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建筑外围护结构对建筑冷热负荷及能耗水平有重要影响。基于相变蓄能技术的被动式建筑围护结构具有热容量大、蓄热能力强等特性,能有效衰减和延迟室外扰动对室内环境的影响,但存在导热系数小、吸放热效率低等问题。应用热电制冷(热)技术的主动式建筑围护结构具有响应迅速、能主动控制热流等优点,但存在热电芯片冷热端温差大、制冷效率低等缺点。本文将相变蓄能技术与热电制冷技术相结合,提出了一种相变-热电蓄能墙体系统。该墙体系统不仅具有热容量大、蓄热能力强和能主动控制热流等特性,还能有效提升相变材料的吸放热效率,降低热电芯片的冷热端温差,提高热电芯片的制冷效率,是一种理想的新型节能建筑围护结构。该围护结构能高效利用夏季夜间自然冷源和冬季日间太阳辐射,实现了夏季日间隔热制冷和冬季日间保温制热的功能,对促进建筑节能和降低建筑碳排放具有重要意义。本文首先介绍了相变-热电蓄能墙体系统的结构组成和工作原理;其次建立了该墙体系统的非稳态数学模型,以典型气象参数为输入条件,对墙体系统在夏热冬冷地区夏季和冬季的性能进行模拟和优化,并分析了电流、热电臂长度、相变材料厚度、相变潜热和相变温度等因素对该墙体系统性能的影响;最后利用模型对该墙体系统在不同气候区典型城市夏季和冬季的性能进行模拟和分析。该墙体系统在夏热冬冷地区的性能与各影响因素之间的关系如下:(1)该墙体系统在夏季应以隔热为主、制冷为辅,施加给墙体的工作电流应根据墙体内表面温度略低于室内空气温度来确定;在冬季则应同时考虑保温和制热,施加给墙体的工作电流应根据相变材料平均温度略高于室外空气温度来确定。(2)该墙体系统的性能随热电臂长度的增大而增强;但热电臂长度越长,增加热电臂长度对提高系统性能的效果会变得越小。(3)该墙体系统相变材料的厚度应以满足夏季隔热制冷的性能来确定;冬季工况时,应调整输入墙体的电流大小,以高效利用不同厚度的相变材料吸收太阳辐射的能力。(4)该墙体系统的最大制冷量、最大制冷效率以及墙体内表面最低温度与相变材料的相变潜热无关,相变潜热影响相变材料在墙体施加工作电流后持续有效的时间。(5)该墙体系统相变材料的相变温度应高于夏季平均温度2-4℃。该墙体系统在不同气候区典型城市夏季和冬季性能的模拟结果表明:(1)在严寒地区和寒冷地区,该墙体系统的夏季制冷量和制冷效率分别在25-30Wm-2和0.7-0.8之间,冬季制热量和制热效率分别在35-50Wm-2和1.2-1.6之间;在夏热冬冷地区,该墙体系统的夏季制冷量和制冷效率分别在10Wm-2和0.3左右,冬季制热量和制热效率分别在40Wm-2和1.2左右;在夏热冬暖地区,该墙体系统的夏季制冷量和制冷效率分别在5Wm-2和0.2左右,冬季制热量和制热效率分别在35Wm-2和4.3左右;在温和地区,该墙体系统冬季制热量和制热效率分别在61Wm-2和1.8左右。(2)该墙体系统在严寒地区和寒冷地区夏季和冬季的性能较为均衡,在夏热冬冷地区和夏热冬暖地区夏季的性能相对较差,冬季的性能相对较好。(3)在夏季昼夜温差较大的地区,该墙体系统的隔热制冷性能更优;在冬季太阳辐射较大的地区,该墙体系统的保温制热性能更优。相变-热电蓄能墙体系统是集建筑-相变-热电于一体的节能型建筑围护结构,具有夏季日间隔热制冷和冬季日间保温制热的功能,实现了对夏季夜间自然冷源和冬季日间太阳辐射的高效利用,为新型建筑围护结构的设计和优化提供参考。