日光温室新型保温墙体材料的制备及应用效果的研究

论文摘要

随着经济的高速发展,我国能源环境以及与能源密切相关的全球气候变化问题日趋严峻,合理开发和利用可再生能源,提高能源使用效率是当前我国乃至世界面临的重要课题。相变储能技术是近年来能源科学和材料科学领域中十分活跃的前沿研究方向,对改善能源结构、减少环境污染、促进经济发展、缓解中国能源需求压力等问题具有广泛而深远的意义。我国光热资源丰富,西北地区优势尤为明显,日光温室是一种充分利用太阳能的节能型建筑,研发新的温室储热技术,尤其研究如何更充分利用洁净可再生的太阳能是温室产业发展的关键课题。本文将复合相变材料与建材相结合制成日光温室新型保温墙体材料,利用相变储能技术降低温室能耗,改善温室热环境。试验采用厚度为0.08~0.12mm聚乙烯塑料薄膜对复合相变材料进行封装解决其渗漏问题。通过正交试验确定了稻壳相变砌块的合理配合比,经测试稻壳相变砌块的表观密度为1200kg/m3,抗压强度为5.5MPa,导热系数为0.811W/(m·K),满足日光温室墙体材料承重及保温的要求。采用对照试验对四种新型相变墙日光温室的保温性能进行测试,结果显示,新型复合相变墙能有效降低温室能耗,改善温室热环境,为作物提供更适宜的生长环境的同时更加节能环保。与普通温室相比,相变砌块温室A夜间最低温平均可提高1.9℃,夜间平均温平均可提高1.3℃,白天最高温平均可降低6.2℃,全天室内温度波动幅度平均可减少7.9℃,墙内外表面温差波动幅度平均可减少5.0℃;相变墙板温室夜间最低温平均可提高0.4℃,夜间平均温平均可提高0.6℃,白天最高温平均可降低3.2℃,全天室内温度波动幅度平均可减少3.5℃;当室内最高温小于30℃时,相变砌块温室D室内最低温平均可提高1.1℃,夜间平均温平均可提高1.1℃,室内最高温平均可提高3.4℃,全天平均温平均可提高1.6℃,墙内外表面温差波动幅度平均可减少1.2℃;当室内最高温大于30℃时,相变砌块温室D室内最低温平均可提高0.9℃,最大可提高2.0℃,室内最高温平均可降低3.7℃,最大可降低5.3℃,室内温度波动幅度平均可减少4.6℃,墙内外表面温差波动幅度平均可减少1.6℃;稻壳砌块温室室内最低温平均可提高1.4℃,夜间平均温平均可提高0.8℃,室内最高温平均可降低2.2℃,最大可降低4.2℃,全天室内温度波动幅度平均可减少3.3℃,最大可减少6.0℃,墙内外表面温差波动幅度平均可减少2.5℃,最大可减少5.2℃。通过对数据的分析得出一个新观点,即在选择应用于日光温室墙体内部的相变材料时,应考虑室内温度与墙体内部温度之间的差异,适当下调其相变温度的范围,从而保证在室内温度适宜作物生长的同时墙体内相变材料亦能很好的发挥作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.1.1 能源危机与环境问题
• 1.1.2 我国设施农业发展现状及问题
• 1.2 相变储能技术
• 1.2.1 相变储能理论
• 1.2.2 相变材料的分类及特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 相变材料在建筑领域的应用
• 1.3.2 相变材料在温室中的应用
• 1.4 研究内容与创新点
• 1.4.1 研究目的及内容
• 1.4.2 创新点
• 第二章 复合相变墙体材料的制备
• 2.1 相变材料的选择
• 2.1.1 选取原则
• 2.1.2 复合相变体系的热物性
• 2.2 复合相变墙体材料的制备
• 2.2.1 复合相变体系封装方式
• 2.2.2 复合相变砌块的制备
• 2.3 本章小结
• 第三章 复合相变墙体应用效果的研究
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验温室概况
• 3.1.2 试验仪器
• 3.1.3 试验方法及内容
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 中科航天相变温室与普通温室温度比较
• 3.2.2 园艺实验站相变砌块温室与普通温室温度比较
• 3.2.3 园艺实验站稻壳砌块温室与普通温室温度比较
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 结论
• 4.2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介