1、第 26卷 第 2期 農 業 工 程 學 報 V ol.26No.22010年 2月 Transactions of the CSAE Feb. 2010263日光溫室相變空心砌塊的制備及功效張 勇,鄒志榮 ,李建明,胡曉輝(西北農林科技大學園藝學院,楊凌 712100摘 要:相變儲熱是近年來建筑與能源界非常重視的研究熱點,將其應用于溫室節能有重要意義。該文通過熱流分析的 方法提出了適合用于溫室的復合相變材料的配比及其工程封裝,進而提出了一種適用于日光溫室建造的復合相變材料 , 分析了用于溫室儲熱的復合相變材料的性能與技術問題。通過研究, Na 2SO 4·10H 2O 和 Na 2

2、CO 3·10H 2O 體系,以試樣質 量比 4 6的組合較為理想, 相變溫度分為兩個階段, 適合于滿足一般溫室生產對溫度的要求。 但是,長期使用過程中仍 然存在過冷現象和相分離。 Na 2SO 4·10H 2O 和 Na 2HPO 4·12H 2O 體系以試樣質量比 1.9 7.0的組合較為理想,相變溫度穩 定, 過冷和相分離均能很好的滿足要求。 該文可為溫室應用相變儲熱技術的進一步研究和溫室建筑結構的改良提供參考。 關鍵詞:相變材料,溫室,太陽能,相變空心砌塊doi :10.3969/j.issn.1002-6819.2010.02.045中圖分類號:S625

3、.5+1, TU599文獻標識碼:A 文章編號:1002-6819(2010-02-0263-05張 勇,鄒志榮,李建明,等.日光溫室相變空心砌塊的制備及功效J.農業工程學報,2010,26(2:263-267.Zhang Yong, Zou Zhirong, Li Jianming, et al. Preparation of the small concrete hollow block with PCM and its efficacy in greenhousesJ.Transactions of the CSAE, 2010, 26(2:263-267. (inChinese wit

4、h English abstract0引 言20世紀 70年代能源危機發生以來,世界發達國家 迅速展開了新能源利用和節能技術的研究。用相變材料 (phase change materials , PCMs 儲熱,即潛熱儲熱,是 最具發展前景的節能成果之一。在實際的工程實踐中,不但能源的總體供應存在短 缺,而且能源的供給和需求在很多情況下都有很強的時 間依賴性。對于溫室這種特殊的建筑來說,這種能源對 時間的依賴性表現的更加突出,多數的情況下,溫室內 的能源并不是總量不夠,而是能量的供應嚴重的不均勻。 因此, 怎樣能夠將能源儲存起來 , 在需要的時候合理地利 用它 , 成為人們目前亟待解決的問題。

5、儲能材料按儲能的方式大體分為顯熱儲能、潛熱儲 能和化學反應儲能 3大類。在這 3類里,潛熱儲能使利 用材料在相變時吸熱或放熱來儲存或釋放能量的 , 這種 材料不僅能量密度較高,而且所用裝置簡單、體積小、 設計靈活、 使用方便且易于管理。 另外 , 潛熱儲能材料還 有個很大的優點,即在相變儲能過程中材料近似恒溫, 可以以此來控制體系的溫度。因此,在 3大類儲能材料 中,潛熱儲能最具有實際發展前途,也是目前應用最多收稿日期:2009-01-01修訂日期:2009-08-08基金項目:“十一五”國家科技支撐計劃“西部地區設施作物生產精準管理 技術體系集成與示范” (2007BAD79B04-04;作

6、者簡介:張 勇(1977-,男,陜西榆林人,博士,主要從事現代農業 園區規劃設計和溫室建筑結構研究。楊凌 西北農林科技大學園藝學院, 712100。 Email:Landscape通信作者:鄒志榮(1956- ,男,陜西延安人,教授,博士,博士生導 師,主要從事設施農業研究。楊凌 西北農林科技大學園藝學院, 712100。 Email:zjzp 和最重要的儲能方式。相變儲能材料在其本身發生相變的過程中 , 可以吸 收環境的熱 /冷量 , 并在需要時向環境放出熱 /冷量,從而 達到控制周圍環境溫度的目的。利用相變材料的相變潛 熱來實現能量的貯存和利用,有助于開發環保節能型復 合材料,是近年來材料

