相变建筑材料在建筑节能领域的应用探讨

1、相变建筑材料在建筑节能领域的应用探讨汇报小组：601&602 汇报人：XXX目录目录电子通讯行业面临的问题有关调查数据表明：中国北部运用于建筑采暖消耗的能源高达总体能源总数的 20% 2010 年我国的建筑用能已达全国社会能源消费总量的 32.6%。等到 2020 年的时候，中国建筑耗能将占整个社会能耗的比重可达到 50%，建筑面积将占全部耕地面积的 49%，建筑污染物将占总污染排放 28%以上。在将来我们将会为如今能源消耗和浪费付出巨大的代价。因此，如何保证电子设备的正常运行，降低室内制冷系统的能耗成为节能研究的重中之重。1项目背景半导体制冷目前发展现状目前常用的电子设备降温方法主要为半导体

2、制冷，其优点是简单，无机械运动部件，寿命长，无需制冷剂，体积小。冷却速度可通过调节直流电压控制，灵活方便。但半导体依靠热电堆产生制冷效果，制冷过程中消耗电能产生所需要的冷量，能量从高品质的电能转化为热能，能效较低；且半导体制冷过程中要求冷热两端的温差保持在25-30 oC以达到较好的制冷效果。因此，如何保持半导体制冷需要的冷热两端温差，提高其制冷效率，是电子系统降低能耗的重点工作。2项目背景热管由于其重量轻、传热效率高等优点在航天领域应用广泛。热管分为蒸发段、绝热段和冷凝段三部分，如图所示。热管内部通过循环工质的汽、液相变传热，热阻很小，具有很高的导热能力，导热系数可达105W/m，与银、铜、

3、铝等金属相比，单位重量的热管可多传递几个数量级的热量。热管的超导热性可应用于半导体侧热端热量的释放，快速带走半导体热管产生的热量，提高半导体的制冷能效。当前热管换热技术冷凝段绝热段蒸发段3项目背景本项目拟结合半导体制冷技术和热管换热技术开发热管半导体制冷系统，利用半导体快速灵活制冷降温的特点和热管的超导特征，高效地带走电子设备的散热量，提高半导体制冷的能效比，降低电子设备的制冷能耗。维护简单热管散热半导体制冷无机械磨损无制冷剂-环保体积小布置随意直流电压可调散热能力强无风扇无噪音性价比高4目录项目背景 Background预期目标 Expected goal开发内容Development of

4、 content技术关键 Key of technology开发内容1半导体制冷的理论耦合，保证半导体热端热量的有效释放。2半导体制冷与热管散热的传热耦合，尤其是半导体制冷热端的散热量与热管吸热量的耦合。3热管散热和半导体制冷的实验研究，找出最优的电子元件、半导体制冷、热管散热的匹配方式5开发内容1、半导体制冷的理论研究 一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连成电偶对时，在电路中接上直流电流，发生能量的转移。当电流方向由N至P时，半导体材料温度降低，从外界吸收热量，成为冷端；当电流方向由P至N时，半导体材料温度升高，向外界释放热量，成为热端。半导体热端热量的及时有效释放是提高其能效的方法之一

5、，相同边界条件下，热端温度越高，得到的制冷量越小，半导体制冷效率越低。为保证半导体热端热量的有效释放，热端的发热原理，尤其是热端散热量和冷端吸热量的关系研究必不可少。6开发内容2、半导体制冷与热管散热的传热耦合研究半导体制冷元件热端的散热量与热管散热器的吸热量。知其中半导体制冷元件热端的散热量主要取决于需降温元件的制冷量需求，即电子元件的散热量；热管散热器的吸热量取决于热管单元的大小、结构、翅片、工作介质充注量、工作压力等。6开发内容3、热管散热和半导体制冷的实验研究设计电子元件散热模拟箱体，实验研究热管散热半导体制冷的应用效果。确保电子元件散热量的有效散失；验证热管散热半导体制冷的应用效果，

6、实验过程中模拟不同电子元件散热量，对比热管散热器在不同工况下的应用效果，找出最优的电子元件、半导体制冷、热管散热的匹配方式。8热管侧散热半导体制冷进风出风出风进风目录项目背景 Background预期目标 Expected goal开发内容Development of content技术关键 Key of technology技术关键半导体制冷过程中不同的输入电流可产生不同的制冷量和散热量，热管的吸热量也和工质的充注量、工作压力、翅片间距等相关，如何设计半导体制冷单元冷端制冷量与电子设备散热量的匹配、半导体制冷单元热端散热量与热管散热器吸热量的匹配，保证电子设备的散热量可被半导体制冷单元冷端有

7、效吸收，成为本项目的关键技术之一。项目拟采用Matlab和Maple软件模拟计算半导体制冷和热管吸热的动态过程，结合能量平衡方程，建立两换热元件之间的传热耦合模型。半导体制冷与热管散热的传热耦合9目录项目背景 Background预期目标 Expected goal开发内容Development of content技术关键 Key of technology11预期目标1、开发热管半导体制冷系统一套针对电子设备的发热量特征，开发适合电子设备大发热量、快速制冷的特征，提高半导体制冷能效10%以上。预期目标1322、设计半导体制冷元件和热管散热器的优化配置方法建立不同结构布置下热管半导体制冷系统的能效评估模型，分析该新型半导体制冷系统的节能潜质。3、发表学术论文两篇12谢谢聆听！指导老师：孙小琴 汇报人：杨艳佳Thanks for listening！项目思路1234电子通讯行业能耗巨大半导体制冷技术优势明显热管散热技术效果突出通过两者结合，降低通讯行业能耗目录项目背景 Background预期目标 Expected goal开发内容Development of content技术关键 Key of technology目录节能要求 Background应用实例 Expected goal开发内容Dev