Active Building Envelope System(ABE)：Wind
5. CONCLUSION
The above numerical results and experimental results coincide with each other and prove that the function of Ventilation driven by wind power is just as turn on the fan. This evidenced that forced convection greatly improved TE and heat sink efficiency in comparison to natural convection, COP increases significantly, and it is quiet, clean, energy-saving and cost-saving. Therefore, this study established a closer to the actual physical situation in ABE system as a whole, including sub-systems in the new analysis model
(1) ABE system’s BiPV, BiTE, heat sink efficiency gains can achieve energy-efficiency and clean. It can also reduce the CO2 emissions.
(2) ABE system can reduce the total input power and achieve proactive approach to achieve energy-saving goals
(3) ABE system uses fewer materials to achieve cost reduction targets
(4) Active Building Envelope System (ABE) model and added by a wind mill to drive the Swiss-roll heat exchanger, a new thermal control technology
(5)Completion of the relevant simulation and verification of sub-systems, TE, heat sink, air-conditioning and ventilation system analysis (6) Fan type wind turbine to provide air-conditioning
and electricity and to assist ABE system’s input power and to enhance the thermal efficiency of heat sink
(7) The natural convection without turning on the fan is comforter.
ACKNOWLEDGEMENT
We hereby express our thanks to the National Science Council for the support of research project NSC98-2221-E-216-047.
REFERENCES
[1] Van Dessel, S., Messac, A., and Khire, R., 2004, Active Building Envelopes: A Preliminary Analysis, Asia International Renewable Energy Conference, Apr, Beijing, China.
[2] Nagy, M. J. and Buist, R., 2004, Effect of Heat Sink Design on Thermoelectric Cooling Performance, AIP Conf. Proc., Vol. 316, No. 1, Aug. - Sep., pp.
147-149,13th International Conference on Thermo-electrics, Kansas City, Missouri.
[3] Fuglsang, P. and Madsen, H. A., 1999, Optimization method for wind turbine rotors, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 80 191-206.
[4] Wright, A. K. and Wood, D. H., 2004, The starting and low wind speed behavior of a small horizontal axis wind turbine, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 92, 1265–1279.
[5] Epaarachchi, J. A. and Clausen, 2006, The development of a fatigue loading spectrum for small wind turbine blades, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 94, 207–223.
[6] Tsai, B. J., and, Y. L., 2007, A Swiss-Roll Recuperator for the Microturbine Engine, Applied Thermal Engineering.
[7] Holeman, J. P., 1981, Heat Transfer, ISBN 0-07-02961809, McGraw-Hill Inc., U.S.A.,5th ed.
[8] Fluent, Fluent 6.1 User’s Guide, 2003.
[9] AIRPAK2.1 User’s Guide, Vol.1-4, Fluent Inc.,2004 [10] Vahab Hassani, 1978, Terry Penney, Room Air
Motion; Effect of Buoyant Air Jets, Thermal Engineering & Science Branch,: National renewable Energy Laboratory, 1617 Cole Boulevard Golden, Co 80401.
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期 2010年10月31日
國科會補助計畫
研發成果名稱
發明人 (創作人)
技術說明
技術移轉可行性及 預期效益 技術/產品應用範圍
產業別
計畫名稱:
計畫主持人:
計畫編號: 學門領域:
(中文)
(英文)
成果歸屬機構
(中文)
(英文)
數值分析建築物整合鋪設穩態形狀相變材料板(SSPCM)及主動式外表帷幕 系統(ABE)之空調效應
蔡博章
98 -2221-E -216 -047 - 能源科技
建築物系統整合技術：氣、電、熱及綠建材之整合規劃技術
System integrated technique of building
中華大學 蔡博章,楊位盛,潘俊良
