定形相变材料蓄热地板电采暖系统的热工性能

定形相变材料蓄热地板电采暖系统的热工性能

一、定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能(论文文献综述)

康佳莹[1](2020)在《新型相变蓄热地板采暖模块研发》文中认为全球面临的环境保护和节能减排压力与日俱增,大力发展清洁能源势在必行。近年来,我国北方地区因燃煤供暖造成了严重的环境污染问题,为清洁能源采暖创造了发展空间。东北地区风电资源丰富,为了提高风电的利用率,电供暖逐渐被广泛应用。然而,风电利用面临诸多挑战,直供式电供暖系统因其供热成本高,电网峰谷差较大等原因,在应用技术推广上存在许多困难。将相变蓄热材料和建筑围护结构相结合,开发适用于电采暖的装配式建筑构件,可实现谷电价蓄热,峰电价放热,合理的利用了峰谷电价,提高供热经济性,实现了电网的“削峰填谷”,为清洁能源供暖快速发展创造条件。本研究设计开发了一种新型相变蓄热地板采暖模块,以石蜡微胶囊作为低温相变蓄热材料,将石蜡胶囊化封装并与建筑材料结合,以铝颗粒(铝粉末)为强化传热材料,提高石蜡导热率,利用石膏或水泥砂浆等建筑材料作为基材,加强了结合性,设计与电采暖发热装置结合的相变蓄热电采暖建筑构件模块,利用热特性实验,确定铝颗粒和石蜡微胶囊混合的最佳比例和相变蓄热过程。运用Fluent软件模拟,以相变蓄热层为纯水泥砂浆、石蜡微胶囊/铝颗粒/水泥砂浆、石蜡微胶囊/铝颗粒/石膏三组不同的复合相变模块作对比分析,模拟了石蜡微胶囊的温度随时间变化的过程,蓄放热性能。通过六组样本模块的热特性实验得出测试数据,分析了其蓄放热性能。结合graph prism软件进行数据处理,得出蓄热层内添加42℃石蜡微胶囊/铝颗粒/水泥砂浆为复合相变材料的蓄热放性能最佳,可充分利用夜间的谷时电价蓄存热量,满足日间采暖需求。通过复合相变蓄热材料建筑构件与电采暖装置的结合,有效利用富裕的风电和峰谷电价差,实现经济供热需求,降低了电供暖成本,为清洁能源供热发展和节能减排提供技术支撑,为我国清洁能源供暖未来发展创造条件。

何秀义[2](2020)在《管内封装相变蓄热单元设计及电蓄热装置模拟研究》文中研究指明电能作为一种清洁能源,在解决环境污染以及能源梯级利用等方面表现出独特优势。对于传统电采暖方式存在的高能低用的问题,相变蓄热技术很好的弥补了这一缺陷。在国家政策的有力引导下,深入研究相变储能技术,将电采暖与相变储能技术有机结合,开发应用相变蓄热电采暖技术及产品,不仅能够满足供暖需求,而且也能对电网负荷起到“削峰填谷”的作用,缓解电网压力。相变蓄热式电采暖在电力调峰和供暖方面表现出的独特优势,使其逐渐成为研究热点之一。本课题以Ba(OH)2·8H2O为相变蓄热材料,构建了一种基于管内封装相变材料的蓄热单元,可以与建筑围护结构结合,敷设与墙上,既适用于既有建筑的供暖改造,也顺应新建建筑、特别是装配式建筑的发展局势;也可用于蓄热器内部,集成生产相变蓄热电采暖装置。首先,搭建了相变蓄热单元的实验测试平台,对蓄热单元的蓄放热性能进行了实验测试。实验结果表明,整个蓄热过程用时900s,蓄热过程开始150s后,蓄热单元内相变材料的温度达到相变温度(351K),此后的450s内蓄热单元持续吸热,但是温度基本保持不变,是蓄热单元的相变潜热蓄热阶段,占整个蓄热过程用时的50%;相较于蓄热过程,在放热过程阶段,材料开始凝固的温度要略低于351K,整个过程持续约2000s。其次,基于相变传热理论,利用焓法建立了蓄热单元的物理模型,通过CFD软件对材料的蓄放热过程进行数值计算,并将模拟结果与实验数据进行对比,验证了所建立采用模型的准确性。在此基础上,模拟分析了蓄热单元内不同位置相变材料在蓄放热过程中的温度的变化规律,并进一步分析蓄热单元蓄放热特性的影响因素。模拟结果表明,蓄热单元在轴向和径向上各点的温度变化趋势基本相同;在填充率和管径一定时,对比考虑自然对流与忽略自然对流两种工况,在前200s内,材料处于固相区,两曲线基本重合,自然对流的影响甚小;考虑自然对流时,蓄热时间明显缩短,为1500s,而忽略自然对流的工况在1500s时仍处于潜热蓄热阶段,与实验结果相悖,因此自然对流的影响不可忽视;相变材料的填充率以及蓄热单元的管径都与单个蓄热单元的蓄热能力密切相关,当蓄热单元管径一定,填充率分别为70%、80%、90%时,材料区域平均温度达到相变温度分别用时180s、205s、220s,潜热蓄热过程持续时间分别为450s、650s、770s,可以看出,随着填充率的增加,蓄热单元的蓄热时间明显延长;当材料填充率一定,蓄热单元管径分别为20mm、30mm、40mm时,材料区域平均温度达到相变温度分别用时180s、270s、440s,蓄热过程持续时间分别为900s、1450s、2300s,可以看出,随着管径的增大,蓄热单元的蓄热时间明显延长。因此,在蓄热单元的长度确定以后,填充率越大,管径越大,蓄热单元蓄热量越大,但是蓄热时间也会明显延长,需要综合考虑。最后,结合电采暖方式,将管内封装相变蓄热单元应用到蓄热装置中,形成电相变蓄热装置,并对该装置进行了蓄热能力的设计计算及结构的初步设计。并对电相变蓄热装置建立了三维物理模型,模拟分析其整体蓄放热特性。模拟结果显示,从温度场分布来看,靠近电加热元件的位置的蓄热单元温度率先升高,内填相变材料熔化吸热,由于温差的存在,空气在管壁间形成较强的自然对流,从而使得外围的蓄热单元也逐渐吸热升温,随着相变材料液相占比越来越大,蓄热装置内的温度场将逐渐均匀,待整个蓄热过程完成以后,蓄热装置内的温度热源壁面温度接近,达到动态平衡;装置的蓄热过程持续约30000s,其中潜热蓄热过程约12000s,占整个蓄热过程的40%。放热过程中,相较于中间部分的蓄热单元,靠近装置外壁面的蓄热单元降温速率较快,这是因为外围的蓄热单元与环境的温差大,随着放热过程的推进,相变材料逐渐放热凝固,蓄热装置内的温度趋于均匀,最终与环境达到热平衡,放热过程持续约20000s,其中潜热放热阶段占比60%。本文的研究揭示了相变蓄热单元的蓄放热特性及其影响因素,在此基础上,将该蓄热单元应用到电蓄热装置中,并模拟分析了电相变蓄热装置的整体蓄放热特性。研究成果可为相变蓄热电采暖的应用提供理论依据和参考。

