含石蜡相变玻璃窗在新疆地区节能潜力分析

在乌鲁木齐市应用含石蜡相变玻璃窗,利用一维瞬态仿真模型模拟了冬夏两季相变玻璃窗传热特性,分析了石蜡熔点和石蜡厚度的影响,研究了相变玻璃窗在新疆地区应用的节能潜力。在乌鲁木齐气候条件下,采用18℃熔点、12 mm厚石蜡层的相变玻璃窗,冬夏季节能率分别为24.77%和14.37%,全年节能率为19.93%。研究结果表明,含石蜡相变玻璃窗在新疆地区应用节能效果显著,具有实际推广价值。

相变玻璃窗与中空玻璃窗的动态传热特性

为了研究含相变材料的玻璃窗对夏热冬冷地区建筑能耗的影响,建立了相变玻璃窗和中空玻璃窗的动态传热数学模型并对两者在夏季晴天时动态传热过程进行数值模拟;搭建了玻璃窗动态传热性能测试装置并在夏季晴天条件下对两者进行了对比试验。获得了玻璃窗内壁面温度随时间的变化规律,计算结果和实验结果吻合良好。利用验证过的传热模型进一步分析了含相变材料Na2SO4·10H2O的玻璃窗和中空玻璃窗在夏热冬冷地区冬夏两季晴天与阴雨天的动态热调节性能,得到了相变玻璃窗与中空玻璃窗内壁面温度和热通量随时间的变化规律。结果表明:在夏季晴天时,该相变玻璃窗内壁面的峰值温度比中空玻璃窗低10.2℃,通过相变玻璃窗进入室内的热量比中空玻璃窗减少39.5%。但是在夏季阴雨天、冬季晴天和冬季阴雨天时,该相变窗的动态热调节性能较差且无节能效果。

相变窗对夏热冬冷地区建筑能耗的影响研究

为提高夏热冬冷地区相变玻璃窗的保温隔热性能,研究含有相变玻璃窗的建筑的全年能耗,本文通过软件DesignBuilder建立某办公建筑模型,利用能耗模拟软件EnergyPlus进行全年能耗计算,根据计算结果具体分析相变玻璃窗对夏热冬冷地区建筑全年能耗的影响。结果表明:在夏热冬冷地区,采用相变玻璃窗全年的建筑能耗相比于采用单层玻璃窗及中空玻璃窗均有明显降低,全年节能效果较好。采用相变玻璃窗后,建筑物夏季调节空调负荷的效果明显,夏季空调负荷相比于采用单层玻璃窗及中空玻璃窗均有明显降低;冬季供暖能耗低于采用单层玻璃窗时的供暖能耗,但比采用中空玻璃窗时的供暖能耗高,在冬季会略微增加室内的供暖能耗。

严寒地区相变窗热舒适与节能特性分析

玻璃窗、玻璃幕墙类半透明围护结构是现代建筑的重要组成部分,但相对墙体类不透明围护结构热损失较大,其主要原因在于透光性强、热惰性弱,可通过填充石蜡类相变材料改善其热工性能。以严寒地区大庆区域冬季典型晴天、阴天的温度和太阳辐射为基本气象数据,建立了填充相变材料玻璃窗传热特性模型,数值研究了二氧化硅保温相变玻璃窗、空气保温相变玻璃窗和双层相变玻璃窗的传热特性,获得了窗内表面温度、热流及日总传热量,对比分析了三种窗的热舒适及节能效果。结果表明:严寒地区采用保温相变玻璃窗比双层相变玻璃窗更舒适节能,与空气保温相比,二氧化硅气凝胶保温效果更优,推荐石蜡相变温度为16~18℃。

相变材料热物性参数对相变窗动态传热特性的影响研究

为提高夏热冬冷地区相变玻璃窗的保温隔热性能,本文建立相变玻璃窗动态传热的数值模型,搭建了相变玻璃窗和中空玻璃窗动态传热特性对比实验装置。在夏季晴天和阴雨天条件下进行实验测量,结果表明：相变玻璃窗（MG29）在夏季气候条件下能起到良好的保温隔热作用和调节空调系统峰值负荷的作用,夏季晴天时,通过相变玻璃窗传入室内的热量相比于中空玻璃窗降低18.3%。在实验的基础上,通过数值模拟计算研究相变材料的物性参数对相变玻璃窗动态传热特性的影响。结果表明：随着相变材料相变潜热的增大,相变玻璃窗调节室内温度波动和调节空调系统峰值负荷的能力增强：适合于该地区相变玻璃窗中应用的相变材料的相变温度在25℃~31℃之间;为提高相变玻璃窗的保温隔热性能,应尽量减小相变材料的相变温度区间。