雙層相變蓄能地板輻射供冷-暖系統(tǒng)及其熱性能研究.pdf

1、隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的舒適度也逐漸提高，這就造成了建筑能耗逐年增長(zhǎng)，而在建筑能耗中所占比例最大的就是采暖空調(diào)能耗。目前日益發(fā)展成熟的輻射供冷暖方式具有明顯的舒適節(jié)能衛(wèi)生等優(yōu)勢(shì)深入人心。同時(shí)，國(guó)家為了調(diào)節(jié)電力消耗的不均衡性實(shí)行了峰谷電價(jià)政策，鼓勵(lì)居民使用夜間低谷電，從而減小電網(wǎng)峰谷差。鑒于上述背景，將相變蓄能技術(shù)與輻射末端相結(jié)合，來(lái)達(dá)到利用相變材料的高儲(chǔ)熱密度在夜間蓄能白天釋能來(lái)滿足室內(nèi)熱環(huán)境要求的目的。
　　本

2、文首先將相變蓄能技術(shù)與已經(jīng)發(fā)展成熟的輻射采暖地板和輻射供冷吊頂相結(jié)合，選擇合適的相變材料添加在地板中構(gòu)成相變蓄能采暖地板，添加在吊頂中構(gòu)成相變蓄能供冷吊頂。對(duì)所構(gòu)建的相變末端物理模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化假設(shè)，建立二維非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)學(xué)模型。利用fluent軟件對(duì)相變蓄能采暖地板冬季采暖工況和相變蓄能供冷吊頂夏季供冷工況進(jìn)行模擬。結(jié)果表明將相變材料添加在輻射末端之中可以達(dá)到夜間低價(jià)電蓄能8小時(shí)，白天釋能來(lái)滿足室內(nèi)熱環(huán)境要求的目的。兩種末端結(jié)構(gòu)在各自

3、工況下的釋能階段輻射表面溫度均保持穩(wěn)定狀態(tài)，溫度波動(dòng)很小，可以提高室內(nèi)熱舒適度。
　　鑒于上述兩套裝置并用才能滿足冬夏兩季的使用需要，設(shè)計(jì)了冷熱一體化末端結(jié)構(gòu)可以滿足冬夏兩季使用。根據(jù)滿足冬夏需求的兩種相變材料疊放位置不同構(gòu)建了兩種雙層相變蓄能地板結(jié)構(gòu)，即冷上熱下雙層相變蓄能地板和熱上冷下雙層相變蓄能地板，分別對(duì)該兩種結(jié)構(gòu)的冬季供暖工況和夏季供冷工況進(jìn)行了模擬分析，結(jié)果表明相應(yīng)工況的相變材料放在上層有利于該工況蓄釋能過程的進(jìn)行。并

4、與單一功能相變蓄能末端的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，冬季供暖工況性能最優(yōu)的是熱上冷下雙層相變蓄能地板，放熱過程中，地板表面溫度基本維持在27℃左右，地板表面熱流密度約為75 W/m2，夏季供冷工況性能最優(yōu)的是相變蓄能供冷吊頂，放冷過程中輻射表面溫度為20℃左右，表面熱流為55 W/m2以上。同時(shí)滿足冬季供暖需求和夏季供冷需求性能最優(yōu)的相變蓄能采暖地板和相變蓄能供冷吊頂相結(jié)合使用。就兩種冷熱一體化末端裝置而言，蓄冷層放在下面，蓄冷相變過程很快，且冷

5、量蓄存在其中難以釋放，放冷過程中地板表面溫度一直在25℃，供冷效果不好。相對(duì)而言，冷上熱下雙層相變蓄能地板是更為合適的冷熱一體化末端形式，對(duì)于其供熱的不足之處可以通過提高水溫等措施加以改善。
　　搭建了上述兩種結(jié)構(gòu)的雙層相變蓄能地板實(shí)驗(yàn)房間A（冷上熱下）和B（熱上冷下），對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)房間均進(jìn)行了冬季供暖實(shí)驗(yàn)和夏季供冷實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)測(cè)試了地板結(jié)構(gòu)層內(nèi)部溫度和房間內(nèi)縱向溫度變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明相應(yīng)工況的相變材料位于上層時(shí)該工況的效果較好，與模