特朗贝墙体热性能分析
PV-Trombe墙系统的实验研究

学士学位论文PV-Trombe墙系统的实验研究Experimental Study on PV-Trombe Wall System2022年4月26日目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (4)第1节太阳能光伏与光热技术 (4)第2节太阳能光伏建筑一体化与光热建筑一体化 (7)第3节太阳能光伏光热建筑一体化 (9)第2章PV-Trombe墙系统 (13)第1节PV-Trombe墙系统的工作原理 (13)第2节PV-Trombe墙系统的数学模型 (17)第3章PV-Trombe墙的实验设计与性能探究 (23)第1节试验设计与试验安排 (23)第2节实验综合分析 (25)全文小结 (35)参考文献 (35)摘要在能源紧缺,资源告急,环境污染日益严重的今天,充分利用太阳能是解决当今社会一系列不和谐问题的十分有效的途径之一。
最近几年,在新能源利用领域,光伏技术迅速发展,无论在光电转换效率、市场占有率还是在价格定位等方面都有新的突破,但是该技术距离达到广泛而普遍的运用以及与其他技术的结合还有相当长的一段路要走,比如光伏光热相结合技术、光伏光热建筑一体化技术等等。
然而,至于BIPV技术,现有的研究主要集中于提高光伏模块本身的光电效率,并没有在意其副产品的有效利用,如热水或热空气等系统冷却流体。
另外,经济性也是BIPV 系统的应用中应该考虑的问题。
因而作为科研工作者我们务必在提高BIPV系统的功能性的同时还要进一步降低产品的实际成本。
对此,本文对“光伏光热建筑一体化(BIPV/T)系统”这种应用太阳能同时发电供热的新系统进行一番详细介绍,并着重对其中的PV-Trombe墙进行具体而全面的研究。
BIPV/T 系统实质上是在建筑围护结构外表面铺设光伏模块或直接取代外围结构,并在模块背面采取水冷或风冷模式,且对流体带走的热量加以利用,同时产生电、热俩种能量收益,提高了系统的太阳能综合利用效率。
而组成BIPV/T系统的重要组成部分之一——新型PV-Trombe墙,我们结合在光伏电池模块的背面铺设流道、通过流体带走热量的思想,提出一种新的太阳能光伏光热建筑一体化方案:在Trombe墙的玻璃盖板背面贴上光伏电池就构成了新型的带有光伏电池的Trombe墙,即PV-Trombe墙。
特朗勃墙

特朗勃墙特朗勃墙系统是一项用于提供经济适用的采暖通风解决方案的太阳能高科技新技术。
我们生产的特朗勃墙板是在铝板表面镀上一层热转换效率达85%以上的高科技涂层,并用高速钻床在板上穿有许多微小孔缝,经过特殊设计和加工处理制成的,能最大限度地将太阳能转换成热能。
特朗勃墙系统的工作原理:室外新鲜空气经特朗勃墙系统加热后由风机经高效过滤膜(HEPA)泵入室内,置换室内污浊空气,起到供暖和换气的双重功效。
简单地说,特朗勃墙可以最大限度地利用太阳能,将其转换成热能,以热空气的形式传递到室内,尤其适用于冬夏温差比大的地方及高寒区域。
其突出优点在于(1)造价低廉,无需维护,并且容易与建筑立面相结合;(2)供热量大,微能耗,从而降低运行费用;(3)提供新鲜空气,改善居民的室内环境,预防疾病。
(4)由于不断的技术改良,特朗勃墙系统的成本大大下降。
它作为一种外装饰材料,具有美观、醒目的特点。