杨晓宇[3](2020)在《村镇居住建筑相变蓄能地板间歇辐射供暖研究》文中研究指明我国北方村镇出于经济和生活习惯的考量,住居建筑很多仍以烧煤炭作为供暖方式,舒适性差,污染环境。近年来北方地区大力推进村镇建筑清洁供暖发展,探索煤改清洁能源供热的有效路径。我国电力供应充足,但昼夜用电负荷不均衡问题较为严重,为缓解这一问题,推行了峰谷电价差、国家补贴电价等政策。为此本文基于我国能源和村镇供暖现状,围绕相变材料蓄(电)热地板辐射供暖系统展开研究,提出了用相变材料组合地板蓄低谷电能辐射供暖方式,为提升村镇清洁供暖品质,降低供暖费用及电力削峰填谷提供新方案。首先选取了研究对象,建立了地板辐射传热模型,进行了数值分析。选取北方村镇一典型房间作为研究对象,建立了外墙、屋顶、相变蓄能地板等房间的数学模型,利用Matlab进行了编程计算,对电加热—相变蓄能地板供暖房间的热性能进行了模拟研究。接着对多种工况模拟结果进行了归纳分析。在间歇运行8 h工况下,从地板表面温度、室内温度以及蓄能比对房间热性能进行了分析,初步结果表明:相变蓄能地板在夜间间歇运行供暖是可行的。夜间22点到早6点运行相变蓄能地板,其余时间关闭,可以满足白天的供暖需求,且有较好的舒适度。随后对影响相变蓄能地板供暖房间热性能的因素进行了分析。利用PMV、PPD、运行费用等指标来评价三种运行方式的优劣。得出了如下结论:(1)相对加热功率比对相变蓄能地板性能影响最大,不同的间歇运行时间,有不同的较优的相对加热功率比。(2)相变材料层较优厚度与间歇运行时间有关,随着间歇运行时间的延长,需要保持室温稳定的相变材料层的厚度也会随之增加。(3)随着相变材料热导率的提高,室内平均温度也随之升高,但室内温度波动加剧,地板蓄能比降低。(4)随着相变温度的提高,地板表面平均温度及室内平均温度也随之升高,地板蓄能比先升高,后降低。(5)相变潜热加大,室温变低、地板蓄能比增大,但随着相变潜热的持续增大,这些变化幅度趋缓。(6)地板装饰层的毕渥数(Bi)会影响地板表面温度及室内温度的波动性,Bi越高,室内温度波动性越大。除Bi外,地板覆盖层选择需要根据实际工况等综合考虑。

田梽君[4](2020)在《太阳能相变套管地板蓄放热特性及优化设计研究》文中研究指明低温地板辐射供暖是利用低品位太阳能满足建筑供暖需求的有效手段。然而太阳能资源具有波动不连续和能流密度低的特点,传统辐射供暖末端中混凝土层的显热蓄热能力难以保障在夜间、阴雨天等不利条件下的室内热环境,成为太阳能地板辐射供暖系统技术发展和推广应用的严峻挑战。因此,亟待通过将低温地板辐射供暖末端与蓄热材料的科学结合,对太阳辐射热能的波动进行有效平抑和能量峰值转移,进而保障太阳能低温地板辐射供暖末端的高效平稳运行。本研究针对一种将相变材料填充在供回水盘管和外套管之间的套管型地板辐射供暖末端,通过末端的理论分析,建立了供回水盘管内热水、套管内相变材料、末端混凝土的传热控制方程,甄别了影响相变套管地板蓄放热特性的主要因素;建立了相变套管地板的简化物理模型,明确了相变套管地板各表面的边界条件,并通过实验验证了模拟计算的正确性;基于该模型分析了相变套管地板传热规律;提出了相变套管地板相变材料潜热量、混凝土显热量的设计策略,为太阳能相变套管地板结构设计与优化奠定了理论基础。主要研究结论如下:影响相变套管地板热特性的主要影响因素包含相变材料热物理参数及套管结构参数。增大相变材料热导率、增大相变材料熔化温度会升高、降低混凝土层表面的温度波幅,但当热导率大于0.3 W/(m?K)或熔化温度大于303K时作用效果不再显着;相变材料熔化温度应与太阳能热水波动匹配,对比其他熔化温度,当熔化温度为293K时,混凝土层表面具有较低的温度波幅和较高平均温度;在相同的外套管管径下,供回水盘管管径的增加会削弱整个末端的潜热蓄热能力,并一定程度上增强热源对地板的输热能力。当供回水盘管管径大于35mm后,套管结构的蓄热能力出现明显劣化;适当增加外套管管径会提升相变套管地板的蓄热能力,当外套管管径为40mm时,存在混凝土层表面平均温度的局部高点(296K)。通过综合分析相变材料热物理参数及套管结构参数,对相变套管地板热特性的影响,以平衡混凝土层表面的平均温度与温度波幅为目的,得出了相变材料潜热及混凝土厚度的优化设置策略。在填充相同体积的相变材料时,供回水盘管与套管管径比大的填充策略,相比于小管径比的填充策略混凝土层表面温度波幅差异可达12.3K;潜热材料体积与显热材料体积的合适配比,可以协调潜热显热蓄热材料的蓄放热规律。相比于其他体积配比,混凝土体积约为相变材料体积的1.6倍时,可以平衡混凝土层表面温度高低及温度波幅大小;混凝土潜热量的增加会近似线性地降低相变套管地板各项热特性指标,便于工程实践中末端的调整。通过上述理论分析、数值模拟和实验研究,明确了相变材料热物理参数的改变对相变套管地板热特性影响极限,以及套管结构参数的不同组合配比对末端热特性的影响,综合主要影响因素的参数研究,得到了相同与不同体积相变材料及混凝土层厚度的设置策略。最后对相变套管地板实际应用中相变材料的选型、套管结构的配比及填充调控策略给出了参考。