7、科學和能源利用領域中十分活躍 的前沿研究方向。而通過將相變材料與建筑材料基體復 合,可以制成相變儲能建筑材料。相變儲能建筑材料是 種熱功能復合材料,能夠將能量以相變潛熱的形式進行 貯存,從而實現能量在不同時空位置之間的轉換 1。 迄今為止人們研究過的天然和合成的相變材料已超 過 4300多種。 Lane , Lorsch , Abhat 和 Farid 等 2-3分析 了大量相變材料的性質, 最終發現只有 1%的相變材料可 以進一步研究。對于實際使用的相變材料必須滿足的一些要求:合 適的相變溫度;較大的相變潛熱;合適的導熱性能;在 相變過程中不應發生熔析現象,以免導致相變介質化學 成分的變化;

8、必須在恒定的溫度下熔化及固化,即必須 是可逆相變;不發生強烈的過冷現象(或過冷很小, 性能穩定;無毒,對人體無腐蝕;與容器材料相容,即 不腐蝕容器;不易燃;較快的結晶速度和晶體生長速度; 低蒸汽壓;體積膨脹率較小;原材料易購,價格便宜 4。 而用于溫室儲熱的相變材料,除了要具備一般相變 材料所要求的功能以外,其相變溫度、潛熱值等,還應 滿足植物生長需要的條件, 即滿足以下要求:1 PCMs 的 相變溫度須在植物生長的適宜溫度附近(對不同的植物 要求略有不同 ; 2 潛熱值大、 體積膨脹率小; 3 PCMs 不能從容器中外泄、 長期循環不變質、 與建材要相容; 4 原料豐富、價格低廉 5。264

9、農業工程學報 2010年1材料與方法1.1試劑及儀器 1.1.1試劑 Na 2SO 4·10H 2O , 500g 瓶裝,純度 99.7%,西安試劑 化工廠生產;無水碳酸鈉, 500g 瓶裝,純度 99.8%,天 津市凱通化學試劑有限公司生產; Na 2CO 3·10H 2O ,自制 , 在約 60水浴條件下,將無水碳酸鈉直接溶解在水中, 水量為結晶水摩爾比的 1.8倍,攪拌同時常溫冷卻即得 Na 2CO 3·10H 2O 6-7。 1.1.2儀器差示掃描量熱儀 DSC Q1000V9.0Build 275, 美國 TA 公司制造,靈敏度:0.2µW ,

10、溫度準確度±0.1,加熱 速率 0.01200 /min; HAN GPIN G FA1604S 型電子天 平, 上海天平儀器廠生產,稱量精度為 0.01mg ; TC1008多路溫度測試儀,體積規格 260mm ×215mm ×90mm (長×寬×高,精度±(0.05%+0.02%FS,杭州威博 科技有限公司生產。使用銅 /銅鎳(T 型熱電偶,精度 ±(0.3%+0.2%FSR。測量路數 8路并配置 U 盤記錄 功能,具有巡檢模式; HFM -215多通道熱流計,外型 尺寸 152mm ×240mm ×

11、225mm ,量程 0±9999W/m2(熱流,-2001200 (溫度,日本 KYOTO 公司 生產。采樣周期可在 1、 2、 5、 10、 30、 60、 120、 300及 600s 之間選擇,電源是可充電電池配標準 AC 適配器。 1.2試驗溫室溫室坐北朝南,位于楊凌農業高新技術產業示范區 中科航天示范園基地內。如下圖所示,試驗溫室東西長 60m ,跨度 8m ,后墻高 2.2m ,脊高 3.5m 。前屋面覆蓋 材料采用 PET 膜,相變砌塊溫室墻體由 240mm 厚砌塊 加 50mm 厚的夾心彩鋼板組成;對照溫室墻體結構為傳 統結構, 內側為 240mm 厚磚墻、 外側為

12、120mm 厚磚墻, 中間為 80mm 厚夾層, 夾層中填充 50mm 厚聚苯板 (EPS 板。相變空心砌塊溫室與對照溫室除后墻以外,其他結 構參數均相同。相變砌塊墻體溫室的基本建筑結構見 圖 1。 圖 1相變砌塊墻體溫室結構Fig.1Sectional view of PCM wall structure 考慮到后墻的厚度,后墻對拱桁架的水平推力的抵 抗力減弱,因此在拱架的頂部添加了預應力拉桿。從而 使得,拱桁架在受到較大的上部荷載時,其水平推力由 拱架頂部的拉桿來承受,后墻所受的水平推力大大減小。經分析,新型拱桁架的受力更加合理 8。相變空心砌塊溫室和對照普通磚墻溫室的墻體結構 見圖 2。