技术指标特朗勃墙系统的技术指标:经过测试,每平方米特朗勃墙板在冬季日照正常情况下可向建筑物内提供40m/h高于室外空气17~35℃的新鲜空气,每年可减少标准煤耗150kg。
特朗勃墙新风系统在夏季可以为建筑起到遮荫的作用,相比没有特朗勃墙覆盖的墙面低5℃左右,间接地为空调节约了能源。
由于特朗勃墙系统增加了墙面的隔热系数,可使室内冬暖夏凉,这是其他采暖设施无法比拟的。
特朗勃墙技术目前巳广泛使用于加拿大、美国、欧洲及日本的住宅、厂房、学校、办公楼等不同用途的建筑上。
经济效益分析安装1m特朗勃墙板需要1600元(包括框架材料),安装lm玻璃幕墙需要800元左右(高档的玻璃幕墙造价可达1000元以上),用特朗勃墙板代替玻璃幕墙只需要多花800元。
而特朗勃墙板在冬季会以每天3.9元的回报速度来回馈用户,以此速度来计算只需要205天便能收回特朗勃墙建设的全部投资。
特朗勃墙板的使用寿命在30年以上,无须维护,以每年能源价格上涨幅度为3%、通货膨胀率为25%、银行折现率(长期)为9%来计算,特朗勃墙系统在30年内给业主带来的平均投资回报率为17.5%。
兰州市特朗勃墙墙体结构及冬季室内热环境分析

兰州市特朗勃墙墙体结构及冬季室内热环境分析兰州市特朗勃墙墙体结构及冬季室内热环境分析随着人们对室内舒适度和能源节约的要求越来越高,建筑墙体的热性能成为了建筑工程领域的研究热点之一。
而在兰州市这样的北方城市,冬季严寒季节的室内热环境对人们生活的舒适度提出了更高的要求。
本文将以兰州市常见的特朗勃墙墙体结构为例,对其冬季室内热环境进行分析,并提出相应的改进方法。
特朗勃墙墙体结构是一种常见的建筑外墙结构,它由内外两层不同材质的墙体构成,中间夹有一层保温材料。
在兰州市这样的严寒地区,特朗勃墙的保温性能对冬季室内热环境至关重要。
然而,由于墙体结构和材料的不同,特朗勃墙的热传导问题成为了影响室内热环境的重要因素。
首先,我们来分析特朗勃墙内外两层材料的传热特性。
一般情况下,特朗勃墙的内外两层材料分别为砖墙和石膏板。
在冬季室外寒冷的环境下,特朗勃墙外层的传热系数较高,容易导致室内热量的损失。
因此,我们可以考虑在特朗勃墙外层覆盖保温材料,如聚苯乙烯泡沫板,以提高外墙的保温性能。
其次,保温材料的选择也对特朗勃墙的热传导有重要影响。
常见的特朗勃墙保温材料有聚苯板、岩棉等。
通过对比分析,我们发现聚苯板的热传导系数较低,能够有效地减少热量的传输。
因此,在兰州市的冬季,建议选择聚苯板作为特朗勃墙的保温材料,以提高室内热环境的舒适度。
此外,特朗勃墙墙体结构的施工质量也对冬季室内热环境影响不容忽视。
在施工过程中,应注意墙体之间的接缝是否严密,以避免热桥效应的产生。
此外,墙体的保温材料在施工时应正确安装,以确保其完整性和连续性。
最后,我们需要对特朗勃墙的结构进行适当的改进,以提高墙体的隔热性能。
可以采用双层特朗勃墙的结构,即在内外层墙体之间增加一层保温层,进一步减少热量传输。
此外,还可以采用空气层作为保温材料,通过空气的良好隔热特性,来提高特朗勃墙的保温性能。
总之,兰州市特朗勃墙墙体结构在冬季室内热环境中起着重要作用。
通过合理选择墙体材料、增加保温层和改进墙体结构等方法,可以有效改善冬季室内热环境,提高人们的生活舒适度。
日光温室墙体及栽培基质热通量特性分析

