基于多傳熱方式耦合的相變儲能房間熱特性研究
發(fā)布時間:2020-12-28 06:47
將相變材料作為地板輻射供暖的蓄熱層是相變儲能房間的主要方式,改善相變材料的熱物性,研究相變儲能房間的熱特性對建筑節(jié)能技術和相變材料的高效應用尤為重要。采用膨脹石墨為導熱增強劑,高密度聚乙烯為定形載體,以提高相變材料的熱導率和改善相變材料的定形效果為目的,制備出一種導熱增強型定形相變材料,并將其作為地板輻射供暖的蓄熱層,模擬分析熱源位置及方式對地板結(jié)構(gòu)層的熱特性影響。結(jié)果表明,膨脹石墨不僅能明顯提高相變材料熱導率,而且對其相變溫度和相變潛熱影響較小;當使用毛細管網(wǎng)作為熱源時,毛細管網(wǎng)布置在地板相變材料中間位置比布置在底部能蓄存更多的熱量,地板表面溫度更符合舒適性標準。將相變材料—電加熱膜地板輻射采暖建筑物抽象為全尺寸二維模型,將室內(nèi)空氣作為計算區(qū)域,并且同時考慮多種傳熱方式,動態(tài)模擬相變材料的導熱系數(shù)、厚度、相變潛熱等因素對儲能房間熱特性的影響。結(jié)果表明,導熱系數(shù)越大越利于房間負荷的調(diào)節(jié),相變材料厚度不宜過大,電熱膜熱流大小應與室內(nèi)舒適性和電力消費相平衡;相變材料潛熱值越大越有利于室內(nèi)空氣溫度的穩(wěn)定性,但相應的電熱膜熱流應增大以提高室內(nèi)溫度,使其達到合適的溫度范圍。
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 我國建筑能耗問題
1.1.2 我國電力發(fā)展不均及峰谷差問題
1.1.3 低溫地板輻射供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜問題
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 相變儲熱與相變材料
1.2.2 相變儲能房間發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 提高相變材料導熱系數(shù)的措施
1.2.4 相變儲能地板輻射采暖系統(tǒng)
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 導熱強化型定形相變材料的制備與熱物性分析
2.1 建筑用定形相變材料的制備
2.1.1 石蠟相變溫度調(diào)節(jié)
2.1.2 相變材料的定形
2.2 定形相變材料的導熱強化
2.2.1 實驗過程及試樣制備
2.2.2 實驗樣品熱物性分析
2.3 本章小結(jié)
3 相變儲能地板熱特性研究
3.1 低溫熱水-相變儲能地板熱特性規(guī)律
3.1.1 幾何模型和求解設置
3.1.2 蓄熱期間相變儲能地板熱特性
3.1.3 放熱期間相變儲能地板熱特性
3.2 電熱膜-相變儲能地板熱特性規(guī)律
3.2.1 幾何模型和求解設置
3.2.2 蓄熱期間相變儲能地板熱特性
3.2.3 放熱期間相變儲能地板熱特性
3.3 本章小結(jié)
4 相變儲能房間熱特性的多傳熱方式耦合分析
4.1 研究對象
4.2 邊界條件和數(shù)值計算方法
4.3 不同因素對儲能房間熱特性的影響
4.3.1 相變材料的導熱系數(shù)
4.3.2 相變材料層厚度
4.3.3 電熱膜熱流大小
4.3.4 相變材料潛熱
4.4 房間溫度場均勻性
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與討論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]熱化學蓄熱系統(tǒng)研究進展[J]. 王智輝,漥田光宏,楊希賢,劉學成,何兆紅,大坂侑吾,黃宏宇. 新能源進展. 2015(04)
[2]化學蓄熱材料的開發(fā)與應用研究進展[J]. 楊希賢,漥田光宏,何兆紅,小林敬幸,鄧立生,黃宏宇. 新能源進展. 2014(05)
[3]淺析我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 陳云川. 環(huán)境與生活. 2014(14)
[4]新能源發(fā)展對能源強度和經(jīng)濟增長的影響[J]. 方國昌,田立新,傅敏,孫梅. 系統(tǒng)工程理論與實踐. 2013(11)
[5]太陽房與相變蓄能結(jié)合技術應用研究[J]. 徐小龍,牛潤萍,馮國會,黃凱良. 低溫建筑技術. 2013(04)
[6]儲熱技術基礎(Ⅰ)——儲熱的基本原理及研究新動向[J]. 李永亮,金翼,黃云,葉鋒,汪翔,李大成,王彩霞,丁玉龍. 儲能科學與技術. 2013(01)
[7]中高溫儲熱材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛志偉,葉鋒,Mathieu Lasfargues,楊軍,丁玉龍. 儲能科學與技術. 2012(02)
[8]物理相變儲能技術在通信基站中的應用研究[J]. 李毅,劉小湘. 建筑熱能通風空調(diào). 2012(05)
[9]儲能技術發(fā)展概況研究[J]. 陳玉和. 能源研究與信息. 2012(03)
[10]我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 李春曦,王佳,葉學民,喻橋. 電力科學與工程. 2012(04)
博士論文
[1]2030年我國新能源發(fā)展優(yōu)先序列研究[D]. 邢萬里.中國地質(zhì)大學(北京) 2015
