相變材料板用于濟南辦公建筑節(jié)能及相應空調(diào)運行策略優(yōu)化.pdf

1、隨著城市化的不斷發(fā)展建筑能耗也隨之增加，在人們對熱舒適性的要求越來越高的情況下，如何提高建筑能效成為城市建設所不得不面對的問題。辦公建筑作為城市公共建筑中占比較大的建筑形式，對其相關節(jié)能性的研究具有較為重要的意義。在《中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報告(2017)》的最新統(tǒng)計中，山東省的建筑能耗在全國各省中排名第一，所以對山東省的省會城市濟南所做的建筑節(jié)能的研究，對于降低山東省的整體的建筑能耗具有積極的作用。相變材料板作為相對較為成熟的建筑節(jié)

2、能材料，已經(jīng)有一部分成熟的商品出現(xiàn)，所以對于其應用于濟南地區(qū)的建筑節(jié)能問題研究具有一定的實踐指導意義。
　　本文在建立的辦公建筑模型的基礎之上，對簡化的一維相變墻體傳熱模型、地板與土壤的三維傳熱模型以及室內(nèi)空氣的能量熱平衡算法進行了介紹。在使用EnergyPlus軟件中選擇了合適的TARP算法、DOE-2算法，對地板和土壤的傳熱利用Slab預處理程序進行計算，對相變材料使用后采用的有限差分熱傳遞方法進行了說明。
　　通過濟南

3、地區(qū)的氣象參數(shù)條件和基于杜邦公司的Energain系列相變材料板的相關參數(shù)，在EnergyPlus中對建立的建筑模型進行夏天的制冷負荷和冬天的熱負荷的模擬，并選擇了一套對應的分別控制三個樓層的三個獨立的多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)。對此辦公建筑模型在使用不同溫度相變材料板后的冷熱負荷、耗電量以及全年的用電費用進行了計算對比，發(fā)現(xiàn)了使用相變材料板后可以有效提高建筑的節(jié)電率，但是相變材料溫度的進一步提升對于建筑耗電量的影響較小。
　　對在同等質(zhì)量的

4、相變材料板只安裝在建筑外墻內(nèi)側(cè)、只安裝在建筑內(nèi)墻以及外墻和內(nèi)墻都安裝的情況進行了模擬分析，發(fā)現(xiàn)只安裝在內(nèi)墻可以一定程度繼續(xù)優(yōu)化建筑的節(jié)能表現(xiàn)，但是也因為在EnergyPlus設置時默認內(nèi)墻結(jié)構(gòu)是對稱設置，所以是通過減小相變材料板厚度、增加相變材料板安裝面積的方式來實現(xiàn)，使得最終在內(nèi)墻安裝增加了安裝費用。
　　在使用不同厚度的相變材料板安裝在建筑外墻內(nèi)側(cè)時，隨著厚度的增加，相變材料的儲能總量有所增加，因而使得建筑全年的耗電量降低，但

5、是節(jié)約能耗的比例并不會隨著厚度增加有更加顯著的提高。當相變材料的相變溫度在當日的室溫波動范圍內(nèi)的時候，材料因為相變吸放熱對室內(nèi)溫度產(chǎn)生影響，可以使得室溫在相變溫度區(qū)間內(nèi)維持一定時間;當相變材料的相變溫度區(qū)間不在當日的室溫波動范圍內(nèi)，相變材料將始終處于液態(tài)或固態(tài)，只能通過本身的顯熱較小地影響室內(nèi)的溫度波動。
　　針對山東省的“蜂谷”電價和“尖峰”電價，通過調(diào)整空調(diào)的運行策略，研究了在冬季和夏季夜間利用較低電價開啟空調(diào)進行提前蓄熱和蓄