内嵌管式相变顶板简化传热模型研究

建筑节能与可再生能源利用是实现碳达峰碳中和的重要技术手段.太阳能集热器-内嵌管式相变顶板系统是一种将相变板内衬于屋顶内侧,可用于房间的隔热保温,并通过相变材料存储太阳能实现全天室内空气供暖的拥有高效节能潜力的系统.为了研究该系统的传热、节能特性,根据该内嵌管式相变顶板的结构形式建立了一种二阶可变热容热阻简化传热模型并提出一种简便的参数配置方式,进一步建立了该结构的数值模型,利用模拟结果验证该简化模型的准确性.结果表明:简化模型的建模方法是可行的,该二阶可变热容热阻简化模型可以预测该内嵌管式相变顶板的传热特性,相比于数值模型,简化模型全天热流误差小于5%;简化模型的计算效率高于数值模型,其计算时间仅为数值模型的1%.

太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间能效模拟分析

建筑节能与可再生能源利用是实现碳达峰碳中和的重要技术手段。太阳能集热器-内嵌管式相变顶板系统通过太阳能集热器吸收太阳辐射能量,相变材料储存能量以实现全天室内供暖,从而降低室内采暖能耗。本文建立了内嵌管式相变顶板的二阶可变热容热阻简化传热模型,建立太阳能集热器-内嵌管式相变顶板房间模拟平台,并对房间热特性与能耗特性进行模拟分析,进一步与常规系统进行比较。结果表明,典型日相变顶板房间室内空气温度相比于普通屋顶房间提升了10℃左右,能满足武汉地区冬季供暖需求。在整个供暖季,除极端天气外基本能满足供暖需求,在连续多日无太阳辐射或太阳辐射很小的时间段,可考虑简单的电加热或空气源热泵等措施进行热补充。