文章摘要
隋学敏,黄立平,徐 彪,杜泽政,张展鹏.基于热性能的相变混凝土复合自保温砌块的优化设计[J].,2023,22(4):388-398
基于热性能的相变混凝土复合自保温砌块的优化设计
Optimal design of phase-change concrete composite self-insulating block based on thermal performance
投稿时间:2021-05-28  修订日期:2021-10-25
DOI:10.13738/j.issn.1671-8097.021140
中文关键词: 自保温砌块,相变储能,热性能,最优相变温度,相变材料最优安装位置
英文关键词: self-insulation block, phase change energy storage, thermal performance, optimal phase transition tem-perature, optimal location of phase change material
基金项目:西安市建设科技计划项目(SZJJ2019–02):基于建筑垃圾资源化利用的高性能再生混凝土复合自保温砌块开发研究
作者单位E-mail
隋学敏* 长安大学建筑环境与能源应用工程系 suixuemin@163.com 
黄立平 长安大学建筑环境与能源应用工程系  
徐 彪 长安大学建筑环境与能源应用工程系  
杜泽政 长安大学建筑环境与能源应用工程系  
张展鹏 长安大学建筑环境与能源应用工程系  
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中文摘要:
      为提高混凝土复合自保温砌块的热工性能,将相变材料填充到砌块中,形成相变自保温砌块。设计了 五种相变自保温砌块,采用 ANSYS软件模拟分析不同方案的保温性能,得到最优砌块块型。在此基础上,以 西安地区夏季某朝南房间为研究对象,采用 EnergyPlus软件对相变砌块房间展开热环境模拟,研究不同相变 温度及相变材料安装位置对室内热环境的影响,探究最优相变层位置及最优相变温度。研究结果表明:孔型 为三排交错排列的砌块为最优砌块,其砌筑墙体传热系数为0.439W/(m2·K);夏 季 初 始 室 外 气 温 中 温 时 段、中间高温时段以及末期低温时段的最优相变温度分别为24.00、30.00及28.00℃。整个夏季的最优相变 温度为26.00~28.00℃,最优相变层位置为砌块内侧孔。对于整个夏季,相变材料安装位置对室内温度的影 响高于相变温度的影响,优化设计时应重点考虑。
英文摘要:
      nordertoimprovethethermalperformanceofself-insulationconcretecompoundblock, phasechange materials (PCM)arefilledintoittoform phase-changeself-insulationconcrete compoundblock.Fivetypesofphase-changeself-insulationconcretecompoundblocksweredesigned. Thethermalinsulationperformanceofdifferentschemesweresimulatedusing ANSYS,andthe optimalblocktypewasobtained.Onthisbasis,asouth-facingroominsummerinXi''anwastakenas theresearchobject.UsingEnergyPlussoftware,asimulationanalysisofthethermalenvironmentof thephasechangeblockroom wascarriedout,andtheinfluencesofdifferentphasetransition temperaturesandinstallationpositionsofphasechangematerialsontheindoorthermalenvironment werestudiedtoexploretheoptimalphasechangelayerpositionandoptimalphasetransition temperature.Theresultsindicatesthattheblockwiththreerowsofstaggeredholesistheoptimal block,andtheheattransfercoefficientofthewallbuiltwiththiskindofblockis0.439W/(m2·K). Theoptimalphasechangetemperaturesforthemid-temperatureperiodatthebeginningofsummer, thehigh-temperatureperiodinthemiddleofsummer,andthelow-temperatureperiodattheendof summerare24.00,30.00and28.00 ℃,respectively.Theoptimalphasetransitiontemperature throughoutthesummeris26.00-28.00℃,andtheoptimalpositionofPCMistheinnerholeofthe block.Forthewholesummer,theinfluenceoftheinstallationpositionofPCMontheindoorair temperatureishigherthantheinfluenceofthephasetransitiontemperature,whichshouldbe significantlyconsideredwhenoptimizingthedesign.
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