乐乐[5](2019)在《相变材料结合气候适应性设计策略在厦门地区的建筑应用模拟研究》文中指出建筑行业所需的能源供给在我国总能耗中所占的比例相当大,建筑节能日益成为人们建设社会过程中的共识。本文主要利用模拟的方法,从能耗(节能性)和温度(热舒适性)两个层面,研究相变材料结合气候适应性设计策略应用于厦门地区的改善效果。首先,本文对相变材料的相关基础理论做简单的分析研究,并对大量相变材料的建筑应用研究和实践案例进行系统的类型归纳,主要将其分为应用于建筑围护结构和建筑设备两大类。其次,通过气象数据分析、生物气候图分析、既有建筑的气候适应性设计策略提炼三个层面探索厦门地区建筑适宜的气候适应性设计策略,提出相变材料结合气候适应性设计策略的应用形式。最后,利用DesignBuilder软件对所提出的应用形式进行模拟研究。模拟研究的逻辑顺序依次为:相变屋面/墙体具体构造的确定、夏季制冷能耗对比、温度对比。通过对模拟结果的分析,得出以下结论:在厦门地区,相变屋面中的相变层置于防水层上侧为佳,最佳相变温度为28℃,最佳厚度为30mm,较普通屋面的节能比为2.25%,并且室内最高温度延迟2小时。最适宜的气候适应性设计策略为可变遮阳,夏季制冷节能比达到31.8%,提高约14倍,材料单位面积节能量L达到15.73 KWh/m2。在温度层面,相变屋面结合可变遮阳后的室内最高温度在夏季典型日能够降低1.2℃,日平均温度降低0.84℃。相变墙体中的相变层置于墙体内侧为佳,最佳相变温度为28℃,最佳厚度为30mm,较普通墙体的节能比为2.6%。最适宜的气候适应性设计策略为增加夜间自然通风,夏季制冷能耗节能比为6.7%,提高约3倍,材料单位面积节能量L为5.54 KWh/m2。在温度层面,相变墙体结合夜间自然通风的室内最高温度在夏季典型日能够降低0.31℃,日平均温度降低0.19℃。结论数据表明,相变材料在厦门地区建筑应用的较优形式为相变屋面结合可变遮阳,其次为相变屋面结合固定遮阳,以及相变墙体结合夜间自然通风。

隋学敏,王婕婕,黄立平[6](2019)在《相变蓄能式辐射供冷/暖系统研究现状与展望》文中研究表明阐述了相变蓄能式辐射供冷/暖系统的工作原理,从相变材料的选择和安装位置、系统热性能及间歇运行的应用效果三方面综述了该系统的研究现状及发展动态。总结得出,系统所用相变材料的选择应首要考虑其相变温度,合适的相变温度需要根据辐射末端形式及供冷/热温度来确定;相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能优于显热蓄能系统;间歇运行有效可行,既可将室内热环境控制在人体热舒适性要求范围内,又可大幅度转移电力负荷及降低系统运行费用。指出开发可靠及经济的相变材料封装方式,探寻相变材料最优安装位置,优化末端设计以实现供热供冷一体化,加强实验研究及寻找更加经济节能的调控策略是今后研究发展的方向。

