相变围护结构热性能评价方法和影响因素研究

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1、第33卷第10期可再生能源Vol.33No.102015年10月RenewableEnergyResourcesOct.2015相变围护结构热性能评价方法和影响因素研究12孟二林，于航（1.苏州科技学院市政工程系，江苏苏州215009；2.同济大学暖通空调与燃气研究所，上海201804）摘要：为了揭示相变围护结构内、外表面的传热机理，文章针对夏季相变围护结构的两种不同传热过程，提出了“隔热因子”和“吸热因子”两个评价指标用于评价其传热性能，并利用热阻法建立了两种传热情况下的传热方程，对两个评价指标进行了理论求解；最后对影响两个评价指标的各个因素进行了单因素分析，得出不同因

2、素对评价指标影响的规律。该研究可以为相变围护结构的参数选择提供理论依据和技术支持。关键词：相变围护结构；热阻法；隔热因子；吸热因子；参数选择中图分类号：TU832.1文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）10-1523-06DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.10.015[11]0引言度应该接近室内空气温度。PeippoK以相变围用相变储能建筑材料构筑建筑围护结构，可护结构吸热量为评价指标，提出相变温度应该比[12]以增加围护结构的热惰性，提高蓄热能力，降低室室内空气温度高3℃。ZhangYP通过文献综述内温度波动幅度，

3、提高室内环境舒适度，现已成为的方式得出相变材料的相变温度应该接近室内空[1]~[3][4]国内外研究的热点。气温度。ZhangYP认为在相变围护结构的应用中，相从以上研究可以看出，相变围护结构性能评[4]变材料参数的选择至关重要。ArnaultA认为在价指标的建立是其设计和应用的关键环节。本文选择相变围护结构的参数时，其性能评价指标的从相变围护结构的传热特性角度出发，提出用于建立非常重要，有时会直接影响最佳相变参数的评价相变围护结构不同传热性能的指标，并基于[5]选择。KooJ以围护结构蓄热量为评价指标，得此评价指标得出设计相变围护结构时选择参数的出相变材料的相变温度应该

4、接近室内空气温度，方法。[6]相变区间应该比较小的结论。JinX以室内温度1传热性能评价指标的建立及地板表面热流密度的波动为评价指标，研究了在以往的相变围护结构传热理论模型中一般双层相变材料应用于地板辐射系统时相变参数的都假设墙体由内到外都是由相变材料构成，而相选择，指出最佳相变温度与相变材料层在地板中变围护结构在实际应用中多是以多层的形式存在[7]的位置有关。ZhangYP以围护结构内表面热流的，即相变层的内表面或者外表面或者内外表面修正因子以及穿透时间为评价指标，指出对于外同时布置了一层普通的建筑材料。由于普通建筑墙中的相变材料应增大其相变潜热，减小其导热材料的热容与

5、相变材料相比较小，因此，在理论建[8]系数。JiangF以室内空气温度不低于舒适温度模时忽略普通建筑材料的热容，将其近似为一层下限为评价指标，得出最佳的相变温度应该比舒导热的热阻。[9]适温度下限高1.1～3.3℃的结果。IbanezM以加在夏季条件下，根据室内外温度的不同，相变入相变材料后室内空气温度下降的幅度为评价指围护结构与室内外的传热情况主要可以分为以下标，表明夏季时相变材料应该布置在西墙和屋顶，两种（图1）。图中R1和R2分别为相变层内、外所[10]相变温度应该在25～27.5℃。NeeperDA以室内布置的普通建筑材料的热阻；ξ1为室外侧已经发热负荷为评价指标

6、，研究显示相变材料的相变温生相变的材料厚度，m；qin为围护结构内表面热流收稿日期：2015-04-11。基金项目：先进土木工程材料教育部重点实验室（同济大学）开放基金（201304）。作者简介：孟二林（1982-），男，博士研究生，研究方向为相变储能技术及可再生能源的应用。E-mail：m20_njnu@126.com·1523·可再生能源2015，33（10）热进行求解的过程中做如下假设：①相变材料的显热和潜热都集中于相界面处释放，因此，固相和touttouttin液相的相变材料内部温度分布呈线性；②相界面处的温度始终保持为相变温度；③相变层两边的qoutqinqou

7、tqin普通建材的热容可以忽略，即可以简化成内外的tinR1R2R1R2两层热阻R1和R2。根据以上假设便可以使用热液固液液相固相相相相阻法对相变围护结构的传热过程进行求解。ξ1ξ1ξ2LL相界面处释放出的热量Q为Q=Qlate+Qliq+Qsol（3）（a）隔热过程（b）吸热过程2图1隔热过程和吸热过程示意图式中：Q为相界面处释放的总热量，kJ/m；Qlate为Fig.1Sketchofheatinsulationprocessand2相界面处释放的潜热量，kJ/m；Qliq为液相相变材heatabsorbingproces