基于日光温室热环境的复合相变蓄热墙体蓄放热特性研究的任务书.docx

基于日光温室热环境的复合相变蓄热墙体蓄放热特性研究的任务书
任务书
一、研究背景
日光温室是一种可以近乎自然地控制温度和湿度的一种生态建筑形式，因为其能够利用日光透过壁体或顶棚直接向室内传递热能，从而形成内部温暖舒适的环境。然而，日光温室的热环境参数变化大，往往会导致室内温度波动，从而影响室内环境的舒适度和能量利用效率。因此，开发出一种既有良好的隔热性能，又能够实现热储能的建筑材料，能够有效地解决日光温室的这一问题。
二、研究目的
本研究旨在研究一种基于日光温室热环境的复合相变蓄热墙体，探究其蓄热、放热效果，为日光温室的建筑设计和能源利用提供技术支持与指导。具体研究内容包括：
1.设计制作复合相变储热板和墙体样板。
2.对比分析相变储热板材料和其他常用墙体材料的隔热性能，进行数值模拟分析，验证其隔热性能。
3.利用实验装置对复合相变蓄热墙体的相变储热性能、放热性能、温度分布等参数进行测试，建立热环境仿真模型。
4.基于测试结果和建立的模型，分别分析不同日照条件下的日光温室内部温度波动幅度和热能利用效率，并对比分析不同墙体材料的能量利用效率。
三、研究方法
（1）制作复合相变储热板和墙体样板：
参照相关材料文献，自制复合相变储热板和墙体样板。设计固定墙体尺寸，并将储热板和常规墙体材料进行复合，制作为复合相变储热墙体。
（2）数值模拟：
利用ANSYSFluent或者其他相关的计算软件，对复合相变储热墙体和其他常用墙体材料的热传导和储热特性进行数值模拟，分析不同墙体材料的隔热性能。
（3）实验测试：
研制相变储热板和墙体试验装置，利用装置对复合相变蓄热墙体的相变储热性能、放热性能、温度分布等参数进行测试。通过对测试结果的分析，建立热环境仿真模型，以分析不同日照条件下的日光温室内部温度波动幅度和热能利用效率，并对比分析不同墙体材料的能量利用效率。
四、研究内容
（1）复合相变储热板的制备
根据先前相关文献，制备复合相变储热板，通过复合不同材质与相变蓄热材料，使其具有良好的储热性和隔热性能。
（2）复合相变蓄热墙体的设计与制备
根据先前制备的相变储热板，将其粘贴在固定墙体上，制作为复合相变蓄热墙体。
（3）数值模拟分析
对复合相变储热墙体和其他常用墙体材料的热传导和储热特性进行数值模拟分析，分析不同墙体材料的隔热性能。
（4）相变储热性能测试
根据实验设计，进行相变储热性能测试，绘制复合相变蓄热墙体的相变储热特性曲线。
（5）热管理性能分析
通过实验测试数据，建立热管理仿真模型，分析不同日照条件下的日光温室内部温度波动幅度和热能利用效率，并对比分析不同墙体材料的能量利用效率。
五、研究预期成果
（1）设计制备成功复合相变储热板和墙体样板。
（2）通过数值模拟，验证复合相变墙体的隔热性能。
（3）通过相变储热性能测试，分析复合相变蓄热墙体的储热、放热特性。
（4）建立复合相变蓄热墙体的热环境仿真模型，分析不同日照条件下的日光温室内部温度波动幅度和热能利用效率，并对比分析不同墙体材料的能量利用效率。
六、研究进度
第一年：
1.回顾相关文献，熟悉相变储热材料的制备和储热机理；
2.根据先前文献，设计制备复合相变储热板；
3.实验测试相变储热性能，获得相变储热特性曲线；
4.分析设计制备复合相变蓄热墙体的可行性。
第二年：
1.根据测试结果，进行数值模拟分析，验证复合相变蓄热墙体的隔热性能；
2.制备复合相变墙体样板；
3.测试复合相变蓄热墙体的储热、放热特性；
4.建立热环境仿真模型，分析不同日照条件下的日光温室内部温度波动幅度和热能利用效率，并对比分析不同墙体材料的能量利用效率。
第三年：
1.根据仿真模型结果，总结复合相变蓄热墙体的优缺点；
2.比较不同材料的隔热性能和能量利用效率，得出不同墙体材料的适用场景；
3.完成研究报告和相关论文的撰写。
七、主要参考文献
1.Zhao,Y.,Liang,X.,Chen,F.,&Ge,H.(2021).Energystorageinphasechangematerialsanditspotentialapplicationsinbuildingenergyefficiency.AppliedEnergy,300,117051.
2.Xu,L.,Ye,X.,Yang,D.,&Wei,W.(2019).Experimentalinvestigationsontheperformanceofcompositephasechangewallboardwithphasechangematerialandexpandedpolystyrene.Sustainability,11(3),800.
3.Sun,L.,Ma,M.,Li,T.,Zhang,Y.,&Li,J.(2020).Experimentala