【硕士】相变蓄能墙体材料在日光温室节能应用中的可行性研究

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内容简介

　　【学位年度】2010　　【摘要】　　 日光温室是节能日光温室的简称,又称暖棚,是我国北方地区独有的一种温室类型。其构建方式简单,主要由墙体(后墙、东墙、西墙)、后坡面和前坡面三部分组成。其中前坡面是温室的全部采光面,白天采光时段前坡面只覆盖塑料膜采光,当室外光照减弱时,及时用活动保温被覆盖塑料膜,以加强温室的保温。在晴朗的白天,充分利用太阳能,能够创造出较高的环境温度。而到了夜间,由于没有太阳能,温室室内温度迅速下降,如果不加辅助采暖,夜间温室内温度往往无法满足农作物的生长要求。如果能够将白天过剩的太阳能蓄存起来,待到夜间放出,不但可提高太阳能的有效利用率,而且还可以减少化石能源的消耗,起到保护环境的作用。为此,本课题提出通过提高日光温室墙体的蓄、放热能力,以达到白天富余的太阳能移至夜间用的“削峰填谷”目的。　　　　 本研究所涉及的日光温室的墙体一般由砖墙砌成,为了提高其蓄热和隔热能力,往往通过加厚墙体的方法来实现,这无疑加大了砖的用量,消耗大量资源。若能找寻一种蓄能能力强而又轻质的材料替代,不仅节约材料,还能提高夜间温室的空气温度,为植物的过冬提供更好的条件。　　　　 基于本课题组对于复合相变蓄能墙体材料的多年研究,本文提出通过在日光温室墙体内表面涂抹该材料,构成集热蓄热墙式被动式日光温室(简称相变蓄热温室)。利用相变材料能够在一定的温度区间下蓄存和释放大量相变潜热(主要为太阳能)的被动蓄放热特点,白天作为主要蓄热体蓄存日光温室内多余的太阳能,夜间作为主要供热源,释放其白天蓄存的能量,以提高温室内空气温度,以提高太阳能的利用率。　　　　 本研究在课题组以往关于复合相变蓄能墙体材料的研制、理论分析与实验研究结果的基础上,并通过对日光温室传热过程的分析,建立了关于相变蓄热日光温室的传热模型,实验结果初步验证了模型的有效性。　　　　 根据所提出的传热模型,并结合北京地区冬季典型日气象条件,对影响复合相变蓄能墙体材料热工特性及其节能性的因素进行了计算分析,例如,墙体日温度波动范围,复合相变蓄能墙体材料适宜的相变温度、厚度、相变焓以及导热系数等。为后续关于复合相变蓄能墙体材料的工程应用研究,提供了重要参考。　　共74页

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