王婕婕[7](2019)在《基于TRNSYS的相变蓄能式地板辐射供冷系统间歇运行特性及系统优化研究》文中研究说明相变蓄能式地板辐射供冷系统是将相变材料添加到地板结构层中构建的一种新型辐射供冷系统。该系统可以利用夜间较为廉价的低谷电对相变材料进行蓄冷,在白天再将此部分蓄存的冷量通过相变过程释放出来供人们生产生活所使用。该系统经济节能,可有效的将白天的负荷转移到夜间来处理,另外,由于相变材料的加入,室内温度更加稳定,人体热舒适性更好。目前,该系统在国内外实际工程中的应用极少。究其原因,在于该系统本身存在一定的复杂性,该系统涉及相变蓄能技术与辐射供冷技术。相变材料相变时的蓄放热过程增加了辐射末端传热过程的复杂性,给系统的优化及运行调控研究带来了一定的困难。鉴于此,本课题以TRNSYS软件为模拟平台,构建了一个位于西安地区的三层办公建筑,在办公建筑内敷设了相变蓄能式地板辐射供冷系统+独立新风的复合式系统。以室内空气温度、平均辐射温度、地板表面热流密度及地板表面温度等为评价指标对该间歇运行工况下室内热环境进行了评价分析。另外,从相变材料的设计优化及辐射末端的优化设计两方面对该系统进行优化研究。研究得出的主要研究结论如下:(1)夜晚间歇运行6小时,办公建筑第二天白天的室内空气全天温度不超过26℃,地板表面不结露,相变蓄能式地板供冷系统的间歇运行是可行的,可以满足人体热舒适性及规范要求。(2)相变材料层厚度的优化与间歇运行时间有关,间歇运行时长越长,可使室温稳定的相变材料层的厚度也在增加。(3)相变材料层位于供水埋管上方时,白天房间温度更稳定、波动性更小,且蓄能比更大。其性能优于相变材料层位于埋管下方的安装方式。(4)相变潜热越大,室温越低、白天地板的热流密度及蓄能比越大,但其变化幅度越来越不明显。相变潜热的优化研究表明设计中不能一味追求潜热值大的相变材料,要根据具体工况来选择。(5)地板覆盖层导热性越高,导热系数越高使得室温越低且白天室温的波动性较小,地板表面热流密度越大,但蓄能比却略微减小。地板覆盖层导热系数的优化并不是追求高导热性的地板覆盖层材料,而是需要根据实际工况来综合考虑。(6)埋管管间距越大,室内温度越高且地板表面热流密度越小,但管间距越小,会使蓄能比略微减小,所以要根据实际工况来选择合适的管间距。

祝艺丹[8](2018)在《相变蓄热电采暖建筑结构热特性分析及研究》文中指出“能源革命”、“低碳能源”、“清洁供暖”已经成为国家能源战略的重要组成部分,推动能源体系革命性变革,是我国能源战略的重要取向。近年来,为了解决北方采暖地区燃煤采暖造成的环境污染问题,清洁能源电采暖的发展受到广泛关注。北方采暖地区传统的热电联产供暖方式阻碍了清洁风电的发展,造成严重的“弃风”现象,蓄热式电采暖既可满足采暖需求,又能较好响应风电。因此,风电供暖是解决三北冬季弃风的合理措施之一。作为建筑主体的围护结构,面积大,其隔热蓄热性能直接关系到建筑节能和直供式电采暖系统的经济性。利用“峰谷电价”等电采暖政策和建筑围护结构大面积蓄热的有利条件,开发相变蓄热材料和建筑围护结构相结合的“相变蓄热电采暖建筑结构”,将会有力推动“建筑工业化”、“电采暖”等相关技术的普及和发展。本文开发了一种相变蓄热材料结合电采暖的装配式建筑围护结构。通过对相变蓄热材料的热特性测试与分析,选取了石蜡微胶囊为相变蓄热主体,以微胶囊结构对石蜡进行封装,克服了低温相变时液相石蜡泄漏的问题;选取泡沫铜作为强化传热的支撑结构,加强了蓄热结构的传热性能和结构强度,在蓄热同时不降低其供热性能。在理论分析的基础上,运用Fluent软件模拟了蓄热层为纯石蜡微胶囊、蓄热层为泡沫金属铜/石蜡微胶囊复合相变材料的蓄热过程,做为对比实验的参考和依据;以单一石蜡微胶囊为相变蓄热材料、孔隙率分别为95%、90%泡沫铜/石蜡微胶囊复合相变材料三种结构样本进行蓄放热过程对比实验,采集了温度变化数据,推算了三种样本的蓄热放热性能。通过样品热特性实验数据及Origin直观图分析得到了“相变蓄热电采暖结构”总体热特性指标。其结果说明,结合建筑热负荷周期变化规律和峰谷电价差,利用夜间低谷电价可同时进行供热和蓄热,其蓄热量可以满足白天供暖的热量需要;通过SPSS统计学配对T检验对温度数据进行统计学分析,得到蓄热层添加孔隙率95%泡沫铜/石蜡微胶囊复合相变材料在蓄放热过程中热效果最佳;为分析相变蓄热电采暖系统经济性,本文从初投资、年运行费用及简单投资回收期等方面进行分析,得到相变蓄热电采暖结构可以极大程度上节省电采暖年运行费用,降低电供暖成本。本课题开发的利用建筑围护结构进行大面积蓄热的产品为清洁风电供热技术的发展建立了理论基础。

梁策[9](2018)在《相变蓄热电采暖技术应用研究》文中研究说明电能是一种高品位的能源,电采暖是一种以电为热源的采暖方式,它直接将电能转化为热能,以满足用户的采暖需求。但是电能的费用较高,系统的初投资比传统供暖形式要大,这使得电能的热利用非常有限。然而,相变蓄热材料具有储能密度高、蓄热或放热温度波动小等特点,在夜间将“谷电”转化的热能储存起来,然后在白天加以利用,实现了“削峰填谷”的效果,达到经济节能、清洁采暖的目的。将电采暖技术与相变蓄热技术相结合,设计一个蓄热式的电采暖系统,既能满足建筑物的采暖需求,又可以实现“谷电”的合理利用。本文首先介绍了各类相变材料目前在建筑领域的应用情况,以及地板辐射采暖系统的发展历程和诸多优点,从而阐明了相变蓄热电采暖技术研究的必要性和可行性。通过对比多种相变材料的优劣性,选取了比较经济、合适的相变材料作为系统的蓄热材料。在此基础上,利用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了整个地暖系统的热传导过程,得出了地板传热规律,并对含相变材料和无相变材料的电加热地板采暖系统的运行效果进行实验对比测试,得出含相变材料的系统有着良好的蓄热效果和舒适程度的结论。利用COMSOL Multiphysics软件对相变蓄热采暖房间进行了数值模拟研究,通过地板表面的温度变化情况分析了不同因素对房间蓄热性能的影响,并找到了适合相变蓄热系统的相关参数设定范围,还对室内空气温度的均匀性进行了模拟测试及评价。作为工程应用实例,对河北石家庄地区某建筑内一房间应用相变蓄热电采暖技术并进行了数据监测和采集,对该系统的经济效益和社会效益进行了分析,并对方案进行能耗分析,结果表明,相变蓄热电采暖技术具有很好的推广应用前景。