日光温室墙体及栽培基质热通量特性分析日光温室墙体及栽培基质热通量特性分析随着人们对绿色环保农业的重视日益增加,日光温室作为一种重要的农业生产设施,被广泛应用于蔬菜、花卉等作物的种植和培育。
日光温室的高效利用与节能是提高温室农业生产效益的关键所在。
其中,温室墙体和栽培基质作为温室热量交换的重要组成部分,其热通量特性的分析和研究对温室设计和能源节约具有重要意义。
首先,我们来分析日光温室墙体的热通量特性。
温室墙体作为温室与外界热量交换的重要界面,其热通量特性主要与墙体的热传导、辐射和对流热交换有关。
墙体热传导主要通过墙体材料的导热系数来确定,导热系数越小,墙体热传导能力越弱,温室内外温度差异越小。
而墙体辐射和对流热交换主要取决于墙体表面的热辐射率和与外界的对流传热系数。
为了减少热通量的流失,可以采用保温材料和增加墙体表面的热辐射率,进一步提高温室的保温性能。
其次,我们来分析栽培基质的热通量特性。
栽培基质是温室内植物生长和水分供给的重要介质,其热通量特性主要与基质的导热性、热容性和水分含量有关。
栽培基质的导热性决定了热量在基质中的传导速率,导热系数越大,热传导速率越快。
而热容性则决定了基质吸收和释放热量的能力,热容量越大,吸收和释放热量的能力越强。
水分含量对基质的热通量也有影响,水分的蒸发和凝结过程会吸收或释放热量,从而影响栽培基质的热量传递。
综合考虑温室墙体和栽培基质的热通量特性,可以进行有效的节能措施和温室设计。
首先,通过选择具有较低导热系数的墙体材料,减少墙体热传导损失。
其次,采用保温材料包覆墙体,提高墙体的保温性能。
在栽培基质方面,可以选择导热系数较低、热容量较大的基质材料,以减少基质热量的损失。
并且,合理调节温室内外的水分含量,降低水分蒸发和凝结过程带来的热量损失。
此外,还可以利用太阳能、地热能等可再生能源对温室进行供热,进一步提高温室的能源利用效率。
总的来说,日光温室墙体和栽培基质的热通量特性对温室的保温性能和能源利用效率具有重要影响。
特朗勃墙通风孔结构优化研究

特朗勃墙通风孔结构优化研究特朗勃墙通风孔结构优化研究摘要:特朗勃墙作为建筑物的重要隔热材料,其隔热效果与通风孔结构的设计密切相关。
本文通过对特朗勃墙通风孔结构的优化研究,旨在提高特朗勃墙的隔热效果和通风性能。
首先,通过对现有通风孔结构的分析,确定通风孔尺寸和布局的合理范围。
然后,采用CFD软件模拟了特朗勃墙通风孔结构的内部流场,并通过对比分析,提出了一种优化的通风孔结构。
最后,通过实验验证了所提出的优化结构在改善特朗勃墙隔热效果和通风性能方面的有效性。
关键词:特朗勃墙;通风孔;结构优化;流场模拟;实验验证1. 引言特朗勃墙是一种常用于建筑物隔热的材料,其具有良好的保温性能和隔音效果。
然而,特朗勃墙通风孔结构的设计与隔热效果和通风性能密切相关。
因此,对特朗勃墙通风孔结构进行优化研究具有重要意义。
2. 通风孔结构的分析与优化2.1 通风孔尺寸的确定为了确定合理的通风孔尺寸,我们首先需要考虑特朗勃墙的材料和厚度。
特朗勃墙材料具有一定的导热性能,通风孔的存在会导致热量的传导,因此通风孔尺寸应尽量小,以减少热量的损失。
同时,通风孔尺寸也要保证足够大,以满足室内空气的正常通风需求。
经过对比分析,确定了通风孔尺寸的合理范围。
2.2 通风孔布局的优化通风孔的布局对特朗勃墙的通风性能和隔热效果具有重要影响。
