文档介绍：中国图书分类号:TK02
国际图书分类号:
工学博士学位论文
相变墙板热特性及相变墙房间
蓄换热规律研究
博士研究生: 冯国会
导师:高甫生教授
申请学位:工学博士
学科、专业: 供热、供燃气、通风及空调工程
所在单位:市政环境工程学院
答辩日期:2007 年 1 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:TK02
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Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering
RESEARCH ON THERMAL
CHARACTERISTIC OF PHASE-CHANGE
WALLBOARD AND STORAGE
EXCHANGE HEATING REGULARITY OF
PHASE-CHANGE WALLBOARD ROOM
Candidate: Feng Guohui
Supervisor: Prof. Gao Fusheng
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Specialty: Heating Ventilating & Air Conditioning
Affiliation: School of Municipal & Environmental
Engineering
Date of Defence: January , 2007
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
摘要
摘要
相变储能技术在建筑节能和暖通空调领域中的应用已经成为国际上的研
究热点。目前,我国建筑能耗已经占总能耗的 30%左右,能源问题已经成为
关系到国家安全的重大问题。
相变墙板就是在普通墙板中加入相变储能材料,充分利用相变材料的潜
热,当其中的相变材料吸收热量时,相变材料就会熔化,而当其中的相变材
料凝固时,它又能把能量释放出来。在建筑围护结构中加入相变储能墙板等
基本构件,不仅能够实现对空调和采暖的负荷的削峰和移峰,同时提供了一
种提高建筑物舒适度、降低能耗、利用自然能、改善建筑环境的有效途径。
另外在电力分时计价的政策推进下,相变储能墙板和夜间通风、电采暖和空
调蓄冷相结合,不仅能实现电力的“移峰填谷”、提高电厂和电网的运行效率、
降低供电设备投资、缓解高峰负荷时的供电紧张形势,还能节约用户运行费
用、降低采暖空调系统的投资,产生明显的经济效益和社会效益。
论文在系统、全面地分析了相变储能材料热性能的基础上,利用差式量
热扫描仪等测试手段,优选出癸酸和月桂酸的低共熔物作为应用于相变墙板
的相变材料,选择普通石膏板为建筑基材,确定了相变墙中相变材料的最佳
混合比。使用浸泡法制备出相变储能墙板,并对其耐久性及与建筑材料的相
容性进行了测试和分析,同时根据所选相变材料的特性,对相变墙板的使用
性能进行了系统优化分析,提出了相变墙的热设计原则。
作者首次在国内建立相变墙房间,将相变墙房间与暖通空调系统相结合,
形成新的节能系统,达到节能的目的。建立相变墙房间和试验测试系统,对
夜间通风、夏季空调、冬季供暖等不同工况下相变墙房间的蓄换热性能和规
律进行了全过程的的研究与实测分析,得到了相变墙房间蓄换热性能的一般
规律。
论文利用系统辨识理论对相变墙房间动态热特性进行分析研究,从而得
到相变墙房间的一般传热规律和影响蓄换热的因素;提出忽略相变材料传热
过程情况下,以系统响应、传递特性为基础,建立相变墙房间外扰动态响应
过程模型,应用 Matlab 软件对实验数据进行拟合分析,得出基于相变墙围护
结构的室内外温度之间的拟合关系式。
论文提出了将相变储能构件应用于相变墙房间,利用自然能和峰谷电对
建筑物蓄热蓄冷的构想。研究表明,相变墙房间在冬季电采暖、夏季空调、
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哈尔滨工业大学工学博士学位论文
夜间通风等工况下,能有效地利用分时计价的政策,进行储热和蓄冷,可以
转移部分峰值负荷,实现了部分“移峰填谷”的效果。
论文成果为相变储能理论与技术在暖通空调领域的应用,奠定了基础。
关键词相变墙板;相变墙房间;相变储能;热特性;蓄换热规律
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