建築物在牆壁、天花板及地板鋪設穩態形狀相變材料板(SSPCM)以及整合主動式 外表帷幕系統(ABE)形成混成系統，再以一棟位於台灣新竹地區沒有空調的建物 為探討對象，來數值分析仲夏夜晚通風及空調情況，為完成對這創新觀念的混 成系統可行性作分析評估，以及其在不同操作情況下之空調效能與室內溫度變 化進行研究。每一系統及次系統元件都要非常小心的發展其數學模型，並利用 數值方法進行求解，利用新竹地區七月份的一天或夏季氣候為條件，使用驗證 過的焓模型(verified enthalpy model)暫態模擬進行分析解，同時用Fluent準 確地計算出具有SSPCM與ABE系統混成建築物的空調系統之性能，本研究即是在 地板、天花板及牆壁安裝SSPCM，在白天吸收太陽輻射熱及ABE的TE熱，然後在 夜晚或凌晨放熱，而對於被動式熱傳結合主動式熱傳的建築物系統，做出有效 預測相變材料成份的溶解/硬化速率及溫度分佈，對普遍使用PCM當內能儲存系 統(latent heat storage system)都是舉足輕重地重要。提高建築物的空調系 統熱效率即是使用白天熱能提供晚上暖氣或提供節能省能的冷氣等本研究成果
，相信可促成人們有健康、舒適地居住環境的美夢成真。
Effect of SSPCM plates combined with night ventilation in summer is investigated numerically. A building in Hsinchu, Taiwan is considered for analysis, which includes SSPCM plates as inner linings of walls、
the ceiling and floor, and ABE is installed as well Unsteady simulation is performed using a verified enthalpy model, with time period covering the summer season. A kind of floor with SSPCM is put forward which can absorb the solar radiation energy in the daytime or in summer and release the heat at night or in winter. The thermal performance of a room using such floor、wall and ceiling were numerically studied. Results show that the average indoor air temperature of a room with the SSPCM floor was about 2 K to 4 K higher than that of the room without SSPCM floor, and the indoor air temperature swing range was narrowed greatly. This manifests that applying SSPCM in room suitably can increase the thermal comfort 營造業；建物裝修及裝潢業；電力供應業；熱能供應業
節能省能 能源材料 環保 氣電熱整合/
建築物帷幕系統、建築物節能省能系統規畫
Green Housing
Shape-stabilized Phase Change Materials Save Energy and Protect Environment
技術移轉如是符合上述行業且需有研發能力則效益才能彰顯
98 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：蔡博章 計畫編號：98-2221-E-216-047-
計畫名稱：數值分析建築物整合鋪設穩態形狀相變材料板(SSPCM)及主動式外表帷幕系統(ABE)之空調 效應
量化 成果項目
實際已達 成數（被接
受或已發 表）
預期總達成 數(含實際 已達成數)
本計畫 實際貢 獻百分
比
單位
備註（質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果 、 成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...等）
期刊論文 0 0 100%
研 究 報 告 / 技 術 報
告 1 1 100%
NSC-98-2221-E-216-047 國科會一般型研究計畫 結案報告
研討會論文 2 2 80%
篇
中國機械工程學會第二 十六屆全國學術研討會 論文集二篇
論文著作
專書 0 0 100%
申請中件數 1 1 50%
封閉氣動式混合動力產 生裝置 中華民國 2010 年 申 請 國 內 發 明 專 利 (智財局審查中)
專利
已獲得件數 0 0 100%
件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 2 1 100% 楊位盛未畢業,潘俊良已
畢業
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國內
參與計畫人力
（本國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
期刊論文 2 2 50%
1. Bor-Jang Tsai 、 Koo-David Huang and Chien-Ho Lee
, ＇Hybrid Structural Systems of An Active Building Envelope System(ABE)＇,
Advanced material research, in press.
NSC-98-2221-E-216-047 ( EI: ISTP)
2. Bor-Jang Tsai and Yu-Chun Fu, ＇Design and aerodynamic analysis of a flapping-wing micro aerial vehicle＇, Aerospace science and technology , Vol. 13, No.7, pp.383-392.
NSC-94-2212-E-216-004 (SCI: EI: IF:0.674) 研 究 報 告 / 技 術 報
告 0 0 100%
研討會論文 2 2 50%
篇
ICSBM 2011 Call For Papers (EI COMPENDEX) ESD2010
論文著作
專書 0 0 100% 章/本
申請中件數 0 0 100%
專利 已獲得件數 0 0 100% 件
件數 0 0 100% 件
技術移轉
權利金 0 0 100% 千元
碩士生 0 0 100%
博士生 0 0 100%
博士後研究員 0 0 100%
國外
參與計畫人力
（外國籍）
專任助理 0 0 100%
人次
其他成果
(
無法以量化表達之 成 果 如 辦 理 學 術 活 動、獲得獎項、重要 國際合作、研究成果 國 際 影 響 力 及 其 他 協 助 產 業 技 術 發 展 之 具 體 效 益 事 項 等，請以文字敘述填 列。)1.經濟部技術處 SBIR 機械類技審委員
2.1.International Journal of Energy and Enviroment -Journal Editor (2010) 3.Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics -Referee of SCI Journal Paper (2010)
4. Journal of Chinese Society of Mechanical Engineers -Referee of SCI Journal Paper (2010)
5.遠東科技大學 98 學年度課程及工程認證之諮詢委員
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0