袁艳平,向波,曹晓玲,张楠,孙亮亮[10](2016)在《建筑相变储能技术研究现状与发展》文中研究指明作为一项重要的建筑节能技术,相变储能技术可解决建筑能源供求在时间、空间和强度上不匹配的矛盾.综述了建筑储能相变材料的制备与导热性能增强、相变单元传热特性及传热强化、建筑相变储能系统的研发与应用,总结了材料研发、系统性能评估、系统应用技术开发等3个方面的不足,指出了未来研究重点,即开发性能稳定且蓄放热能力强的相变材料、有效预测多物理过程和多相态储能系统的动态性能和实现无人工干预条件下储能系统的自主有效运行等.

二、定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能(论文提纲范文)

(1)新型相变蓄热地板采暖模块研发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 电供暖国内外研究现状
        1.3.2 相变蓄热材料国内外研究现状
        1.3.3 相变蓄热电供暖国内外研究现状
    1.4 研究内容
        1.4.1 创新点
        1.4.2 主要研究方法
    1.5 本章小结
第2章 复合相变蓄热采暖模块结构设计
    2.1 相变蓄热采暖模块设计
        2.1.1 发热源的选择
        2.1.2 相变材料的筛选
        2.1.3 传热材料的筛选
        2.1.4 支撑材料的选取
    2.2 相变蓄热材料热特性实验
        2.2.1 实验过程
        2.2.2 实验分析
    2.3 本章小结
第3章 相变蓄热电采暖结构理论计算与模拟
    3.1 热过程理论计算
        3.1.1 相变蓄热层结构加热过程计算
        3.1.2 相变蓄热层结构放热过程计算
        3.1.3 相变蓄热结构的热效率
    3.2 相变蓄热结构模拟
        3.2.1 模块模型的建立
        3.2.2 模型参数及模型简化
        3.2.3 数学模型
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 水泥砂浆材料模拟结果分析
        3.3.2 石蜡微胶囊/铝/水泥砂浆复合相变材料模拟结果分析
        3.3.3 石蜡微胶囊/铝/石膏复合相变材料模拟结果分析
    3.4 本章小结
第4章 相变蓄热电采暖结构热性能实验
    4.1 实验方案设计
    4.2 实验台搭建
        4.2.1 测温点分布设计
        4.2.2 实验台外部结构设计
        4.2.3 实验台内部结构设计
        4.2.4 实验仪器
    4.3 实验过程
    4.4 本章小结
第5章 实验结果分析
    5.1 蓄热过程结果分析
    5.2 放热过程结果分析
    5.3 实验结果数据处理
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
    附表1 六组地板模块蓄热过程温度数据表
    附表2 六组地板模块放热过程温度数据表
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(2)管内封装相变蓄热单元设计及电蓄热装置模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究的目的和意义
        1.2.1 课题的研究背景
        1.2.2 研究的目的和意义
    1.3 国内外研究现状及分析
        1.3.1 相变蓄热材料研究现状
        1.3.2 相变蓄热装置研究现状
        1.3.3 相变蓄热电采暖研究现状
        1.3.4 国内外研究现状分析
    1.4 主要研究内容
第2章 相变材料的选择及蓄热单元实验测试
    2.1 相变材料的遴选
        2.1.1 相变材料的分类
        2.1.2 相变材料的选择原则
    2.2 相变材料的封装方法
        2.2.1 封装材料的选择
        2.2.2 封装工艺的选择
    2.3 管内封装相变蓄热单元实验平台搭建
        2.3.1 实验目的
        2.3.2 实验仪器和材料
        2.3.3 试验台搭建及测点布置
        2.3.4 实验方案与步骤
    2.4 实验结果分析
        2.4.1 蓄热过程实验结果分析
        2.4.2 放热过程实验结果分析
    2.5 本章小结
第3章 相变蓄热单元传热模型的建立及求解
    3.1 相变传问题的特点及数值求解方法
        3.1.1 相变传热问题的特点
        3.1.2 相变传热问题数值求解方法
    3.2 相变蓄热单元物理模型的简化
    3.3 相变蓄热单元数学模型的建立
        3.3.1 控制方程
        3.3.2 边界条件的设置
    3.4 FLUENT软件介绍
        3.4.1 FLUENT简介
        3.4.2 FLUENT中的熔化/凝固模型
    3.5 网格划分及参数设置
    3.6 本章小结
第4章 管内封装相变蓄热单元模拟及结果分析
    4.1 网格无关性检验
    4.2 模型验证
        4.2.1 蓄热过程实验与模拟对比
        4.2.2 放热过程实验与模拟对比
    4.3 相变蓄热单元蓄放热特性模拟结果分析
        4.3.1 相变蓄热单元蓄热过程特点
        4.3.2 相变蓄热单元放热过程特点
    4.4 相变蓄热单元蓄热特性影响因素分析
        4.4.1 自然对流对蓄热过程的影响
        4.4.2 相变材料填充率对蓄热过程的影响
        4.4.3 蓄热单元管径对蓄热过程的影响
    4.5 本章小结
第5章 电相变蓄热装置蓄放热特性模拟
    5.1 电相变蓄热装置结构设计
        5.1.1 电加热方式设计选型
        5.1.2 蓄热能力设计计算
        5.1.3 电相变蓄热装置结构设计
    5.2 电相变蓄热装置物理模型的建立
    5.3 电相变蓄热装置数学模型的建立
        5.3.1 相变材料区域的数学模型
        5.3.2 流体区域的数学模型
        5.3.3 边界条件及初始条件
    5.4 网格划分与参数设置
        5.4.1 网格划分
        5.4.2 软件参数设置
        5.4.3 监控物理量的选择与输出
    5.5 数值模拟计算与结果分析
        5.5.1 蓄热装置蓄热过程分析
        5.5.2 蓄热装置放热过程分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢

