—气相变及固—气相变。
根据材料性质的不同,相变蓄热材料一般可分为有机类、无机类及混合类相变蓄热材料。
根据使用温度范围的不同,相变蓄热材料有可分为中、低温相变蓄热材料,高温相变蓄热材料[2]。
2.2 相变材料的封装技术在研究开发相变材料的过程中,相变材料的封装是一个关键技术,近年来,研究者们提出诸多方法,主要的封装技术有:浸渍法、直接混合法(是将相变材料直接与建筑材料基体两者熔融后混合在一起而制成的成分均匀的蓄能材料)、高聚物交联吸收法(将聚烯烃类的高聚物经交联处理,再放入高温熔化的相变材料中吸收,从而制得相变调温单元的方法就是高聚物交联吸收法)、微胶囊法(由两部分组成:壳材和芯材)、纳米复合技术(有利于提高相变材料的传热速率)[2]。
相变储能材料在建筑方面的研究与应用摘要:随着建筑行业的向前发展,当前人们对于居住的要求也变得越来越高,对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。
正因如此,智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。
相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料,由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。
另一方面,相变储能材料的应用可以保持环境舒适,节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。
本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析,为后期的深入研究奠定基础。
关键词:建筑材料;相变材料;储能技术Energy storage materials research and application ofphase change in architectureAbstract:With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later.Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology在当今社会,能源和环境问题人类发展必须面对的两大问题。
相变储能石膏应用的模拟工程试验研究一、引言- 相变储能技术的背景和意义- 相变储能材料的研究现状和发展趋势二、相变储能石膏的性质分析- 原材料选取和制备方法介绍- 物理化学性质测试结果分析三、相变储能石膏模拟工程试验设计- 设计思路和流程说明- 实验装置和记录系统介绍- 各参数设定和条件调整四、实验结果与分析- 工程试验数据记录和整理- 各参数变化趋势和影响因素分析- 实验结果与预期目标对比评估五、结论与展望- 相变储能石膏的应用前景和发展前景- 工程试验的总结和成果评估- 下一步研究方向和措施建议一、引言相变储能技术是一种新兴的储能技术,可以通过物质的相变过程实现储存和释放能量。
相变储能技术具有高能量密度、长寿命、环保等优点,已经在太阳能热力发电、建筑节能等领域得到了广泛应用。
相变储能材料是相变储能技术的核心,目前常用的相变储能材料包括有机类、无机类、复合材料等。
其中,相变储能石膏作为无机相变储能材料,具有优异的热稳定性、耐久性和低成本等优点,是当前研究的热点之一。
相变储能石膏作为无机相变储能材料,一般采用熔融法制备。
在制备过程中,需要选择适当的石膏和相变储能材料进行混合,然后通过熔融、凝固等过程获得理想的相变储能材料。
相变储能石膏的物理化学性质非常重要,直接影响其在具体应用中的效果和稳定性。
因此,对相变储能石膏的性质进行深入分析,是保证其应用质量和安全的前提。
本文主要从相变储能石膏的性质分析、模拟工程试验设计、实验结果与分析等方面进行探讨和研究。
通过分析相变储能石膏的物理化学性质,设计合理的模拟工程试验方案,对相变储能石膏的应用效果进行评估和分析,为相变储能技术和相变储能石膏的研究提供参考和支持。
二、相变储能材料的研究现状和发展趋势目前,相变储能材料的研究主要集中在有机相变材料、无机相变材料、复合相变材料等方面。
其中,有机相变材料具有优异的相变温度和热储能性能,但同时存在着易燃、易挥发等问题。
相变石膏板围护结构隔热应用实验研究张鑫璐;王志毅;徐迟;袁丽婷【期刊名称】《浙江理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(51)2【摘要】为研究相变石膏板围护结构在过渡季节的储热性能,搭建了两间尺寸相同的实验对比房,将相变石膏板贴敷于围护结构内侧,测试对多种工况下实验对比房的室内温度及壁面温度,通过房间热性能分析探讨其在过渡季节的适用性。
石膏板中的相变微胶囊以石蜡(正十八烷)为芯材,聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)为壁材,相变温度28℃,相变潜热180 kJ/kg。
