一种混凝土太阳能蓄能炕的热性能试验研究

设计了一种蓄热层为混凝土的太阳能蓄能炕系统,实验研究了各个测试位置的温度参数,一方面,从炕面平均温度、炕面升温速度、炕面降温速度和炕面温度标准差等4个角度出发与传统火炕进行了热特性对比分析,并计算了使用太阳能炕后单位面积污染物的减排量。另一方面,结合经济性进一步对比分析了混凝土炕与混凝土复合炕和石蜡炕的供热特性。实验结果表明:混凝土蓄能炕与混凝土复合炕和石蜡炕相比供热效果稍显不足,但是其系统初投资低,供热效果相比较传统火炕优势明显,其炕面温度分布均匀,炕面平均温度提高了10℃,起到了改善冬季室内环境的作用。     

多孔铝介质-石蜡复合蓄能炕的热性能对比研究

针对北方农村寒冷的冬季环境,在以石蜡为蓄热材料的相变蓄能炕基础上,设计了多孔铝介质-石蜡复合相变蓄能炕。通过对纯石蜡蓄能炕、蜂窝铝板-石蜡复合蓄能炕、泡沫铝-石蜡复合蓄能炕三种相变蓄能炕的热性能对比,得出泡沫铝-石蜡复合蓄能炕更加满足人体的舒适性要求。结果显示:泡沫铝-石蜡复合蓄能炕在睡眠阶段炕面平均温度可达33. 35℃,比纯石蜡蓄能炕高3. 27℃,比蜂窝铝板-石蜡复合蓄能炕高1. 8℃;升温速度比纯石蜡蓄能炕加快了16. 5%,升温效果显著;降温速度比纯石蜡蓄能炕减缓了5%,比蜂窝铝板-石蜡复合蓄能炕减缓了26. 5%,改善了石蜡导热系数小、热阻大的缺点,减缓了热量损失的速度;睡眠阶段的平均温度变化率仅为0. 5%,保持在热稳定状态。     

太阳能辅热相变蓄能火炕供暖系统实验研究

将相变蓄能和毛细管网型太阳能供热2种技术同时运用在火炕上,通过实验研究相变蓄能材料和太阳能毛细管网低温热水联合辅助供暖时对室内温度和舒适性的影响,得出采用该系统的房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为40.96℃、39.06℃、37.52℃,温差最大处仅为3℃;普通房间炕头、炕中、炕尾的平均温度分别为65.7℃、43.28℃、39.82℃,温差大于20℃,夜间炕面温度下降阶段,铺有相变材料的炕面温度下降缓慢,在0:00~7:00之间均高于普通火炕炕面温度,优势明显。新模式下的房间白天室内平均温度比普通房间提高10.83℃,夜间比普通房间高7.21℃,大大改善了农居室内及炕面的舒适性。     

火墙式火炕内烟气流动特性数值模拟分析

对比火墙式火炕和传统火炕内部烟气流动特性、烟气温度分布、炕面温度分布,分析两种炕体结构的热工性能,并为农村火炕的进一步优化设计提供理论依据。利用火灾动力学模拟软件FDS5．3应用大涡模拟方法的场模型、辐射模型模拟分析传统火炕和火墙式火炕的炕面温度、炕内烟气温度分布与烟气流动特性,得到相关云图和温度分布。火墙式火炕的炕面温度比传统型火炕炕面温度高10℃左右,向室内散热量大,在炕火墙和灶同时工作时,炕头中心温度达到85℃。火墙式火炕的炕体结构优于传统火炕,但仍然存在炕头过热的问题,有待进一步优化。     

东北严寒地区村镇住宅低能耗火炕设计

通过对东北严寒地区村镇居民火炕现状进行实地调研,了解村镇住宅火炕的构造、材料特点和运行现状,针对火炕出现如污染室内空气、热效率低和炕面温度分布不均等问题,提出东北严寒地区村镇住宅火炕低能耗设计原则和设计方法,有效改善室内热环境,从而提高火炕的能源利用率。     