(3)村镇居住建筑相变蓄能地板间歇辐射供暖研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 相变材料的分类及封装方法
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 相变蓄能与建筑围护结构相结合
        1.3.2 地板辐射采暖技术
        1.3.3 基于PCM的地板辐射采暖技术
    1.4 研究内容
第2章 相变蓄能地板采暖房间模型的建立
    2.1 电加热—相变地板模型的建立
        2.1.1 相变传热分析
        2.1.2 相变地板的物理模型
        2.1.3 相变蓄能地板的数学模型
        2.1.4 相变地板节点方程的建立
    2.2 外墙模型的建立
        2.2.1 控制方程及边界条件、初始条件的确立
        2.2.2 墙体有限差分方程的建立
    2.3 屋顶模型的建立
        2.3.1 控制方程及边界条件、初始条件的确立
        2.3.2 屋顶有限差分方程的建立
    2.4 房间模型的建立
    2.5 本章小结
第3章 相变蓄能地板采暖房间的热性能模拟及影响因素分析
    3.1 模拟结果分析
    3.2 不同影响因素对房间热性能的影响
        3.2.1 相对加热功率比对房间热性能的影响
        3.2.2 相变材料层厚度对房间热性能的影响
        3.2.3 相变材料的热导率对房间热性能的影响
        3.2.4 相变温度对房间热性能的影响
        3.2.5 相变潜热对房间热性能的影响
        3.2.6 相变半径对房间热性能的影响
        3.2.7 装饰层的毕渥数(Bi)对房间热性能的影响
    3.3 本章小结
第4章 相变蓄能采暖房间热舒适性、经济性及节能性分析
    4.1 热舒适性
    4.2 经济性及节能性
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

(4)太阳能相变套管地板蓄放热特性及优化设计研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1.绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状分析
        1.2.1 太阳能地板辐射供暖系统研究现状
        1.2.2 蓄热材料在建筑构件研究现状
        1.2.3 相变蓄热地板供暖末端研究现状
    1.3 研究目的和主要研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 研究路线
2.相变套管地板传热理论分析
    2.1 相变套管地板传热过程
    2.2 相变套管地板传热控制方程及定解条件
        2.2.1 供回水盘管内流体传热控制方程
        2.2.2 盘管套管内相变材料与混凝土传热控制方程
    2.3 蓄放热特性影响因素分析
    2.4 本章小结
3.相变套管地板热性能的模拟研究
    3.1 数值模拟方法概述
    3.2 模型假设
    3.3 数值模拟软件设置
        3.3.1 软件基本设置
        3.3.2 网格划分
        3.3.3 求解方法的设置
    3.4 数值模拟的独立性验证
    3.5 本章小结
4.相变套管地板热性能的实验研究
    4.1 实验概述
        4.1.1 实验场地与装置设置
        4.1.2 相变材料的选择
        4.1.3 实验工况
    4.2 对数值模拟结果的实验验证
    4.3 实验与模拟间误差分析及实验不确定性分析
    4.4 本章小结
5.相变套管地板蓄放热特性与优化设计策略分析
    5.1 相变材料热物理参数对相变套管地板热特性的影响
        5.1.1 相变材料的热导率
        5.1.2 相变材料的熔化温度
        5.1.3 相变材料的熔化热
    5.2 套管结构参数对相变套管地板热特性的影响
        5.2.1 供回水盘管管径
        5.2.2 外套管管径
    5.3 相变套管地板优化设计策略分析
        5.3.1 相同体积下相变材料设置策略分析
        5.3.2 不同体积下相变材料设置策略分析
        5.3.3 混凝土层厚度的设置策略分析
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 主要结论
    6.2 课题展望
参考文献
附录
    A 图表目录
    B 计算UDF文件
致谢

(5)相变材料结合气候适应性设计策略在厦门地区的建筑应用模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 我国建筑能耗概况
        1.1.2 建筑节能
        1.1.3 相变材料建筑应用的基本特点
    1.2 国内外相关领域的研究现状
        1.2.1 相变材料应用于建筑节能的研究现状
        1.2.2 现有研究的不足
    1.3 研究目的及意义
    1.4 论文主要研究工作
        1.4.1 研究的主要内容与创新点
        1.4.2 基本框架
第二章 相变材料在建筑中的应用
    2.1 相变材料
        2.1.1 相变材料的原理
        2.1.2 相变材料类型
        2.1.3 相变材料与建筑材料的结合方式
        2.1.4 相变材料在建筑应用中的选择因素
    2.2 相变材料在建筑中的应用研究和实际案例
        2.2.1 相变材料应用于建筑围护结构
        2.2.2 相变材料应用于建筑设备
    2.3 本章小结
第三章 厦门地区建筑气候适应性设计策略
    3.1 厦门地区气候环境
        3.1.1 气候及地理概况
        3.1.2 气象数据分析
    3.2 厦门地区建筑气候适应性设计策略
        3.2.1 基于生物气候图的建筑气候适应性设计策略分析
        3.2.2 厦门地区既有建筑主要的气候适应性设计策略
    3.3 相变材料结合气候适应性设计策略
        3.3.1 相变材料结合气候适应性设计策略在厦门地区的应用思考
        3.3.2 具体应用形式
    3.4 本章小结
第四章 相变材料结合气候适应性设计策略应用于厦门地区建筑中的模拟研究
    4.1 模拟研究方案
    4.2 模型的建立
        4.2.1 Designbuilder模拟软件介绍
        4.2.2 模型概况
        4.2.3 模型基本参数的设定
    4.3 相变屋面的模拟结果与分析
        4.3.1 相变屋面形式确定
        4.3.2 相变屋面对厦门地区夏季制冷能耗的影响
        4.3.3 相变屋面对厦门地区夏季室温的影响
    4.4 相变墙体的模拟结果与分析
        4.4.1 相变墙体形式确定
        4.4.2 相变墙体对厦门地区夏季制冷能耗的影响
        4.4.3 相变墙体对厦门地区夏季室温的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究的不足与展望
附录Ⅰ 相变材料的建筑应用研究和实践案例汇总表
附录Ⅱ 模拟数据
参考文献
致谢

