工质及充液率对L形平板重力热管传热性能影响的实验研究

平板重力热管应用于太阳房建筑围护结构中可有效提升太阳得热,实现零碳采暖,其传热性能对热管太阳房热性能有重要影响。搭建了“L形”平板重力热管传热性能实验台,实验研究了不同工质(丙酮、R141b)及充液率对其传热性能(温度波动性、启动时间、当量导热系数)的影响。实验结果表明:(1)充液率过高会导致热管温度波动较大,且R141b热管温度波动性比丙酮热管小;(2)工质充液率越低,热管启动时间越短,且R141b热管启动时间比丙酮热管短;(3)对于丙酮和R141b热管,工质充液率为10%时当量导热系数大,且丙酮热管的当量导热系数更大。给出了适用于热管太阳房的最优热管工质充液率组合,对热管太阳房实际应用效果的提升和优化具有指导意义。

墙体热阻测试过程三维导热的模拟研究

墙体热阻现场测试在绿色建筑后评估、既有建筑节能改造、BIM软件数据库等方面有很大需求。传统测试方法局部热源-热流计法以准稳态传热为前提,将冷侧热流值作为一维传热区边界的判断依据,在一维传热区利用傅里叶导热定律计算热阻,但在实际测试中墙体存在三维导热,导致结果误差较大。以ANSYS作为模拟工具,在实验校核的基础上,探究了墙体厚度、导热系数、冷热侧温差对冷侧一维传热区大小的影响,并综合考虑上述因素,提出为营造一定尺寸的一维传热区,对加热板最小尺寸的取值要求。研究结果表明:给定加热板尺寸时,一维传热区边长随墙厚、导热系数、冷热温差的增加而减小;得到了热流计边长0.1 m时,为维持50℃冷热侧温差下边长0.1 m的冷侧一维传热区,加热板所需边长的最小取值;边长0.4 m的加热板可用于大多数实际墙体的测试。