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第1章 概论 1

1.1 自然能源 1

1.1.1 太阳能 1

1.1.2 夜间通风冷量 2

1.2 相变蓄能 3

1.2.1 相变蓄能材料的选择 3

1.2.2 相变材料稳定性与防火性能 5

1.2.3 相变材料热物性测试 6

1.3 建筑节能 6

1.3.1 建筑节能三途径 7

1.3.2 太阳能建筑 7

1.4 自然能源结合相变蓄能实现建筑节能 9

参考文献 9

第2章 相变蓄能建筑围护结构研究综述 13

2.1 相变蓄能建筑围护结构的应用形式 13

2.2 相变材料与围护结构的复合方法 14

2.3 相变蓄能建筑围护结构的热性能分析 15

2.3.1 相变墙 16

2.3.2 相变地板 17

2.3.3 相变吊顶和窗 17

2.3.4 相变构件结合夜间通风蓄冷 17

2.4 相变蓄能构件的传热强化 18

2.5 定形相变材料制备及其在建筑中的应用研究 18

2.5.1 定形相变材料制备及其热物性 18

2.5.2 定形相变材料在建筑中的应用研究 20

参考文献 21

第3章 谐波作用下定形相变材料板的热特性 26

3.1 分析方法 26

3.1.1 问题描述 26

3.1.2 数学模型 27

3.1.3 模型求解 28

3.1.4 模型验证 31

3.2 外扰温度波作用下的相变材料板热特性 32

3.2.1 不同建筑材料板热特性比较 32

3.2.2 相变温度和潜热的影响 33

3.2.3 相变材料导热系数和板厚的影响 35

3.2.4 相变温度区间的影响 36

3.2.5 内、外表面对流换热系数的影响 36

3.3 外扰热流波作用下的相变材料板热特性 38

3.3.1 相变材料与传统建筑材料比较 38

3.3.2 外扰热流波作用下相变材料板特性影响参数分析 40

3.3.3 进一步的讨论 43

3.4 内扰温度波作用下的相变材料板热特性 46

3.4.1 相变材料与传统建筑材料比较 47

3.4.2 内扰温度波作用下相变材料板特性影响参数分析 47

3.5 本章小结 51

参考文献 51

第4章 直接受益式太阳能相变蓄能建筑热性能 53

4.1 问题描述 53

4.2 数学模型与验证 54

4.2.1 数学模型 54

4.2.2 模型验证 56

4.3 模拟房间和气候条件 57

4.3.1 模拟房间 57

4.3.2 气候条件 58

4.4 影响因素分析 59

4.4.1 相变温度和潜热 59

4.4.2 相变材料导热系数与内表面对流换热系数 60

4.4.3 相变材料板位置与厚度 62

4.4.4 外墙保温与墙体材料 63

4.5 定形相变材料与掺混型相变石膏板蓄能效果比较 65

4.5.1 问题描述与分析方法 65

4.5.2 结果与讨论 66

4.6 本章小结 68

参考文献 69

第5章 相变蓄热－集热墙式太阳能建筑热性能 71

5.1 相变蓄热－集热墙构造与工作原理 71

5.1.1 相变蓄热－集热墙构造 71

5.1.2 相变蓄热－集热墙工作原理 71

5.2 相变蓄热－集热墙式建筑热性能模拟分析 73

5.2.1 相变蓄热－集热墙系统建模 73

5.2.2 CFD求解与验证 77

5.2.3 冬季工况性能分析 77

5.2.4 夏季工况性能分析 83

5.3 相变蓄热－集热墙式实验房系统 85

5.3.1 实验房系统构建 85

5.3.2 实验方法 87

5.3.3 实验结果 88

5.4 纵向涡发生器强化传热的相变蓄热－集热墙性能分析 91

5.4.1 问题描述 91

5.4.2 纵向涡发生器工作原理 91

5.4.3 强化传热效果分析 93

5.5 本章小结 94

参考文献 95

第6章 太阳能热水主动式相变蓄能建筑热性能 97

6.1 相变蓄能型热水地板采暖实验房 97

6.1.1 实验房设计基本思想 97

6.1.2 实验系统组成 99

6.1.3 地板构造层及相变材料 102

6.2 实验方案与数据处理 103

6.2.1 实验内容与工况 103

6.2.2 实验程序 104

6.2.3 数据处理 104

6.3 不同地板构造层采暖房间性能 106

6.3.1 充放热过程温度响应 106

6.3.2 充放热过程房间供热量 109

6.3.3 循环水流量的影响分析 110

6.4 本章小结 112

参考文献 113

第7章 结合夜间通风的相变蓄能建筑调温特性 114

7.1 问题描述与分析方法 114

7.1.1 问题描述 114

7.1.2 分析方法 114

7.2 蓄冷调温效果及因素分析 115

7.2.1 相变温度和潜热的影响 115

7.2.2 相变材料导热系数和厚度 117

7.2.3 换气次数的影响 119

7.3 本章小结 120

参考文献 120

第8章 自然能源结合相变蓄能的复合式建筑节能效果 122

8.1 相变蓄能结合太阳能、辅助热源的复合式采暖节能效果 122

8.1.1 复合式采暖系统描述 122

8.1.2 分析方法 122

8.1.3 复合式采暖系统效能 123

8.2 相变蓄能结合夜间通风、辅助冷源的复合式空调节能效果 128

8.2.1 复合式空调系统描述 128

8.2.2 分析方法 128

8.2.3 复合式空调系统效能 130

8.3 本章小结 135

参考文献 136

第9章 结论与展望 137

9.1 研究结论 137

9.2 研究展望 140

符号表 141