13、圖 2相變砌塊墻體與普通溫室墻體對照圖Fig.2Details of PCM wall structure and normal wall structure1.3相變空心砌塊儲熱材料的制備 1.3.1Na 2SO 4·10H 2O 和 Na 2CO 3·10H 2O 體系的相變特性將 Na 2SO 4·10H 2O 9與 Na 2CO 3·10H 2O 按照質量比 4 6的比例稱取 100g ,即分別稱取 40g Na 2SO 4·10H 2O 與 60g 的 Na 2CO 3·10H 2O 混合,加熱熔解,攪拌均勻, 自然冷卻凝固

14、即得試樣 1(PCM No.1。 1.3.2Na 2SO 4·10H 2O 和 Na 2CO 3·10H 2O 體系的 DSC 分析從圖 3的 DSC 曲線可知,當試樣 1的溫度升高到 22.19時開始熔解, 在 25.19時, 吸熱熱流密度達到峰 值,該階段潛熱值為 26.91kJ/kg;第 2個階段開始于 36.84,潛熱值為 34.15kJ/kg,在 39.17時其吸熱熱流 密度達最大值, 總的吸熱值為 61.06kJ/kg。 而對于降溫放 熱過程, 第 1階段的降溫凝固從 19.86開始, 在 17.44 時放熱熱流密度達到最大值, 潛熱值為 35.25kJ/kg;

15、 第二 階段從 8.65開始,在 6.39時,熱流密度達最大值, 潛熱值為 26.03kJ/kg, 總放熱為 61.28kJ/kg, 并且試樣的 相變溫度也與溫室內植物的生長環境溫度相切合(一般 植物的生長溫度為 1523 10。所以試樣質量比 (Na 2SO 4·10H 2O (Na 2CO 3·10H 2O =4 6適合于滿足一般溫室的生產溫度要求。圖 3復合相變材料試樣 1的 DSC 曲線 Fig.3DSC profile of compound PCM No.1第 2期 張 勇等:日光溫室相變空心砌塊的制備及功效 2651.3.3Na 2SO 4·10H

16、2O 和 Na 2HPO 4·12H 2O 體系的相變特性徐玲玲等 11對 Na 2SO 4·10H 2O 體系和 Na 2HPO 4·12H 2O 體系復合用作相變儲熱材料的原理進行了研究。研究結 果表明:(80%Na2SO 4·10H 2O+20%Na2HPO 4·12H 2O 兩個體系各自存在的分層和過冷現象 12在復合后基本消 除,復合體系的相變溫度為 2829 。重復試驗結果表 明該體系重復性好,相變溫度穩定。但是用于溫室,該復合材料還不能完全滿足日光溫 室的實際相變溫度的要求。因此,結合溫室實際的吸放 熱溫度要求,和各無機相變材料的

17、物理特性,配制了如 下試樣 2(PCM No.2。試樣 2(按照質量百分比:Na 2SO 4·10H 2O :19%,Na 2HPO 4·12H 2O :70%, CaCl 2·6H 2O 13:9%,硼砂:1%, 羧甲基纖維素鈉:1%。 從圖 4的 DSC 曲線可以知道,當外界溫度升高時, 該定形復合相變材料從 18.06開始大量吸熱, 在 32.01 達到吸熱的峰值,該階段的吸熱達到了 121.4J/g;從 32.01之后在到達 43之前,該定形復合相變材料的吸 熱速度開始減慢,到 43之后,該定形復合相變材料處 于保存能量階段,如圖 4所示,吸熱趨于平緩。

18、圖 4復合相變材料試樣 2的 DSC 曲線 Fig.4DSC profile of compound PCM No.2當外界溫度降低時,該定形復合相變材料從 10開 始大量放熱,在 6.85左右達到放熱的峰值,該階段的 放熱達到了 126.4J/g;從 6之后,該定形復合相變材料 的放熱速度開始減慢,放熱趨于平緩。通過以上兩種主要相變材料性能的分析,對于內部 溫度要求不同的溫室可以選擇不同的相變體系。對于兩 種不同的體系,在溫室建設的工程實踐上,工程措施不 發生大的變化,只是更換相變墻體材料中的芯材,因此, 在工程上切實可行。 1.3.4相變體系的封裝為了使相變保溫材料能在砌塊中穩定地發揮其功