金属复合梯级相变蓄热炕性能的实验研究

为推进我国北方农村地区冬季清洁供暖,同时针对单级相变材料导热性能较差,蓄热效果较低的问题,提出了1种以太阳能为热源,3种不同熔点石蜡为相变材料的金属梯级相变蓄热炕。在3种不同供水温度下通过实验分析炕体热性能,实验结果表明：泡沫铝复合梯级相变蓄热炕的最佳供水温度为38.0℃,在此供水温度下,其睡眠阶段睡眠平均温度为28.86℃,比蜂窝铝复合梯级相变蓄热炕提高了8%,比纯石蜡梯级相变蓄热炕提高了13%,比纯石蜡单级相变蓄热炕提高了19%;其睡眠阶段睡眠温度标准差最大值为0.53℃,而纯石蜡梯级相变蓄热炕为0.50℃,二者相差很小。在提高睡眠温度的同时,也保障了睡眠区域温度的均匀性。     

火墙式火炕热工性能的实验研究

火炕是北方村镇最广泛使用的采暖方式。旧式火炕存在炕面温度不均匀、室内热环境差和室内空气品质差等问题。火墙式火炕具备火炕和火墙的双重热工性能,不需要辅助设备即可满足采暖要求,是经济环保型的火炕,适应建设社会主义新农村的需要。本文以大连瓦房店一户农宅为对象,采用实地测试的方法,研究了火墙式火炕的热工性能及其作用下的室内热环境。结果表明,火炕以辐射散热为主要形式,约占总散热量的60%;火炕中增加火墙结构,可提高炕面温度的均匀性和火炕的即热性,在冬季室外温度较低的情况下,仍可使室内温度维持在15~18℃。     

石蜡蓄热太阳能炕在北方农村住宅中的应用

本文针对北方农村地区的生活习惯设计了一套采用石蜡蓄热的太阳能采暖炕系统,不仅很好的利用太阳能这种清洁能源解决了炕的采暖问题,还可以在夏季提供部分生活热水。该太阳能炕系统中封装的石蜡由于其良好相变特性和较高的相变潜热,冬季供暖时段白天可在太阳能炕中续存一定的热量,晚上利用相变潜热释放的热量有效保证炕面温度,达到节能和提高舒适性的目的。对实际搭建的太阳能炕系统进行四个连续周期的测量表明,太阳辐照良好的情况下太阳能炕面平均温度可保证30~40℃的人体舒适性温度,具有很好的实际使用价值。     

粉煤灰加气混凝土墙体表面传热传质系数实验研究

本文以粉煤灰加气混凝土墙体试样作为研究对象,在室内环境温度25℃、相对湿度50％和环境温度突变至6.6℃,而后再次稳定在温度25℃、相对湿度50％2个阶段分别测得试样表面平均温度、总重变化和内部含湿量分布,分析得出实际墙体内部热湿传递特性.结果表明:经过温度突变,第2阶段表面平均温度达到稳定的时间比第1阶段多12h,且稳定后的温度比第1阶段低0.7℃;内部水分的迁移呈现出由内自外的过程;计算得到试样表面的平均传热系数为3.46 W/(m2·K),平均传质系数为0.002 m/s.实验结果对建筑热湿负荷特性的进一步研究提供了基础性数据参考.     

基于燃池的新型灶连炕系统的实验研究

通过对北方农村地区供暖方式的调查,在以火炕为主要供暖方式的既有农宅基础上提出了一种基于燃池的新型灶连炕系统。该新型灶连炕系统的创新点在于将小型燃池放入灶下部,利用燃池阴燃的原理改善了夜间炕面温度下降速度快的问题。针对该系统进行不同工况下的热源特性分析,并将其与传统炕在炕面温度、炕面温度标准差、炕体蓄放热特性、炕体散热能力方面进行对比分析。结果表明燃池实际阴燃燃烧过程中出现逆向阴燃,这与燃池内部空气量的多少有关;该新型系统能有效维持夜间炕面温度处于人体热舒适范围内,采用阴燃后可使炕面温度分布更加均匀,炕面所提供的散热量有78.1%满足房间热负荷,避免了人们夜间重新填料,为该系统的推广应用提供依据。     