(6)相变蓄能式辐射供冷/暖系统研究现状与展望(论文提纲范文)

0 引言
1 相变材料的选择及安装位置
    1.1 相变材料的选择
        1.1.1 相变材料的封装方式
        1.1.1. 1 直接结合
        1.1.1. 2 间接结合
        1.1.2 常用相变材料种类
    1.2 相变材料在辐射供冷/暖末端中的安装位置
        1.2.1 相变材料在水媒辐射供暖及辐射供冷末端中的安装位置
        1.2.1. 1 加热/供冷管直接设于相变材料层中
        1.2.1. 2 加热/供冷管设于相变材料层上方或下方
        1.2.2 相变材料在电热辐射供暖末端中的安装位置
2 相变蓄能式辐射供冷/暖系统的热性能及其影响因素
    2.1 相变蓄能式辐射供冷/暖系统的热性能
    2.2 相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能影响因素研究
3 间歇运行的应用效果
4 结论与展望

(7)基于TRNSYS的相变蓄能式地板辐射供冷系统间歇运行特性及系统优化研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能的研究
        1.2.2 相变蓄能式辐射供冷/暖系统热性能影响因素研究
        1.2.3 间歇调控的应用效果
    1.3 课题来源
    1.4 研究方法及研究内容
    1.5 技术路线
第二章 相变蓄能式地板辐射供冷末端的设计及原理
    2.1 相变蓄能式辐射供冷/暖系统中相变材料的选择
        2.1.1 相变材料的封装方式
        2.1.2 常用相变材料的种类
    2.2 相变材料在辐射供冷/暖末端中的安装位置
        2.2.1 相变材料在水媒辐射供暖及辐射供冷末端中的安装位置
        2.2.1.1 加热/供冷管直接设于相变材料层中
        2.2.1.2 加热/供冷管设于相变材料层上方或下方
        2.2.2 相变材料在电热辐射供暖末端中的安装位置
    2.3 本课题中相变材料的选择及安装位置
    2.4 相变蓄能式地板辐射供冷系统的工作原理
    2.5 本章小结
第三章 相变蓄能式地板供冷系统模型的构建及参数设置
    3.1 TRNSYS软件及相关模块
        3.1.1 TRNSYS软件介绍
        3.1.2 模块介绍
    3.2 数学模型
        3.2.1 房间的热平衡模型
        3.2.2 相变蓄能式地板供冷系统的综合模型
    3.3 建筑模型的建立
    3.4 TRNSYS软件主要界面介绍
    3.5 内外扰参数的设置
    3.6 新风参数的设置
    3.7 相变模块的设置
    3.8 Type1270 模块的正确性分析
    3.9 本章小结
第四章 相变蓄能式地板供冷系统间歇运行特性及系统优化
    4.1 相变蓄能式辐射供冷地板间歇运行特性分析
        4.1.1 间歇运行室内空气温度特性分析
        4.1.2 地板表面温度变化及热流密度
    4.2 相变蓄能式地板供冷系统的优化
        4.2.1 相变材料的设计优化
        4.2.1.1 相变材料厚度的优化选择
        4.2.1.2 相变材料安装位置的优化设计
        4.2.1.3 相变材料潜热的优化选择
        4.2.2 辐射末端的优化设计
        4.2.2.1 地板覆盖层导热性的优化选择
        4.2.2.2 埋管管间距的优化
    4.3 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢

