相变实验.docVIP

项目名称：相变蓄能墙体在建筑节能中应用的可行性试验研究 一、项目申请理由（包括项目背景及自身具备的知识、素质、能力和已参加过的研究等条件） 项目背景： 建筑耗能在社会总的能源消耗中占有举足轻重的地位，其在发达国家的比例达30%至40%。根据我国住建部必威体育精装版统计显示我国430亿平方米建筑面积中高耗能建筑的比例高达95%。我国住宅类建筑单位面积使用耗能与同等气候条件国家相比要高出2到3倍。所以在节能领域里建筑节能的潜力是相当巨大的。从可持续发展战略出发，研究如何在满足使用者舒适度的前提下，尽可能地提高建筑物对能源的有效利用率，对于当前的能源形势具有重大意义。 建筑运行耗能主要是采暖和空调的耗能，在我国北方城镇采暖耗能占全国城镇建筑总耗能的40%，为建筑能源消耗的最大部分。建筑采暖空调的能耗在很大程度上与建筑围护和气象条件有关。目前我国的建筑围护结构大部分采用轻质材料，热容小，造成室内温度波动大，不仅影响着室内环境的舒适度，而且增大了空调的负荷，造成耗能增大。改进建筑围护结构可改善建筑热性能，是建筑节能的重要途径。相变蓄能材料又叫潜热蓄能材料，它具有很高的蓄热密度、效率高，吸热或放热不影响环境温度变化，应用于围护结构可有效增大房间的热容，同时相变发生在较小的温度范围内，有助于提高热舒适性。 采用相变材料减少建筑耗能对环境的负面影响, 在建筑节能领域提供利用自然能源的新方式相变储能材料在建筑节能中的应用,不但可以有效降低建筑能耗, 同时也为太阳能等低成本清洁能源在供暖、空调系统中的应用创造了条件。相变材料在节能的同时减轻建筑物自重，使墙体变薄节约建筑材料，增加房屋的使用面积。相变蓄能可以转移高峰用电负荷, 在电力上削峰填谷, 缓解建筑物的能量供求在时间和强度上不匹配的矛盾。蓄能系统的发展是解决电力供需时间问题的方法之一, 掺加相变材料的建筑可以将居民空调用电从峰期转移到谷期, 这样峰期供电系统的投资减小, 电能消费者的费用也可以降低。 太阳热能及环境中的热能是一种绿色能源，由于受自然条件及外部环境的影响，其大规模开发利用有很大的技术困难。而相变蓄能材料将外界或体系中的热量以高储能密度的潜热储存方式加以储存，既能将低品位的热能转换成高品位的能源，又具有相变温度可调节和无过冷、相分离等优点，是一类新型的清洁储能材料。相变储热材料用于储热具有环保、高效、节能、安全等多项优势，非常适合于太阳能供暖系统的储热，以替代传统的取暖设备。组合式相变储热单元换热器在实际中已有应用。 自身条件: 我们研究小组共三人，都来自吉林大学建设工程学院2010建筑工程系，均具备必要的实验基础技术，认真细致态度和刻苦钻研的精神，对科学研究和创新有着浓厚的兴趣。在过去的学习中，我们学习了材料力学、房屋建筑学、大学物理和实验、C语言程序设计等基础课程。我们通过各自的努力扎实地掌握了基础知识并取得了骄人的成绩，分别获得校一、二等奖学金和校“优秀学生”、院“优秀干部”等荣誉。小组成员多次参加校办活动具有很强的凝聚力和团队意识。 本小组做了充分的准备，较为系统地阅读了国内外相关参考文献，在此期间对相变材料的配方﹑墙体板材的选择和组合以及太阳能集热等方面进行了认真细致分析，创造性地提出将太阳能集热器与相变墙体相结合来进行建筑节能，并进行了一些分析和计算，我们将会在随后的实验和计算中加以实现。 我们会以饱满的热情、认真的态度投入到科研中。我们会在接下来的研究过程中，不断地思考与创新，充分利用学校现有资源，将项目做好。在老师的悉心指导下，完成我们的研究项目。 二、项目研究内容（目前研究的现状、主要研究内容，重点和难点及可能的创新点，研究思路和方法等） 目前研究的现状 : 目前有机类相变材料是比较成熟的。固-液类相变材料潜热大，价格便宜，也便于商业推广。典型的有机类相变材料有石蜡、酯酸类、高分子化合物等。有机类相变储能材料的优点是：无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐蚀。缺点：导热系数小，密度小，单位体积蓄热能力差。通常为了得到相变温度适当、性能优越的相变材料，需要将几种有相变材料是指在一定的温度范围内可改变物理状态的材料，以环境体系的温度差为推动力，实现储、放热的功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。它具有储能密度大、储能能力强、温度恒定等优点，在建筑节能、电子器件以及智能调温服装等领域得到了广泛的关注。 相变储能材料的建筑节能应用主要包括两大方面：主动式节能、被动式节能。主动式节能是利用人工或自然冷热源储存能量，在需要时再释放能量，以缓解能量供需在时间和空间上的不匹配，达到充分利用廉价能源的目的。被动式节能是通过相变蓄能建筑材料应用于墙体材料和其他建筑构件，利用人工或自然界的冷热源储存能量，能量边储存边释