節能專家的盛宴

綠色環保傑作

澳洲墨爾本市議會2號樓

城市中的 綠色願景

澳洲墨爾本市議會2號樓 (CH2)

市議會2號樓(CH2)是在《 2010年城市規劃》中提出的建設項目。邁向繁榮和可持續發展的城市,是墨爾本市2000年時的主要規劃策略。其中的四個戰略方向之一,便是讓墨爾本成為一個對環境負責任的城市(ERC)。

作為市議會政策的一部分,正如議會在城市氣候保護承諾中所概述的,CH2的建設採用了各種新型環保技術,成為了一個試驗場。 CH2採用大量節能措施的主要驅動力就是減少建築物對溫室效應的影響。

本項目通過超前的建築設計,綠色能源的供應以及通過設立碳冷盤來抵消碳排放量。

在這個項目中應用了相變材料(PCM)E15作冷卻面板或樑的主要熱能供應源。為此,在該項目的過程中成功地進行了檢測,開發並最終確認了相變材料在工程中應用的可行性,這種相變材料為綠色環保行業提供了一種創新,高效而且可靠的物料,其成就在綠色環保行業界現已廣為人知。

令相變材料結冰的灑水塔

相變材料蓄能被動冷凍天花板

本建築方案包含一個冷水灑水塔。這種冷卻設備通過鄰近建築物灑水提供冷卻和通風。灑下的水處於涼爽的溫度,尤其在夜裡,因為它會跟著當時空氣的濕球溫度而變化。灑水塔與冷卻塔配合使用,以確保達至最佳運行狀態。
如果將典型的夏日視為最差的情況,則可以假設一個晚上流經灑水塔的水的溫度達12度,墨爾本夜間的濕球溫度很少高於12度的。這些冷水已足以用於固體化相變材料。在一天的高溫段,冷樑需要用16度的水。為了要讓相變材料可以對水進行冷卻並讓這過程持續進行,熔化相變材料需要高潛熱,讓相變材料的溫度可以進一步升高。

被動冷凍天花板

PCM-TES Chilled Ceiling Panel

在最被動的模式下,由地下室中的三個大水缸向天花板供應冷水。每個水缸內有將近10,000個細小的不銹鋼球,內裡填充著特種的相變材料,它其實是一種鹽溶液,在16°C時即能結冰。

水缸中的水由結了冰的相變材料進行冷卻,然後在需要進行在冷卻功能時,將其泵送到建築物周圍,再送至需要冷卻的天花板。在這種熱循環中返回的水通常要高出兩到三度攝氏。來自水的熱量轉移到相變材料球中,使水重新冷卻。 相變材料球繼續吸收熱量直到熔化。

通過這個過程,相變材料便能用作蓄熱電池。當相變材料無法再吸收熱量時,將關閉相變蓄能系統,並使用安裝在屋頂上的冷水機來冷卻運行冷卻系統所需的水。這種情況在夏季會更為頻繁地出現。

水中的熱量通過滴流式蒸發冷卻過程,在晚上會通過屋頂上的冷卻塔消散,然後將冷水帶回地下室。

在冬天,當夜晚的空氣非常涼快時,返回地下室的水已足夠冷,可以重新冷凍相變材料球而無需再動用冷凍機。,而溫暖的月份裡,冷水機(在屋頂機房中)會向地下室提供冷水讓相變材料球結冰。

如欲瞭解更多,請到以下連結的看官方介紹: https://www.melbourne.vic.gov.au/building-and-development/sustainable-building/council-house-2/conserving-energy-water/pages/heating-cooling-systems.aspx

夜晚。

相變材料進入充能模式,灑水塔的凍水令相變材料結冰儲能,待第二天融冰以供冷卻用。

白天。

在日間進入冷卻模式之下,被結成冰的相變材料冷卻了的水,會被送去冷卻被動式冷梁。

相變材料的充能在夜間進行。在晚上只需要以較低的環境溫度,比如在一年中的某些時候,即能實現「自然冷卻」。「免費冷卻」則是指不需再用電力額外運行冷水機製冷,通過利用冷卻塔或灑水塔即可實現冷卻功能。

相變物料容器 : 從塑料球到鐵球

PCM-Pastics Ball
ch2-phase-change-ball

在最初的時候,相變材料液的容器是由塑料製成的。 但是,有鑑於相變材料和普通塑料球之間可能會發生腐蝕現象,從而污染水並導致系統其餘部分腐蝕。因此最後選用了耐腐蝕且熱效率很高的不銹鋼球作容器。

蓄能缸設計

大樓在地下室內安裝有三個蓄能缸。 每個水缸的設計容積為10平方米,總共填充了31,500個相變材料球。這些鐵球內含能夠在15°C時結冰的相變材料溶液,總共可提供1,000kWh的蓄能量。