供热方式对相变蓄能炕热性能的影响

在相同工况下设置不同的供水温度对毛细管网相变蓄能炕和不锈钢盘管相变蓄能炕进行对比试验,分析供热方式对相变蓄能炕的热性能影响及不同供热方式下的最佳供水温度。结果表明毛细管网相变蓄能炕的最佳供水温度比不锈钢盘管相变蓄能炕的最佳供水温度低5℃,说明毛细管网传热效果好,热量利用率高,相比不锈钢盘管相变蓄能炕的热稳定性高,购置成本和维修成本较低,经济性更好。     

壳管式相变储能单元蓄热性能的数值模拟研究

以一种壳管式相变储能单元为研究对象,其中石蜡作为相变材料,水作为换热流体,综合考虑蓄热过程中的显热储能和潜热储能过程,通过Simulink集成了动态储能过程模型并对其进行求解,将模拟结果分别与文献的模拟和实验结果进行对比,表明显热储能过程模拟结果和模拟结果的出口温度平均误差为1.83%;潜热储能过程模拟结果和实验结果的出口温度和融化程度平均误差分别为:0.70%和3.66%。本文使用相变材料的出口温度、充能完成时间、液相百分比和储能速率作为研究系统的性能指标,并模拟仿真不同换热流体进口温度和质量流量对系统性能的影响,换热流体进口温度从75℃增加到90℃,充能完成时间减少了37.6%,储能速率平均增加了63.3%;质量流量从0.07 kg·min-1增加到0.22 kg·min-1,充能完成时间减少了27.5%,预热阶段储能速率随着质量流量的增加而增加,相变潜热蓄热阶段质量流量对储能速率的影响不是很明显,过热阶段储能速率随着质量流量的增加而减少。     

火墙式火炕的结构改进实验研究

随着社会进步和农村经济的快速发展,解决农村供暖问题和改善农民居室的热舒适性迫在眉睫.尤其是北方寒冷地区和严寒地区,寻找一种农民现有经济条件能够承受的供暖方式尤为重要.火炕作为中国北方地区最普遍的供暖方式得到了广泛研究.本文通过对最新形式的火墙式火炕进行分析,发现了其存在排烟温度高、火炕内部烟气流动不均匀、炕墙中后端温度过低等缺点.针对上述缺点,提出了相应的改进措施,并通过实验对改进后的效果进行了检验.结果表明,改进后的火墙式火炕排烟温度可降低20～35℃,火炕内部烟气流动更加均匀,炕墙中后端温度得到了提升,均温提高了10～20℃,火炕的供热能力得到了大幅提高.     

农村住宅夜间3种床/炕加热方式对比实验研究

提出一种新型热盘管炕作为夜间采暖方式,与村镇普遍使用的火炕、电热毯在被褥热环境和室内环境方面的差异进行对比实验。分析发现,电热毯采暖响应速度快,但被褥热均匀性差,供热能力有限,无法保障室内温度;火炕采暖响应速度较快,但被褥温度保障时间短、可调节性差,室内存在烟气,CO2浓度超标;热盘管炕采暖响应速度一般,但被褥温度分布均匀,温度稳定后人体热舒适区占比可达80%以上,且室内环境良好。     

西安办公建筑相变蓄热通风技术的季节适宜性研究

以西安地区一栋典型办公建筑为例,运用EnergyPlus数值模拟软件研究了相变蓄热通风技术在过渡季节和炎热季节的应用情况。采用日累计降温幅度ΔT和降温潜力百分比J两个指标对其降温效果进行评价,分析了相变材料充分发挥相变潜能时室外干球温度的日气温特征,并基于ASHRAE 55热舒适模型评价了该技术对室内热环境的改善情况。结果表明:当室外干球温度最大值高于相变区间上限值3℃时,最低温度低于相变区间下限值3℃,且日平均温度处于相变区间范围内时,相变蓄热通风技术能够充分发挥相变蓄能作用;该技术在过渡季节的应用效果优于炎热季节,与夜间自然通风技术相比,该技术可使整个过渡季节室内空气温度降温幅度提高14%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数提高8%,而整个炎热季节室内空气温度降幅只提高5.6%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数仅提高1%。     