一般情况下,通风孔布局应均匀分布,以保证通风效果的均衡。
通过对现有通风孔布局的分析和对比,确定了一种优化的通风孔布局方式。
3. 特朗勃墙通风孔结构的流场模拟为了进一步研究特朗勃墙通风孔结构的内部流场特性,我们使用了CFD软件进行了模拟。
通过对比分析不同通风孔结构的流场状况,我们可以评估不同结构对通风性能的影响,并进一步优化通风孔结构的设计。
4. 实验验证为了验证所提出的优化通风孔结构在改善特朗勃墙隔热效果和通风性能方面的有效性,我们进行了实验。
通过测量特朗勃墙在不同条件下的隔热性能和通风性能,与优化前的通风孔结构进行对比,验证了优化结构的有效性。
特朗伯墙的工作原理

特朗伯墙的工作原理
特朗伯墙是一种无机械动力、无传统能源消耗、仅依靠被动式收集太阳能为建筑供暖的集热墙体。
其工作原理如下:
- 冬季白天:有太阳时,在集热墙与外层玻璃之间出现温室效应,薄片间层的空气被加热,通过集热墙顶部与底部的通风孔可以向室内对流供暖。
- 冬季夜间:依靠墙体本身的储热则可向室内辐射供暖。
在晚上,特朗伯墙上下两处的通风孔要关闭,玻璃和墙体之间最好设置绝热窗帘或百叶,以防止墙体向室内辐射传热的同时也向室外辐射散热。
- 夏季白天:在集热墙和玻璃之间设置绝热窗帘或百叶等绝热层,绝热层外表面用浅色或铝箔以尽可能地反射太阳辐射。
玻璃窗的顶部和底部的通风孔均开启,玻璃与绝热层之间的空气受太阳辐射加热上升,由顶部通风孔流出,冷空气则由底部通风孔进来,在此空气间层保持空气流动,避免温室效应造成的热空气在间层处聚积。
- 夏季夜间:玻璃上的上下两个通风孔依然保持开启,但此时,将墙体外挂的活动绝热窗帘等绝热层移开,使特朗伯墙的墙体向室外辐射散热,得到冷却。
墙体冷却以后可继续从室内吸收热量。
同时打开集热墙的上下两个开口,室外的冷空气从下口进入室内,室内热空气从上口排出,室外夜间冷空气同室内交换。
封闭方腔特朗勃墙在典型冬季工况的运行情况

封闭方腔特朗勃墙在典型冬季工况的运行情况
张肖肖;王广润;蒋斌
【期刊名称】《节能》
【年(卷),期】2022(41)7
【摘要】利用Gambit软件建立了封闭方腔特朗勃墙与普通墙的物理模型,并通过Fluent软件计算在冬季典型工况下墙体内的温度分布情况以分析封闭方腔特朗勃墙的运行情况。
结果表明:采用封闭方腔的形式时,特朗勃墙的蓄热能力有所增强。
在72 h内,特朗勃墙内侧温度始终高于室内温度,向室内散热。
由于特朗勃墙内方腔的自然对流较为强烈,导致“被动模式”下特朗勃墙的综合集热效率较低,仅为30.46%。
通过与普通墙体的对比,可以得到单位面积的特朗勃墙可以抵消1.91倍普通墙体的围护结构热负荷。
【总页数】4页(P39-42)
【作者】张肖肖;王广润;蒋斌
【作者单位】山东天力能源股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU111.4
【相关文献】
1.太阳房的特朗勃墙与高效集热墙的对比分析
2.被动式太阳房冬季平均室温的予测及特朗勃墙的集热效率
3.夏热冬冷地区特朗勃墙冬季性能模拟
4.导流式特朗勃墙在预制舱变电站中的应用
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Trombe墙的优化及其性能的研究

谢 谢! 望指正!
