周期外扰下排风隔热墙传热特性研究

排风隔热墙是一种新型节能外墙,建立其一维非稳态传热模型。利用该模型计算出周期外扰下墙体各位置的温度波响应,经过与二维非稳态模型计算结果相比较,发现一维非稳态传热模型具有很好的准确性,适合工程计算和分析。对渗流层厚度、渗流速度、外层结构厚度对墙体内表面温度波响应的单因素分析表明:随着渗流层厚度、渗流速度的增大,内表面温度波的幅值减小,但对相角延迟的影响不明显;随着外层结构厚度的增大,内表面温度波的幅值也减小,而且相角延迟增大。

排风隔热窗的热工性能分析

研究一种新型的建筑外窗结构——排风隔热窗,其由3层普通白玻璃、内置的遮阳百叶及玻璃之间的气流空腔构成。排风隔热窗是将室内空调排风通过玻璃间的气流空腔排到室外,利用空调排风低品位的冷量/热量减少外窗在供冷/供热季时形成的空调负荷,达到排风热回收的效果,同时它可以根据供冷/供热季的不同切换其排风通道。通过建立传热数学模型,对该结构和2种常规外窗结构在典型夏热冬冷气候条件下的节能效果进行分析比较。结果表明,排风隔热窗可以有效地降低室内侧玻璃表面与室内空气之间的温差,减少外窗形成的室内负荷,改善室内的热舒适性。

排风隔热墙动态传热特性的研究

在原有工作的基础上建立排风隔热墙动态数值模型,并用该模型对墙体的动态传热特性进行模拟研究。通过计算其在真实室外温度扰动下的衰减系数与延迟时间,来评价该墙体维持内表面温度稳定的能力。对比常规墙体的房间负荷,探讨排风隔热墙的节能优势。结果表明排风热回收墙能获得更稳定内表面温度,在实际运行中该温度也比常规墙体更低。另外也对带内衬结构的墙体进行了模拟与对比,发现内衬结构可以优化传热获得更低的衰减系数,同时,也降低了房间负荷。

排风隔热窗一维简化传热模型研究

排风隔热窗作为一种新型外窗结构,可以有效地降低室内侧玻璃表面与室内空气之间的温差,减少外窗形成的室内负荷,改善室内的热舒适性。利用能量守恒原理,建立了排风隔热窗的一维简化传热数学模型,研究了该结构外窗在夏热冬冷气候条件下的传热特性。将排风隔热窗的简化传热数学模型和区域模型的计算结果进行比较,计算结果表明,简化模型可以较好地模拟排风隔热窗的传热特性,适用于研究初期的简化计算和工程计算。

建筑排风隔热外窗冬季结露机理与防治

本文利用数值传热模型,计算排风隔热窗在不同运行参数和室内外边界条件时的内部温度分布情况,并与排风露点温度进行比较,从而判断是否出现结露,确定出现结露的临界边界条件,提出避免冬季结露的措施。结果表明,使用Low-e玻璃可以有效避免该外窗在冬季结露的产生,在室外极端低温的情况下,则可在不损失热舒适的情况下,适当降低室内空调设定温度,同时配合提高排风速度,从而进一步提升排风隔热窗冬季防结露能力。

排风隔热墙稳态传热模型的实验验证

搭建了排风隔热墙的实验平台,对其稳态传热特性进行了实验研究,利用实测数据验证了排风隔热墙稳态传热数值模型的准确性,并分析了其热特性。结果表明:已建立的稳态传热数值模型可以有效模拟排风隔热墙的传热过程,模拟与实验结果的误差在5%以内;排风隔热墙室内侧壁面温度与空气温度很接近,可以有效减少外墙传热冷负荷。

排风隔热墙的二维频域模型研究

利用傅里叶变换,本研究建立了排风隔热墙的新模型--二维频域有限差分模型(FDFD)。并从模型精度及计算效率上,将二维FDFD模型与已被实验验证的数值模型进行全面对比,以探究FDFD模型的可靠性以及高效性。最后分析了该模型的离散特性。结果显示,二维FDFD模型和已被验证的数值模型结果差异很小,并且计算速度大幅度提升。另外,二维FDFD模型的离散特性分析表明,该模型计算结果受多孔层的离散节点数目影响较大,而受到外结构层和空腔内的离散节点数目影响较小。

排风隔热墙的频域热特性研究

本文建立了排风隔热墙传热过程的频域有限差分模型(Finite Difference Frequency Domain,简称FDFD模型),分别采用该模型和时域有限差分模型(Finite Difference Time Domain,简称FDTD模型)模拟排风隔热墙的逐时负荷,用来验证FDFD模型的准确性。研究结果表明:2种模型都可以很好地分析该结构的动态传热特性,但FDFD模型不需要给定初始时刻的温度分布,也避免了重复计算,计算量大大减少,同时可以直接地反映排风隔热墙的频域热特性。本文进一步采用FDFD模型,对该结构在不同角频率的温度波外扰下的频域热特性进行分析。

排风隔热墙的多孔渗流层临界厚度研究

排风隔热墙是一种新型节能外墙,本文利用其一维稳态传热简化解析模型,结合达西定律,获得了室内空气与外墙内表面之间的换热热流密度与多孔渗流层厚度的关联式.通过对给定压差条件下热流密度的极值分析,论证了渗流层临界厚度的存在,导出了该厚度的一维模型准确解及其近似计算公式.经过与墙体传热过程的二维数值计算结果相比较,发现获得的临界厚度的准确解误差小于2%、近似解误差小于4%,适合工程计算和分析.对排风压差、渗流层导热系数、外层结构热阻对临界厚度的单因素分析表明:随着排风压差、多孔材料导热系数及外层结构热阻的增大,渗流层临界厚度大致呈线性增加的趋势。

建筑外墙排风隔热机制的动态传热模型及实验研究

排风隔热墙是一种以多孔材料内气流外渗为核心,将围护结构保温隔热与空调排风热回收相结合的新型外墙结构。多孔材料内的外渗排风气流可以将以导热形式通过外墙传入室内的热量反向带走。本文建立了排风隔热墙的二维非稳态传热模型,利用有限差分法将该传热模型离散化,用于分析排风隔热墙在外扰作用下的动态传热特性。建立排风隔热墙的热特性实验平台,通过实验对其热特性理论分析方法及模型进行验证。结果表明:该模型可以准确地模拟出排风隔热墙的温度分布情况,多孔材料室内侧表面温度的平均计算误差仅为0.1℃。

建筑排风隔热外窗区域模型的实验验证

排风隔热窗可以充分利用空调排风的低品位能,使外窗室内侧玻璃表面温度接近于室内空气温度,从而减少外窗形成的空调负荷。本文采用区域模型法,通过单元能量平衡分析,建立排风隔热窗的二维传热数学模型。搭建排风隔热窗的测试实验台,开展其热特性的实验研究,利用实测数据验证模型建立过程中二维简化方法的正确性,以及通过实验数据与模拟计算结果的比较,验证模型本身的可靠性。

外墙排风隔热机制及其热阻特性模拟研究

提出1种新型外墙排风隔热机制,以及该墙体的四种结构:基本型、内衬型、夹层通风型和外保温型。以基本型结构为例,阐明隔热机制;通过二维稳态传热数值模型,计算当量热阻,并与普通非保温墙和外保温墙进行比较,结果表明排风隔热墙的隔热性能优越,具有潜在的节能应用价值。