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相变蓄热火墙壁面温度沿斜率为0.56的指数函数下

时间:2010-12-18 13:20来源:未知 作者:admin 点击:
实验对比分析 本实验在一天中分三个阶段对火墙进行加热供暖,第一阶段:上午8:00-9:00,第二阶段:下午13:00-14:00,第三阶段:傍晚21:00-22:00。火墙壁面温度达到70-80℃时,停止燃煤加热

实验对比分析
本实验在一天中分三个阶段对火墙进行加热供暖,第一阶段:上午8:00-9:00,第二阶段:下午13:00-14:00,第三阶段:傍晚21:00-22:00。火墙壁面温度达到70-80℃时,停止燃煤加热。其他时间为间歇采暖时间。
 
图10火墙壁面温度升高对比变化图               图11采暖间歇时火墙壁面温度变化对比图
图10给出了上午8:00对室内采暖时,两种形式的火墙壁面温度的对比变化图。传统火墙壁面在加热一个半小时后达到最高温度95℃,而相变蓄热火墙壁面温度达到95℃的时间比传统火墙延后0.5小时。这与模拟的结果相一致。说明相变材料熔化吸热并将热量转变为相变潜热储存起来。在加热过后,相变蓄热火墙壁面的温度下降缓慢。
如图11所示,在夜晚采暖间歇时,相变蓄热火墙壁面温度沿斜率为0.56的指数函数下降,而传统火墙壁面温度沿斜率为0.726的指数函数下降。相变蓄热火墙壁面的温度下降幅度小于传统火墙壁面的温度下降幅度。从总体上看,相变蓄热火墙壁面的温度高于传统火墙壁面温度,温度下降缓慢。采暖间歇时,两种形式的火墙壁面温度大约相差4℃。说明达到相变点时,相变材料储存的热量得以释放,有效地控制了火墙壁面的温度。
如图12所示,取三种形式火墙的平均热流密度变化值进行比较,图中数据说明相变蓄热火墙壁面和传统水平烟道式火墙壁面的传热量大致相近,单位面积传热量分别为3.044kw/㎡和2.828kw/㎡;相变蓄热火墙的热流密度略高一些。这与前述计算结果相一致。点洞式火墙的热流密度值低于前两种火墙的热流值,传热效果不是很理想,平均单位面积传热量仅为2.505kw/㎡。
如图13所示,利用相变蓄热火墙取暖的房间室内平均温度为16℃,一天中室内的最高温度出现在的10:00、13:30、22:00,最高能够达到22℃,一天中的最低温度出现在的7:00、18:00,最低达到10℃;温差为12℃。而利用传统火墙取暖的房间室内平均温度达到15.5℃,一天中室内的最高温度为23℃,最低温度为8℃;温差为15℃,温度波动范围较大。说明应用相变蓄热火墙采暖有利于维持室内温度恒定,减小室内温差波动。其主要原因是在采暖加热时,相变材料吸收的热量较多,使火墙壁面温度上升缓慢,间接导致室内温度上升缓慢。而在采暖间歇阶段,相变蓄热火墙存在将相变材料储存的热量释放到室内的过程;与传统火墙采暖的房间相比,能够使室内的舒适温度多持续大约1小时,在维持室温方面起到时间延迟的作用。应用两种火墙体系采暖的对比房间室内温度波动相差大约2℃。
 
图12三种形式火墙的热流密度对比图                     图13对比房间的室内温度变化对比图

(责任编辑:冲锋)
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