(8)相变蓄热电采暖建筑结构热特性分析及研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 清洁电采暖国内外研究现状
        1.2.2 相变蓄热国内外研究现状
        1.2.3 相变蓄热电采暖国内外研究现状
    1.3 课题内容
        1.3.1 课题研究内容及创新点
        1.3.2 课题研究方法
    1.4 本章小结
第2章 复合相变结构设计及热特性分析
    2.1 复合结构中发热源的选用
    2.2 复合结构相变材料选择
        2.2.1 相变材料分类
        2.2.2 相变材料选择
        2.2.3 石蜡微胶囊的介绍及热特性分析
    2.3 强化传热材料筛选
        2.3.1 不同泡沫金属材料的蓄放热特性研究
        2.3.2 蓄放热实验研究分析
    2.4 本章小结
第3章 相变蓄热电采暖结构理论计算与模拟研究
    3.1 相变蓄热结构热过程理论计算
        3.1.1 相变蓄热结构加热过程计算
        3.1.2 相变蓄热结构放热过程计算
        3.1.3 相变蓄热结构热效率
    3.2 相变电采暖结构蓄热数值模拟
        3.2.1 几何模型的建立
        3.2.2 模型参数及假设
        3.2.3 数学模型
    3.3 模拟结果分析
        3.3.1 石蜡微胶囊相变材料模拟结果
        3.3.2 泡沫铜/石蜡微胶囊复合相变材料模拟结果
    3.4 本章小结
第4章 相变蓄热电采暖结构热性能实验研究
    4.1 实验方案设计
    4.2 实验台搭建
        4.2.1 实验台结构设计
        4.2.2 实验结构层设计
        4.2.3 温度测点分布设计
        4.2.4 实验仪器
    4.3 实验过程
    4.4 本章小结
第5章 实验结果分析
    5.1 蓄热实验结果及分析
        5.1.1 蓄热过程温度场
        5.1.2 放热过程温度场
    5.2 实验结果统计学分析
        5.2.1 配对T检验的基本原理
        5.2.2 蓄热过程数据统计分析
        5.2.3 放热过程数据统计分析
    5.3 本章小结
第6章 经济性分析
    6.1 初投资
    6.2 年运行费用
    6.3 简单投资回收期
    6.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
附录
    附录1 三组试样蓄热过程温度数据表
    附录2 三组试样放热过程温度数据表
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(9)相变蓄热电采暖技术应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 相变材料的研究进展
        1.3.1 相变材料的发展历史
        1.3.2 相变材料蓄热技术的应用范围
    1.4 电采暖技术的发展状况
    1.5 本文主要研究内容与技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
第2章 相变蓄热电采暖系统模型及其理论分析
    2.1 相变蓄热电采暖系统
        2.1.1 模块化相变蓄热电采暖系统结构
        2.1.2 相变材料蓄热采暖系统的数值模拟
    2.2 相变传热问题的特点
        2.2.1 相变界面
        2.2.2 焓法模型
        2.2.3 模拟软件COMSOL Multiphysics简介
        2.2.4 相变蓄热电采暖系统的描述及物理模型的简化
    2.3 地板系统传热的数学模型
    2.4 室内空气流动换热模型
        2.4.1 Boussinesq近似
        2.4.2 湍流模型
    2.5 本章小结
第3章 相变蓄热电采暖地板传热规律研究
    3.1 地板辐射采暖系统材料的选取
        3.1.1 地暖模块的选择
        3.1.2 地暖发热材料的选择
        3.1.3 相变材料的选择
    3.2 地板蓄热模拟分析
        3.2.1 升温过程
        3.2.2 升降过程
    3.3 相变蓄热电采暖系统的实验测试
        3.3.1 实验目的
        3.3.2 实验对象
        3.3.3 实验步骤
    3.4 模块化电采暖系统的实验结果
        3.4.1 无相变材料的模块化电采暖
        3.4.2 含相变层的模块化地板电采暖
        3.4.3 无相变层与含相变层系统运行结果对比
    3.5 本章小结
第4章 相变蓄热电采暖房间模型的模拟分析
    4.1 相变蓄热电采暖房间模型的建立
    4.2 数值方法中边界条件的确定
    4.3 不同因素对相变蓄热房间采暖效果的影响
        4.3.1 相变材料层的厚度
        4.3.2 相变材料的相变潜热
        4.3.3 碳纤维加热线的加热功率
    4.4 采暖房间室内温度分布
    4.5 本章小结
第5章 相变蓄热电采暖技术实际应用案例分析
    5.1 测试房间基本情况
    5.2 相变蓄热材料模块化电地暖应用能耗分析
        5.2.1 室温维持20℃无相变材料的变化情况
        5.2.2 室温维持20℃含相变材料的变化情况
    5.3 经济性分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢

(10)建筑相变储能技术研究现状与发展(论文提纲范文)

1 建筑储能相变材料
    1.1 有机相变材料
        1.1.1 石蜡
        1.1.2 多元醇
        1.1.3 脂肪酸
        1.1.4 高分子类
    1.2 无机相变材料
        1.2.1 水合盐
        1.2.2 熔融盐
    1.3 复合相变材料
2 相变储能系统的应用形式
    2.1 相变围护结构
        2.1.1 相变墙体
        2.1.2 相变窗
        2.1.3 相变地板
        2.1.4 相变吊顶
    2.2 相变储能供暖空调系统
        2.2.1 相变储能在换热器中的应用
        2.2.2 蓄冷空调系统
    2.3 太阳能光伏光热相变储能与热管理系统
        2.3.1 太阳能光热相变储能系统
        2.3.2 太阳能光伏相变热管理系统
        2.3.3 太阳能光伏光热相变系统
    2.4 建筑余热、废热相变回收系统
        2.4.1 单一蓄热器的冷凝热回收系统
        2.4.2 复合蓄热器的冷凝热回收系统
        (1)相变蓄热器和水蓄热器的复合
        (2)不同相变蓄热器的复合
3 相变储能系统的传热强化
    3.1 相变储能材料的导热性能增强
        3.1.1 添加金属
        3.1.2 轻质高导热碳材料
    3.2 相变单元传热性能优化
        3.2.1 添加肋片
        3.2.2 偏心设置
4 展望

四、定形相变材料蓄热地板电采暖系统热性能(论文参考文献)

  • [1]新型相变蓄热地板采暖模块研发[D]. 康佳莹. 吉林建筑大学, 2020(04)
  • [2]管内封装相变蓄热单元设计及电蓄热装置模拟研究[D]. 何秀义. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [3]村镇居住建筑相变蓄能地板间歇辐射供暖研究[D]. 杨晓宇. 山东建筑大学, 2020(10)
  • [4]太阳能相变套管地板蓄放热特性及优化设计研究[D]. 田梽君. 西安建筑科技大学, 2020
  • [5]相变材料结合气候适应性设计策略在厦门地区的建筑应用模拟研究[D]. 乐乐. 厦门大学, 2019(01)
  • [6]相变蓄能式辐射供冷/暖系统研究现状与展望[J]. 隋学敏,王婕婕,黄立平. 建筑节能, 2019(06)
  • [7]基于TRNSYS的相变蓄能式地板辐射供冷系统间歇运行特性及系统优化研究[D]. 王婕婕. 长安大学, 2019(01)
  • [8]相变蓄热电采暖建筑结构热特性分析及研究[D]. 祝艺丹. 吉林建筑大学, 2018(08)
  • [9]相变蓄热电采暖技术应用研究[D]. 梁策. 燕山大学, 2018(05)
  • [10]建筑相变储能技术研究现状与发展[J]. 袁艳平,向波,曹晓玲,张楠,孙亮亮. 西南交通大学学报, 2016(03)

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定形相变材料蓄热地板电采暖系统的热工性能
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