196-相变特朗贝墙的热特性研究.pdfVIP

相变特朗贝墙的热特性研究 * 华中科技大学 李珊珊 朱娜 胡平放 雷飞 邓仁洁 摘要：为了改善特朗贝墙的性能并实现其全年适用性，本文提出把双层相变墙体应用于 特朗贝墙中并称之为相变特朗贝墙。本文对相变特朗贝墙在武汉地区某房间的冬、夏季运行 工况进行了模拟。结果显示：在夏季，相变特朗贝墙可以改善特朗贝墙带来的室内过热状况； 在冬季，相变特朗贝墙可以在提高室内温度的基础上，降低室内温度波动。因此，与传统特 朗贝墙相比，相变特朗贝墙可以在全年改善室内热环境，提高室内热舒适性。 关键词：相变特朗贝墙；室内热环境；热舒适 Abstract: In order to improve the thermal performance of Trombe wall and make its active in a whole year, this paper proposed a novel Trombe wall integrated with double layers phase change material (PCM) named PCM Trombe wall. This paper studied the thermal performance of PCM Trombe wall numerically in winter and summer in Wuhan. The results showed that the PCM Trombe wall can improve indoor overheating in summer, and reduce indoor temperature fluctuations in winter. Therefore, the PCM Trombe wall can improve indoor thermal comfort and reduce cooling/heating load in the whole year compared with the traditional Trombe wall. Keywords: PCM Trombe wall; thermal performance; indoor thermal comfort 1 引言 经济的发展与能源消耗密不可分，随着经济水平的提高，必将需要更多的能源作为支撑。 随着经济水平的不断提高，能源消耗水平也迅速提高。同时，由于能源消耗而带来的环境污 染问题也日益严重。在能源与环境的双重影响下，建筑节能技术日益受到关注，其中被动式 太阳能墙体[1]如特朗贝墙等由于其良好的节能效果得到了关注。由于特朗贝墙在节能方面有 很大的潜力，因此特朗贝墙的热特性、节能潜力、热舒适性等得到了广泛地研究。 特朗贝墙的作用与其中蓄热墙的蓄热性能密切相关，现有研究[2, 3]表明特朗贝墙在冬季 可以很好的发挥作用，减少供热能耗，但是夏季会带来过热的情况。由于相变材料具有蓄热 能力强、性能稳定的良好性能[4, 5] ，国外很早已经有人提出把相变材料用于特朗贝墙中以提 高特朗贝墙的性能。 Khalifa 等人[6] 在被动式太阳能利用中加入蓄热材料，通过数值计算的方法，比较了三 种不同材料：混凝土、无机盐、石蜡的作用。结果表明8cm 厚的无机盐蓄热墙体可以减少 房间温度波动，保持房间的热舒适性。 Fiorito 等人[7] 通过实验的方法，在特朗贝墙中使用了相变材料。使用石蜡作为相变材料， 放入铝做的容器中。结果表明在冬季作用明显，明显提高室内温度，但是由于相变材料只有 一个相变温度，在夏季相变材料不能发挥作用，夏季仍然采取外遮阳的方式来降低室内温度。 国内对于相变材料在特朗贝墙中的应用也有了相应研究。吴彦廷等[8, 9] 应用CFD 软件 包Fluent 建立一套二维模型，研究了冬季工况下，空气通道宽度、相变材料属性、通道开 口的开关控制策略等因素对太阳能相变蓄热集热墙系统热特性的影响。结果表明，计算工况 李珊珊，女，1993 年7 月生，硕士研究生，通讯地址：湖北省武汉市珞喻路1037 号华中科技大学环境科 学与工程学院，430074，电邮箱957631656@,河南省洛阳市人，就读于华中科技大 学，研究方向：建筑节能。 下当空气通道宽度为13cm 时，系统的平均供热量最高。 刘鑫等[1