在相同的室外气候条件下,进行一个月的多组工况实验研究,测试了室内空气温度和墙体表面温度的变化规律,并与普通房间进行了室内热环境对比分析。
结果表明:相变石膏板热性能稳定;在杭州地区过渡季节最高可降低室内峰值温度1.10℃,减缓壁面温度波动1.18℃,延迟峰值时间40 min,降低室内温度不舒适度6.82℃·h/d,有效缓解了室内的温度波动,增强了围护结构的热惰性。
此外,与夜间自然通风相比,相变围护结构在夜间通风的情况下可以减少室内不舒适度时间约2 h,减少累计室内温度不舒适度2.08℃·h/d,有效提高室内热舒适性。
该研究通过对比实验验证了相变石膏板应用于围护结构的隔热效果,可为后续模拟研究提供参考。
【总页数】7页(P238-244)【作者】张鑫璐;王志毅;徐迟;袁丽婷【作者单位】浙江理工大学建筑工程学院;浙江省建筑设计研究院【正文语种】中文【中图分类】TU111.24【相关文献】1.相变储热轻质围护结构夏季隔热节能的实验研究2.癸酸/棕榈酸相变石膏板传热特性的实验研究3.两种相变材料储能石膏板的实验研究4.相变蓄能石膏板在建筑围护结构中的热影响分析5.无机室温相变储能石膏板的实验研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
相变石膏板在隔热应用中的表现相变石膏板在隔热应用中的表现相变石膏板是一种新型的隔热材料,它在隔热应用中表现出色。
下面我将逐步介绍相变石膏板在隔热应用中的表现。
首先,相变石膏板具有优异的隔热性能。
相变石膏板中添加了相变材料,这种材料可以在温度变化时吸收或释放大量的热量。
当室温升高时,相变材料吸收热量并进行相变,从而起到隔热的作用。
相反,当室温下降时,相变材料释放热量,保持室内温暖。
相变石膏板的隔热性能比传统的石膏板更好,能够有效减少室内外温差,提高室内的舒适度。
其次,相变石膏板具有良好的保温效果。
相变石膏板能够阻止热量的传导和辐射,减少热量的流失。
相变材料在相变过程中吸收的热量可以被储存起来,并在室温下降时释放出来,保持室内的温暖。
相变石膏板的保温效果非常显著,可以减少能源消耗,提高建筑的能效。
第三,相变石膏板具有良好的声音隔离性能。
相变石膏板的密度较大,能够有效吸收和隔离噪音。
它可以减少房间内外的声音传播,提供一个更加宁静的室内环境。
相变石膏板在隔音方面的表现得到了很多用户的认可,广泛应用于噪音敏感的场所,如住宅、办公室等。
最后,相变石膏板还具有良好的防火性能。
相变石膏板是由石膏和相变材料组成,石膏本身就具有良好的防火性能。
同时,相变材料能够吸收热量,将火焰的温度降低,减缓火势蔓延的速度。
因此,相变石膏板在防火方面表现出色,能够提供更高的建筑安全性。
综上所述,相变石膏板在隔热应用中的表现十分出色。
它具有优异的隔热性能、良好的保温效果、显著的声音隔离性能和良好的防火性能。
相变石膏板的应用可以提高建筑的舒适度和能效,为人们创造一个安全、环保、舒适的室内环境。
摘要相变材料是一种高效的储能材料,具有能量存储密度高、降低温度波动和调节周围环境温度的优点,结合到建筑材料中能有效地改善建筑物的热舒性和节能降耗。
相变石膏是以石膏为基体与相变材料相复合,具有较好的储能效果,可应用于建筑物的外墙内壁材料,有助于建筑物内部温度的调控,满足低碳和环保的要求。
本文阐述了相变储能石膏的制备方法直接浸渍法、宏观封装嵌入法和直接混合法,相变储能石膏的特性包括热物性、相容性、吸水性和力学性能,以及相变储能石膏在建筑物外墙的保温材料、相变石膏抹灰和地板供暖系统的应用。
关键词:相变材料;相变储能石膏;热物性;外墙保温第一章绪论石膏是一种用处广泛的工业材料和建筑材料,可用于水泥缓凝剂、石膏建筑成品等。
石膏及其制品具有良好的隔音、隔热和防火性能。
相变材料价格实惠,无毒、无腐蚀性具有较高的储热能力和热传导性能,可逆性好使用寿命长,在发生吸放热温度变化时相变材料的体积变化小。
以石膏为基体相变材料相复合,制成的相变储能石膏板具有更高的储能密度和蓄热能力。
适用于建筑围护构件可增大储能容量,降低供暖所需的电力和能耗,减小室内温度的波动大小,降低夏季、冬季室内峰值的温度,提高人体的热舒性。
相对普通围护墙体相变墙具有更好的储能、调温和控温性能,在达到同等保温节能效果的同时,可减小墙体厚度和降低墙体自重。
在不同的季节、外墙不同的朝向和相变材料置于外墙不同位置都对相变墙体的传热有影响,合理运用可提升热性能。
美国在相变材料的研究和发展上一直处于领先地位,进入90年代以后,相变材料在建筑领域的应用技术已经得到更大发展,采用了浸泡法和直接加入法两种方法制备了相变石膏板并通过DSC分析比较了两种方法制得的相变储能石膏板。
还模拟研究了相变储能石膏板的热特性,结果表明影响相变石膏板热特性分别是相变温度、相变温度区间和想变石膏板单位面积蓄热能力。
我国在相变材料的发展和应用方面较国外虽起步较晚,但通过多次研究已取得了一定的成绩。