19、 能,相變材料的封裝必須密封性好,同時要能夠具有不 同的成型尺寸,用來滿足不同空心砌塊的要求。密封封裝可避免特殊配制的相變保溫材料同空氣接 觸或者發生滲漏,最終使其能夠反復使用。封裝材料必 須結實、韌性強、耐磨。在實踐中經常使用的包裝材料 有, 聚酯 /鍍鋁 /聚乙烯、 聚酯 /聚丙烯、 尼龍復合薄膜等可 熱封防滲漏的復合包裝材料及三層共擠、五層共擠等專 用液體包裝膜。在本試驗中選用了厚度為 0.080.12mm 聚乙烯塑 料薄膜作為封裝材料。該封裝材料價格低廉,在實踐中 容易得到,非常適合建筑用大量生產的相變材料的封裝。 除此之外,該封裝材料的傳熱性能優良,符合相變砌塊 對封裝相變材料的傳熱

20、要求。針對不同空心砌塊的空腔大小,試驗試制設備可以 生產不同尺寸的預封裝相變材料。具體封裝方式見圖 5。圖 5相變空心砌塊封裝圖Fig.5Packaging process of the small concretehollow block with PCM1.4數據觀測試驗總共用了 8路熱電偶(兩端帶有序號,布置 在溫室的內外。砌塊溫室中的測點布置為:砌塊內外表 面中心處各 1個,室內外各 1個,墻體外表面 1個;其 中,墻體上的測點位于墻體的中心處,室內外測點據地 面 1m ;普通溫室中的測點布置為:溫室室內外各 1個, 墻體內外表面各 1個。在試驗中設定記錄數據的時間間 隔為 240s

21、。最后,根據測得的數據畫出溫度曲線。試驗采用對照的方法,由于兩個溫室均為新建溫室, 在建筑結構上只有后墻的建筑構造不同,兩個試驗溫室 所處的環境一致。一個溫室中安裝新型相變空心砌塊, 另一個溫室就是普通的日光溫室。試驗包括兩個方面:測量兩個溫室的室內外溫度變化以及墻內部溫度的變 化。其中溫度測量包括室外溫度、室內溫度及墻內外表 面溫差等 14-15。2結果與分析2.1溫室室內溫度相變空心砌塊溫室與普通溫室的全天溫度變化對比 如圖 6所示。從圖 6可以看出,全天室內溫度變化趨勢大體相同 (2008年 4月 14-15日,相比之下,含相變材料的溫 室內部溫度變化速度比較緩慢,普通溫室的內部溫度波2

22、66農業工程學報 2010年動較大。從早上 8:30左右相變溫室室內的溫度開始低于 普通溫室,下午 13:50左右溫度逐漸接近并高于普通溫 室的溫度,在下午的 14:00之后到次日的 8:00之間,相 變砌塊溫室的溫度均高于普通溫室。在測試期間,普通 溫室的溫度在 13.240.0 波動, 相變砌塊溫室的溫度在 14.738.0 波動。相比之下,相變墻溫室內的溫度波動 幅度比普通溫室小 3.5 。相變砌塊溫室和對照普通日光 溫室均在 13:00左右達到最高值,次日 6:30左右達到最 低值。與普通溫室相比砌塊溫室室內的溫度在 8:30到 13:10分之間,平均可降低 3.3 ,最大可降低 5.

23、7 。下 午 18:30到次日早晨 8:00之間,平均提高 1.9 ,最大 可提高 5.8。 圖 6相變砌塊溫室與對照溫室室內溫度變化曲線(2008年 4月 14-15日晴 Fig.6Comparison of greenhouse indoor temperature changeson time curves2.2溫室后墻內外表面溫度差從圖 7可以看出,首先,白天從 9:30左右到下午 17:00左右, 相變砌塊墻體內外表面溫差小于普通溫室墻 體內外表面溫差,晚上 17:30開始相變砌塊墻體內外表 面溫差又逐漸大于普通溫室墻體的內外表面溫差;其次, 相變砌塊溫室墻體溫差大于普通墻體,這樣可

24、以有效的減少外界環境通過墻體對室內溫度的擾動。 圖 7相變砌塊溫室與對照溫室室內外表面溫差變化 Fig.7Comparison of greenhouse wall surface (indoorandoutdoor temperature changes on time curves通過數據分析可知溫室墻體內外表面溫度差波動范 圍為:相變砌塊溫室在 0.79.8 普通溫室在 5.015.9 。在外界環境基本相似的情況下,可見,由于相變 材料的蓄熱作用,白天相變墻體的內表面溫度低于普通 溫室墻體,夜間相變墻體的內表面溫度又高于普通溫室 墻體,所以白天相變墻體內外表面溫差小于普通溫室墻 體,夜間