假定:(1)空气的所有物性参数除密度遵循Boussinesq 假设外均视为 常数,即仅考虑空气密度变化对浮升力的影响。
(2)Trombe墙体内空气的流动为不可压、稳态﹑紊流;
1)、连续性方程 i 0
2)、动量方程
xi
ti( xijj) 1 x i xj(l) x jigi
3)、能量方程
研究方法
研究方法
(1)本文采用二维数值模拟的方法 (2)对控制方程用有限容积法离散 (3)速度与压力之间的耦合采用半隐式SIMPLE 算法。 (4)对流项的离散格式采用二阶迎风格式。 (5)离散的代数方程组用TDMA 进行整场求解。 (6)收敛判据:能量方程的收敛指标为10-6 ,其它的方 程为10-5 。 (7)本论文选择了三套网格,尺寸分别为70×70, 50×50,20×20. 50×50与20×20相比较,数据相差在 5%之内。所以,本文选择50×50
与未优化的Trombe 墙相比,在壁面热流密度不变
情况下,风场速度越大,优化结构的通风量增长幅 度越大;当速度不变,随着热流密度的增大,优化 结构的通风量增长幅度变小。
风场速度越大,壁面热流密度越小,Trombe 墙出口
设置百叶的优化结构强化自然通风的效果越好。
致谢
本文内容得到: 国家自然科学基金项目( No. 51106103 ) 的资助,特此致谢。
Trombe墙的优化及其性能研究
目录
1 课题研究背景及意义
本文目录 结构
2研究内容与研究方法 3 物理问题与数学模型
4 结果分析
5 主要结论
课题研究背 景及意义
1 课题研究背景及意义
课题研究背景 课题研究意义
随着能源紧缺和人们对环境要求的 提高,通过新能源来实现建筑节能受 到越来越多的关注。 Trombe墙就是利用太阳能和风能来 强化室内自然通风,从而实现室内降 温降湿,提高空气品质的技术。 从现有文献看,大部分研究只考虑 热压对通风量的影响,然而,实际中 往往风压与热压共同对通风量进行影 响,有时分压对热压有抑制的作用。
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特朗贝墙体热性能研究的综述与分析摘要:特朗贝墙系统优化和热性能的研究对于推广其使用至关重要。
本文从研究方法等多方面对国内外特朗贝墙热性能的研究进展进行了综合分析和评价,提出了目前特朗贝墙热特性研究中所存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。
关键词:特朗贝墙体热性能研究评价
1.引言
特朗贝墙系统的发展已有几十年的历史,其结构形式和材料都有了一定程度的改进。
针对特朗贝墙系统热性能的理论和实验研究也有了很大进展,建立了比较成熟的数学模型。
特朗贝墙的传热研究涉及到优化被动式太阳能建筑设计等多个重要方面,人们在特朗贝墙的热特性研究领域作了大量的工作。
随着被动式太阳能建筑的普及和特朗贝墙研究方法及运算工具的改进,特朗贝墙系统优化和热性能的研究取得了很大进展。
2. 特朗贝墙发展历程
2.1 特朗贝墙的构造原理
特朗贝墙通常是由0.2~0.4米厚的混凝土墙表面涂黑或加吸热板,外面覆盖单层或双层玻璃,玻璃与重质墙的距离是0.02~0.15米,形成一个小的空气间隙,重质墙和玻璃盖板上下分别开有通风口。
重质墙外面涂有高吸收率和低反射率的选择性涂层,既可以吸收太阳光谱中所有的可见光,又可以减少墙体向玻璃的红外辐射,增强墙体的热工性能。
冬季,太阳辐射热透过玻璃被黑色表面吸收
并贮存在墙内,通过空气在间层内的循环和墙体的导热作用传入室内(如图1a)。
夏季,白天使用浅色反光卷帘避免黑色墙体表面吸收过多的太阳辐射,防止室内过热。