发泡陶瓷装配式轻质结构相变房的搭建及内环境研究

首先制备出过冷度小、潜热大且热性能稳定的水合无机盐/膨胀石墨复合相变材料,然后用经防腐处理的铝蜂窝板对其进行封装制得铝蜂窝相变储能复合板,并与搭建的发泡陶瓷轻质结构房结合构建相变房,研究相变房的热性能。结果表明,铝蜂窝相变储能复合板与发泡陶瓷围护结构结合构成单向调温体系,相变材料可以延缓峰值温度出现的时间,减小室内温度的波动。     

折流板式相变储能水箱换热效果模拟分析

与传统水箱相比,相变储能水箱具有明显的蓄能优势。建立了折流板式相变储能水箱的分析模型,利用数值模拟的方法对折流板式相变储能水箱的换热效果进行了模拟分析。研究结果表明:折流板式相变储能水箱的蓄热总量比普通无相变材料的水箱高了35.2%;蓄热阶段水箱出口温度变化较大,且随着蓄热过程的进行装置整体液相率增速逐渐减小;放热阶段入口流速为0.09 m/s时水箱出水温度被加热2K以上的时间为8400s,放热阶段是潜热放热与显热放热共同作用的结果;放热阶段入口流速在一定范围内的改变,对相变储能水箱的放热效率影响显著。     

医用降温服热性能与应用效果研究

医用降温服的研制与应用对于解决医护人员的防暑降温具有重要意义。介绍了潜热蓄热型医用降温服的降温原理 ,测试了蓄热相变材料的热性能 ,初步评估了降温服的使用效果。结果表明 :潜热蓄热型医用降温服所用相变材料相变温度在 2 5℃左右为宜 ;TH 2 7复合相变材料相变温度合适、潜热蓄热密度高、性能稳定、原料充足且价格低廉 ,适合用作医用降温服的潜热蓄热材料 ;医用降温服采用铠甲式设计 ,上置若干口袋 ,可根据热舒适要求灵活置放降温袋 ,使用简便 ,具有良好的降温效果和热舒适感觉。     

相变蓄能围护结构的冬季调温性能实验研究

搭建了2个相同尺寸的彩钢板轻质缩尺模型室作为对比实验舱,将铝箔袋封装的相变材料(相变温度17℃贴附在实验舱内壁进行实验,测试了相变材料在上海冬季的应用效果。结果表明,相变材料对实验舱空气温度、内表面平均温度的波动都有一定的衰减效果,其作用程度与天气有关。相变材料使得通过窗户得热的平均热流减小了5. 3%,也使得通过壁面散热的平均热流减小了4. 35%,因此需要加强相变蓄热建筑夜间透明围护结构的保温。相变材料的使用使得温度波动幅度减小,热舒适的不满意百分数降低了10左右。对于I级热舒适时间百分比平均增加3. 3,对于II级热舒适时间百分比平均增加19. 0。     

浅析火炕在我国农村采暖中的应用及节能改造措施

在寒冷的北方农村地区,火炕作为主要的采暖设施,其局部温度和热舒适性就显得尤为重要,但是传统的火炕存在着燃烧效率低、燃料消耗大、热舒适性低以及燃烧污染大等问题,已不能满足人们对室内热环境的需求。本文针对以上传统火炕存在优势和不足之处进行了探讨,并提出了一种新型的太阳能相变蓄热火炕,将相变材料的蓄热性和毛细管网型太阳能采暖两种技术同时运用到火炕采暖中,可以有效改善改善室内热环境、提高能源利用率、满足农村居民对热舒适性的要求,为农村火炕节能改造提供了一种有效的途径。