夏季相变蓄能建筑热特性及气候适宜性研究

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2、存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要相变蓄能墙体作为一种新型节能围护结构日益成为研究热点。相变材料通过相态变化等温释放的相变潜热将能量存储起来，在需要使用的时候再把热（冷）能通过一定的方式释放，能有效调节建筑热环境及建筑能耗。为了准确研究相变材料在建筑中应用对建筑热特性和能耗的影响，本文主要从实验实测和模型分析两种方法对夏季相变蓄能建筑热特性和气候适宜性开展研究。对两个尺寸、围护

3、结构均相同的相变蓄能房间和普通房间开展三个不同工况的实验测试，测试工况主要分为被动蓄能阶段(自然蓄能阶段)、主动蓄能阶段(夜间通风阶段和空调蓄能阶段)。通过对比两个房间的室内温度、墙体温度、空调耗电量的变化，得出在自然蓄能阶段和夜间通风阶段相变房间室内温度较普通房间分别降低1.21℃、1.02℃，且这两个阶段效果相似。通过空调蓄能阶段得出，空调夜间运行阶段和空调全天运行阶段相变房间日平均节能率分别为4.95%和2.03%。基于实际相变传热过程中的部分相变现象，提出潜热利用率的概念，建立一维显比热容相变墙体传热模型，编写相

4、变蓄能墙体传热模块Type272，建立TRNSYS相变蓄能建筑模型。通过上述不同工况实验数据验证该模型具有良好的适应性，能较为准确地模拟出相变蓄能房间传热特性。最后利用既有TRNSYS相变模型分析相变温度、相变潜热、导热系数对室内热环境的影响，提出相变材料在不同气候区夏季组合优选方案。本研究从实验角度验证了不同蓄能方式下相变材料在建筑中的应用效果，为后人的研究提供了参考。同时提出了一个简便、适用性好的TRNSYS相变蓄能建筑模型，利用该模型能模拟大部分相变蓄能建筑使用情况。利用该模型分析出相变材料热特性对室内热环境的影响

5、，提出了不同气候区相变材料优选方案，为今后相变建筑的设计、相变材料优选提供了工具和工程参考。关键词：相变蓄能相变传热模型TRNSYS气候区分析建筑节能ABSTRACTPhasechangethermalstoragewallsasanewtypeofenergy-savingbuildingenvelopeshasbecameahotresearchtopic.Thephasechangelatentheatreleasedbytheisothermalphasechangeandstoredheat(cold)from

6、indoorenvironment.Thestoredheat(cold)couldbereleasedinsomecertainwaywhenitneedbeused.Throughthisthermaltransfermethod,itimprovesindoorcomfortabledegreeanddecreasesbuildingconsumption.Inordertoanalyzethermalpropertiesandconsumptionofphasechangebuilding,thispaperst

7、udiedthermalpropertiesandclimatesuitabilityofphasechangebuildinginsummerbyexperimentandtheory.Threedifferentcontrastexperimentsbetweenphasechangeroom(PCMroom)andordinaryroomwithsamedimensionsandbuildingenvelopeweredeveloped.Threeexperimentscanbedividedaspassiveth

8、ermalstoragephase(naturalthermalstoragephase)andactivethermalstoragephase(nightventilationphaseandairconditioningthermalstoragephase).Comparedindoortemperature