夏季工况下相变墙房间空调蓄冷的热性能实验正文

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1、夏季工况下相变墙房间空调蓄冷的热性能实验*基金项目：建设部科技攻关项目，辽宁省教育厅科技攻关项目，国家外国专家局项目，北京市重点实验室基金联合资助。冯国会1，陈旭东1,郭慧宇1，李慧星1（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）摘要：通过进行普通墙房间和相变墙房间室内热性能参数的实测分析，进而得到在夏季空调工况下相变储能墙板对室内温度变化的影响情况。构建相变墙和普通墙实验测试房间，利用户式空调蓄冷，以温度、热流巡检装置对实验房间的温度场和热流变化进行测试。通过普通墙房间和相变墙房间对夏季工况下室内热性能参数的

2、实测分析，得到相变墙房间的室内温度要比普通墙房间的室内温度低1-2℃，同时相变墙可以削减热流4.6W/m2。在建筑围护结构中，加入相变储能构建，具有降低室内温度，提高房间的热舒适性的作用，同时还能降低空调设备的开启频率，减少设备初投资和运行费用；对电力的“移峰填谷”起到一定作用。关键词：相变墙房间；室内温度；空调蓄冷。随着人们生活水平的提高，人们对室内的环境的舒适度要求也愈来愈高，空调的普及程度逐渐提高，导致电力需求快速增加，建筑能耗也随之增高，造成能源消耗过快。而在建筑围护结构中相变储能构件的应用，不但可以改善室内的热环

3、境同时能够合理利用电力资源，队缓解电力供应紧张的起到积极作用。相变墙体是美国80年代中期开始研究的一种建筑围护结构[1],是含有相变建筑材料的墙体.这种墙体可以在电力低谷时将能量储存在墙板上，而在电力高峰时，关闭空调使用储存的能量，以此来提高建筑节能效果.许多研究人员对相变储能建筑作了大量研究，美国的Dayton大学的J.Kellykissock(1998)等人用十八烷作相变材料，通过浸泡法作相变墙板，建了一个带有相变墙板的实验房和一个带有普通墙板的实验房作比较试验。试验表明相变墙板能明显地使房间内的温度更平稳，同时也证明

4、了在实际的建筑物中，相变墙板能提高舒适性、削减高峰负荷并且转移负荷[2、3]。加拿大的Concordia大学建筑研究中心用49%的丁基硬酯酸盐和48%的丁基棕榈酸盐的混合物作相变材料，采用掺混法与灰泥砂浆混合，然后再按工艺要求制备出相变墙板，并对相变墙板的熔点、凝固点、导热系数等方面进行了实验测试，得出结论：通过此种方法制备的相变墙板比相应的普通墙板的贮热能力增加10倍[4、5]。Khudhair等人利用石蜡和石膏板，制得PCM含量为24%的相变墙板，实验表明石蜡在墙板中即无移动现象，也无明显的蓄热能力得退化[6]。本文通

5、过普通墙房间和相变墙房间对夏季工况下室内热性能参数的实验测试，并结合相关的理论和实验研究[7、8]，分析相变墙对改善室内热环境，减少建筑能耗方面的影响。1实验房间构建1.1实验地点实验地点位于沈阳市，北纬41.8度，东经123.4度，属于我国东北地区。全年四季分明，属北温带大陆性季风气候。选取夏季平均气温最高的七、八月份作为实验时间。实验房间建立在沈阳建筑大学人工环境与节能实验室内，房间尺寸4.3m×3m×长沙索拓电子技术有限公司——暖通自控第一站--索拓网！专注于解决中央空调自控和供热采暖自控方案2.8m，南墙与室外直接

6、接触，上午10时以后能被太阳照射，有一南窗，尺寸为1.5m×1.5m。房间上部为一顶棚。房间的门安置于北墙，尺寸为1m×2m。室内地面标高士0.000m。外墙和承重墙为370mm厚，室内非承重砖墙240mm厚。棚顶由保温吸声板加150mm厚玻璃棉构成。房门为普通夹层木质门。窗体为单框双玻白色塑钢窗，玻璃采用普通净白玻璃。实验中用到的相变墙板是利用直接浸泡法制得。相变材料为酯酸类混合物，墙体基材为石膏板。制得的相变墙板的相变温度范围为18-24℃[9]，即相变墙房间内温度高于相变温度范围时相变墙板就成为了一个蓄热体，吸收房间

7、多余的热量，当室内温度低于相变温度，相变墙板释放多余的热量，蓄存冷量，可以作为用于夏季降低室温的辅助设备。1.2实验测试设备实验测试中所用到的设备有热电偶、板式热流计、巡检仪、户式空调、鲁班测试软件。热电偶为PT100铂－铜热电偶，精度能达到0.5℃，在恒温水浴或恒温油浴中标定热电偶。实验中是通过分别将热电偶浸泡在冰水池和开水池中来标定0℃和100℃。板式热流计由北京博通世纪建材有限公司生产，输出的是mv电量，通过厂家给定的系数11.63Ｗ／ｍ２•ｍV转化为热流。本实验选用由香港昌晖自动化系统有限公司生产的巡检仪，由巡检仪

8、表和四个输入信号接线盒构成，每个信号接线盒构16路。其中，接线盒1的前4路连接热流计，其它60路连接温度传感器—热电偶。SWP-LCD-SSR-M智能化64路巡检仪是一种智能化多功能二次仪表，适合于对多输入回路进行巡回检测，报警控制及数据远传。鲁班工控组态软件是运行于中文Windows9x/NT环境下，