夜晚将外通风口打开,利用室外空气冷却墙体,并将多余的冷量蓄积在重质墙内,起到被动式降温的作用(如图1b)。
研究表明,0.4米厚的墙体将热量传入室内大约需要延迟8到10小时,使得室内大大减少了对常规采暖和降温的需要。
(a) 冬季采暖 (a) 夏季降温
图1特朗贝墙工作原理
2.2 特朗贝墙的发展
世界上最早的特朗贝墙是1960年由trombe和mechel在法国的c.n.r.s.实验室建成。
它在闷晒墙(mass wall)的基础上增加了两个通风口,改善了由于重质墙的热容量大导致向阳吸热面的温升缓慢及向室内的供热有限的问题,大大提高了特朗贝墙的热效率。
但是,当环境温度较低时,重质墙向环境的热损失很大。
所以
j.k.nayak等印度学者在1982年对使用夜间可移动外保温板的特朗贝墙系统进行了理论分析,得出使用夜间外保温可以向室内多提供10%的热量。
尔后,为进一步提高特朗贝墙的热性能,r.ben.yedder 等加拿大学者分别在1989年和1987年对使用与寒冷地区的,增加吸热保温层的特朗贝墙结构的传热过程及设计尺寸进行了探讨。
w.smolec等印度学者等在1990年对特朗贝墙系统进行冬季换热模型研究时,提出了在间层内使用保温卷帘的方案,这种形式比
j.k.nayak可移动保温板系统在工程实际中更具有可行性。
随着特朗贝墙系统的热性能研究的深入又发现,运行较长时间后, 重质墙和玻璃盖板上会因空气流动而积尘, 影响对太阳辐射的吸收和透过性能,所以又出现了在间层内增加吸热板的结构,1996年法国学者f.mootz等对使用轻质墙体的特朗贝墙系统传热过程进行了数值模拟,讨论不同空气间层尺寸和吸热板摆放位置对其热性能的影响。
伴随着人们对室内热舒适性的要求,特朗贝墙夏季过热的问题也越来越受到关注,1998年泰国人j.hirunlabh等对一种类似特朗贝墙结构的夏季降温系统的设计进行了实验讨论。
guohui gan等讨论了增设外通风口的特朗贝墙系统的设计尺寸与夏季降温能力之间的关系,并用实验数据进行了验证。
综合前人的研究成果,陈滨等中国学者2003年在中国大连建造了实体大的具有外通风口和内置遮阳卷帘的特朗贝墙实验房,对其冬季热性能和夏季降温效果进行了理论和实验研究。
3.特朗贝墙热性能研究
特朗贝墙作为一种发展比较成熟的被动式太阳能部件,已经广泛应用于被动式太阳能建筑中。
特朗贝墙热性能研究已有几十年的历史,通过实验研究、理论研究以及理论和实验相结合的方法,在间层内空气对流换热、特朗贝墙系统热性能评价等多方面都形成了比较严密的研究体系。
3.1 研究手段
3.1.1 实验研究
实验研究主要是针对已建成的系统或缩小比例的实验模型进行分析其热工性能。
用实验方法确定墙体热特性,就是在一定的实验条件下,通过测量特朗贝墙的墙体温度等参数,根据实验数据计算墙体的热特性参数的方法。
3.1.2理论研究
理论研究方法是通过对特定的特朗贝墙结构及材料进行某些假设和简化,使之成为易于处理的物理模型,然后将传热的基本方程应用到该物理模型上, 进而抽象为数学模型,求解方程可以得到反应特朗贝墙热特性的某些参数,再将这些参数应用到实际负荷计算及传热分析中。
这些数学模型通常以室内外温度等作为输入量,根据传热学和流体力学理论,对特朗贝墙的温度场分布等通过解析计算或数值计算的方法进行求解。
3.2 研究内容
3.2.1对流换热
对流换热研究主要是根据连续性方程、能量方程、动量方程及合理的边界条件,通过解析或数值计算的方法,分析空气间层内空气的流态、循环方向,求解特朗贝墙空气间层速度场分布、温度场分布以及空气流率,进而计算特朗贝墙的对流换热量。
