节能专家的盛宴

绿色环保杰作

澳洲墨尔本市议会2号楼

城市中的 绿色愿景

澳洲墨尔本市议会2号楼 (CH2)

澳洲墨尔本市议会2号楼(CH2)是在《 2010年城市规划》中提出的建设项目。迈向繁荣和可持续发展的城市,是墨尔本市2000年时的主要规划策略。其中的四个战略方向之一,便是让墨尔本成为一个对环境负责任的城市(ERC)。

作为市议会政策的一部分,正如议会在城市气候保护承诺中所概述的,CH2的建设采用了各种新型环保技术,成为了一个试验场。 CH2采用大量节能措施的主要驱动力就是减少建筑物对温室效应的影响。

本项目通过超前的建筑设计,绿色能源的供应以及通过设立碳冷盘来抵消碳排放量。

在这个项目中应用了相变材料(PCM)E15作冷却面板或梁的主要热能供应源。为此,在该项目的过程中成功地进行了检测,开发并最终确认了相变材料在工程中应用的可行性,这种相变材料为绿色环保行业提供了一种创新,高效而且可靠的物料,其成就在绿色环保行业界现已广为人知。

让相变材料结冰的洒水塔

相变蓄能系统被动冷冻天花板

本建筑方案包含一个冷水洒水塔。这种冷却设备通过邻近建筑物洒水提供冷却和通风。洒下的水处于凉爽的温度,尤其在夜里,因为它会跟着当时空气的湿球温度而变化。洒水塔与冷却塔配合使用,以确保达至最佳运行状态。
如果将典型的夏日视为最差的情况,则可以假设一个晚上流经洒水塔的水的温度达12度,墨尔本夜间的湿球温度很少高于12度的。这些冷水已足以用于固体化相变材料。在一天的高温段,冷梁需要用16度的水。为了要让相变材料可以对水进行冷却并让这过程持续进行,熔化相变材料需要高潜热,让相变材料的温度可以进一步升高。

被动冷冻天花板

PCM-TES Chilled Ceiling Panel

在最被动的模式下,由地下室中的三个大水缸向天花板供应冷水。每个水槽内有将近10,000个细小的不锈钢球,内里填充着特种的相变材料,它其实是一种盐溶液,在16°C时即能结冰。

水缸中的水由结了冰的相变材料进行冷却,然后在需要进行在冷却功能时,将其泵送到建筑物周围,再送至需要冷却的天花板。在这种热循环中返回的水通常要高出两到三度摄氏。来自水的热量转移到相变材料球中,使水重新冷却。 相变材料球继续吸收热量直到熔化。

通过这个过程,相变材料便能用作蓄热电池。当相变材料无法再吸收热量时,将关闭相变蓄能系统,并使用安装在屋顶上的冷水机来冷却运行冷却系统所需的水。这种情况在夏季会更为频繁地出现。

水中的热量通过滴流式蒸发冷却过程,在晚上会通过屋顶上的冷却塔消散,然后将冷水带回地下室。

在冬天,当夜晚的空气非常凉快时,返回地下室的水已足够冷,可以重新冷冻相变材料球而无需再动用冷冻机。,而温暖的月份里,冷水机(在屋顶机房中)会向地下室提供冷水让相变材料球结冰。

如欲了解更多,请到以下链接的看官方介绍: https://www.melbourne.vic.gov.au/building-and-development/sustainable-building/council-house-2/conserving-energy-water/pages/heating-cooling-systems.aspx

夜间。

相变材料进入充能模式,洒水塔的冻水令相变材料结冰储能,待第二天融冰供冷却用。

白天。

在日间进入冷却模式之下,被结成冰了相变材料冷却了的水,会被送去冷却被动式冷梁。

相变材料的充能在夜间进行。在晚上只需要以较低的环境温度,比如在一年中的某些时候,即能实现「自然冷却」。「免费冷却」则是指不需再用电力额外运行冷水机制冷,通过利用冷却塔或洒水塔即可实现冷却功能。

相变物料容器 : 从塑料球到铁球

PCM-Pastics Ball
ch2-phase-change-ball

在最初的时候,相变材料液的容器是由塑料制成的。 但是,有鉴于相变材料和普通塑料球之间可能会发生腐蚀现象,从而污染水并导致系统其余部分腐蚀。因此最后选用了耐腐蚀且热效率很高的不锈钢球作容器。

蓄能槽设计

大楼在地下室内安装有三个蓄能槽。 每个水槽的设计容积为10平方米,总共填充了31,500个相变材料球。这些铁球内含能够在15°C时结冰的相变材料溶液,总共可提供1,000kWh的蓄能量。