[2]促進我國清潔能源發(fā)展的財稅政策研究[D]. 馬杰.中國地質(zhì)大學(北京) 2015
[3]相變材料蓄放熱機理及其基站冷卻的能效研究[D]. 孫小琴.湖南大學 2014
[4]新時期國家能源發(fā)展戰(zhàn)略問題研究[D]. 李文華.南開大學 2013
碩士論文
[1]導熱增強型定形相變材料的研制及其在建筑儲能中的應用[D]. 張榮明.中國科學技術大學 2011
[2]寒冷地區(qū)相變儲能房間熱集成技術與熱設計方法研究[D]. 黃凱良.沈陽建筑大學 2011
本文編號:2943314
【文章來源】:青島科技大學山東省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
1 緒論
1.1 課題研究背景
1.1.1 我國建筑能耗問題
1.1.2 我國電力發(fā)展不均及峰谷差問題
1.1.3 低溫地板輻射供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜問題
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 相變儲熱與相變材料
1.2.2 相變儲能房間發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.3 提高相變材料導熱系數(shù)的措施
1.2.4 相變儲能地板輻射采暖系統(tǒng)
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 導熱強化型定形相變材料的制備與熱物性分析
2.1 建筑用定形相變材料的制備
2.1.1 石蠟相變溫度調(diào)節(jié)
2.1.2 相變材料的定形
2.2 定形相變材料的導熱強化
2.2.1 實驗過程及試樣制備
2.2.2 實驗樣品熱物性分析
2.3 本章小結(jié)
3 相變儲能地板熱特性研究
3.1 低溫熱水-相變儲能地板熱特性規(guī)律
3.1.1 幾何模型和求解設置
3.1.2 蓄熱期間相變儲能地板熱特性
3.1.3 放熱期間相變儲能地板熱特性
3.2 電熱膜-相變儲能地板熱特性規(guī)律
3.2.1 幾何模型和求解設置
3.2.2 蓄熱期間相變儲能地板熱特性
3.2.3 放熱期間相變儲能地板熱特性
3.3 本章小結(jié)
4 相變儲能房間熱特性的多傳熱方式耦合分析
4.1 研究對象
4.2 邊界條件和數(shù)值計算方法
4.3 不同因素對儲能房間熱特性的影響
4.3.1 相變材料的導熱系數(shù)
4.3.2 相變材料層厚度
4.3.3 電熱膜熱流大小
4.3.4 相變材料潛熱
4.4 房間溫度場均勻性
4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與討論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]熱化學蓄熱系統(tǒng)研究進展[J]. 王智輝,漥田光宏,楊希賢,劉學成,何兆紅,大坂侑吾,黃宏宇. 新能源進展. 2015(04)
[2]化學蓄熱材料的開發(fā)與應用研究進展[J]. 楊希賢,漥田光宏,何兆紅,小林敬幸,鄧立生,黃宏宇. 新能源進展. 2014(05)
[3]淺析我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 陳云川. 環(huán)境與生活. 2014(14)
[4]新能源發(fā)展對能源強度和經(jīng)濟增長的影響[J]. 方國昌,田立新,傅敏,孫梅. 系統(tǒng)工程理論與實踐. 2013(11)
[5]太陽房與相變蓄能結(jié)合技術應用研究[J]. 徐小龍,牛潤萍,馮國會,黃凱良. 低溫建筑技術. 2013(04)
[6]儲熱技術基礎(Ⅰ)——儲熱的基本原理及研究新動向[J]. 李永亮,金翼,黃云,葉鋒,汪翔,李大成,王彩霞,丁玉龍. 儲能科學與技術. 2013(01)
[7]中高溫儲熱材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛志偉,葉鋒,Mathieu Lasfargues,楊軍,丁玉龍. 儲能科學與技術. 2012(02)
[8]物理相變儲能技術在通信基站中的應用研究[J]. 李毅,劉小湘. 建筑熱能通風空調(diào). 2012(05)
[9]儲能技術發(fā)展概況研究[J]. 陳玉和. 能源研究與信息. 2012(03)
[10]我國新能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 李春曦,王佳,葉學民,喻橋. 電力科學與工程. 2012(04)
博士論文
[1]2030年我國新能源發(fā)展優(yōu)先序列研究[D]. 邢萬里.中國地質(zhì)大學(北京) 2015
[2]促進我國清潔能源發(fā)展的財稅政策研究[D]. 馬杰.中國地質(zhì)大學(北京) 2015
[3]相變材料蓄放熱機理及其基站冷卻的能效研究[D]. 孫小琴.湖南大學 2014
[4]新時期國家能源發(fā)展戰(zhàn)略問題研究[D]. 李文華.南開大學 2013
碩士論文
[1]導熱增強型定形相變材料的研制及其在建筑儲能中的應用[D]. 張榮明.中國科學技術大學 2011
[2]寒冷地區(qū)相變儲能房間熱集成技術與熱設計方法研究[D]. 黃凱良.沈陽建筑大學 2011
本文編號:2943314
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