3.2.2 导热换热
对于墙体导热方面的研究主要根据导热方程,利用解析计算或数值计算的方法,对墙体的导热过程进行研究。
主要分为稳态分析法和动态分析法。
墙体的稳态分析法常采用的是集总参数法,该法是把墙体人为的划分成许多离散的网络,仿照电路电阻-电容(rc)分析方法来研究墙体的传递函数。
这种方法直观易懂,但使用时为了不造成解的震荡,需要把网络分得很细,而且对不同的外界条件,墙体内的温度分布及墙体的传递函数必须重新计算。
在对墙体动态的热过程进行分析时,常用谐波分析法和反应系数法。
谐波法用来解边界条件成周期变化时的导热微分方程。
热反应系数法是1967年由加拿大的学者mitalas g.p.和stephenson d.g.等人提出的,这种方法是在已知墙体各层材料热物性参数的情况下,对传热方程进行拉普拉斯变换,通过求解其特征方程的根,计算其热反应系数。
3.2.3 辐射换热
辐射换热分析是根据光学原理结合太阳辐射周期性的变化规律,分析使用不同材料的透明覆盖及墙体吸收表面对墙体吸热量的影响。
研究的目的是为了特朗贝墙系统可以在冬季尽可能减少热损失的情况下,最大限度的接收太阳辐射热。
3.2.4系统热性能评价
系统热性能评价是根据能量方程、热平衡方程等计算特朗贝墙系统的温度场等热特性参数,将三种传热基本方式的的耦合起来评价特朗贝墙系统的热性能。
以此为特朗贝墙系统选型设计提供依据。
3.3 被动式太阳房热工设计软件的发展
1976 年,j . d. balcomb 编出集热墙式被动暖房的模拟程序pasole ,当年冬天,建立了并排的试验小室,并投入运行,利用试验结果对pasole 进行了验证。
1977 年春,balcomb 等人利用验证的程序模拟分析了不同气象条件对热工性能的影响。
根据模拟分析、小室试验和居室测试结果以及由此发展的一些简化计算、设计方法,于1980 年出版了被动式太阳能设计手册。
4 特朗贝墙热特性分析研究的应用
虽然特朗贝墙研究领域,人们已经能够对墙体的非稳态传热问题进行比较全面的描述和求解。
但非稳态传热研究通常采用数值模拟方法,计算出来的结果大都缺少实验数据的验证,模型的准确性缺乏可靠性。
所以在实际的建筑工程应用中,模拟和预测特朗贝墙内的空气流动和传热时的主要理论仍然是稳态条件下的传热计算。
这一方法较为简便且易于掌握,但是该法的数学模型建立在一系列假设的基础上,求解条件一般设定为稳态边界条件,没考虑上述边界条件变化时的温度和气流分布状况,也没有考虑围护结构热惰性因素的影响,所以并不能全面反映特朗贝墙的传热过程。
5.结论与展望
虽然经过几十年的研究,特朗贝墙热性能的理论和实验研究有了很大进展,建立了比较成熟的数学模型。
但是由于其实际传热过程复杂,问题的干扰因素过多且不同结构尺寸等原因,使已建立的模型相对于实际情况假设过多而不能十分准确地描述真实的传热情况。
目前特朗贝墙的研究主要还存在以下三方面问题:
1)在计算间层内空气对流换热量时对流换热系数的确定。
目前使用的对流换热系数的公式多依据大平板对流换热理论,忽略了摩擦力的影响。
2)简化的计算模型通常假设墙体壁面和玻璃内壁面的温度均一,这使得计算结果与实际情况误差较大。
3)关于特朗贝墙夏季热性能的研究非常匮乏,而夏季过热正是被动式太阳能技术能否普遍推广使用的症结。
另外,总结国内外研究也不难发现,特朗贝墙热性能的实验研究较少,这使得多数模型缺少实验验证,降低了模型的可靠性。
而且,特朗贝墙运行控制方面的研究几乎是无人涉足的空白领域。
而研究特朗贝墙的控制规律不仅对优化被动式太阳房的设计有指导作用,而且对节约能源等方面都具有很重要的实际意义。