25、相變墻體的內外表面溫差又大于普通溫室墻體。3結 論1 Na 2SO 4·10H 2O 和 Na 2CO 3·10H 2O 體系通過試驗篩 選的以試樣質量比(Na 2SO 4·10H 2O (Na 2CO 3·10H 2O =4 6的組合較為理想,相變溫度分為兩個階段,適合于 滿足一般溫室的生產溫度要求。但是,長期使用過程中 仍然存在過冷現象和相分離;同時,隨著使用時間的延 長,相變潛熱值下降較多。相比之下, Na 2SO 4·10H 2O 體 系和 Na 2HPO 4·12H 2O 體系復合用作相變儲熱材料,以質 量比(Na 2SO

26、4·10H 2O (Na 2SO 4·10H 2O =1.9 7的組 合較為理想,相變溫度穩定,過冷現象和相分離均能很 好的滿足要求,配合本實驗提出的封裝方法,即可達到 安全有效和價廉的效果,值得在工程實踐中推廣。2本試驗條件下,相變墻溫室內的溫度波動幅度比 普通溫室小 3.5 ;相變砌塊溫室室內的溫度在 8:30到 13:10分之間,平均可降低室內溫度 3.3 ,最大可降低 5.7 。 下午 18:30分到次日早晨 8:00之間, 平均提高室 內溫度 1.9 ,最大可提高 5.8 。參 考 文 獻1Murat Kenisarin, Khamid Mahkamov. Sol

27、ar energy storage using phase change materialsJ.Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2007, 11(2007:1913-1965.2Farid M M, Khudhair A M, Razack S A K, et al. A review on phase change energy storage:materials and applicationsJ.Energy Conversion &management, 2004, 45:1597-1615. 3Lane G A. Solar

28、 Heat Storage:Latent Heat MaterialsM.Florida:CRC Press, 1983, 5:248.4沈學忠,張仁元.相變儲能材料的研究和應用 J.節能技 術, 2006, 24(5:460-463.Shen Xuezhong, Zhang Renyuan. Study progress and application of phase change energy storage materialsJ.Energy Conservation Technology, 2006, 24(5:460-463. (inChinese with English abs

29、tract5王宏麗,鄒志榮,陳紅武,等.溫室中應用相變儲熱技術 研究進展 J.農業工程學報, 2008, 24(6:304-307. Wang Hongli, Zou Zhirong, Chen Hongwu, et al. Research advances in technologies of phase-change heat storage and its application in greenhousesJ.Transactions of the CSAE, 2008, 24(6:304-307. (inChinese with English abstract 6文越華,張公正,

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31、nglish abstract 7戴彧, 唐黎明. 相變儲熱材料研究進展 J. 化學世界, 2001,第 2期 張 勇等:日光溫室相變空心砌塊的制備及功效 267(12:662-665.Dai Yu, Tang Liming. Research and development of phase change material (PCMused as heat storing materialJ. Chemical World, 2001, (12:662-665. (inChinese with English abstract8白義奎,佟國紅,姜傳軍,等.預應力拉索拱結構在日光 溫室骨架設計

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37、h walllatent heat storageJ.Building and Environment, 1997, 32(5:405-410.Preparation of the small concrete hollow block with PCM and its efficacy in greenhousesZhang Yong, Zou Zhirong , Li Jianming, Hu Xiaohui(College of Horticulture , Northwest Agricultural and Forestry University , Yangling 712100,

38、 China Abstratct:Phase-change heat storage is a hot area in building and energy researches, and it is very important to apply this technique to greenhouses. This paper analyzes the characteristics of phase-change materials for greenhouses and the preparation of the small concrete hollow block with P

39、CM and its efficacy in greenhouses, and points out the way to use phase-change heat storage techniques in greenhouses. By researching their thermal properties by Differential Scanning Celemeter (DSC,for the new compound PCM composed of Na 2SO 4·10H 2O and Na 2CO 3·10H 2O, the sample in t h

40、e mass proportion of 4 6is suitable for greenhouse. The phase transformation temperature which divided into two stages meets the need of plant growth. During the application process, the phenomena of super cooling and phase segregation can t be eliminated completely. For the new compound PCM compose

41、d of Na 2SO 4·10H 2O and Na 2HPO 4·12H 2O, the sample in the mass proportion of 1.9 7is suitable for greenhouse. The phase transformation temperature remain stable, the phenomena of super cooling and phase segregation meet the requirements. This paper serves as a valuable reference for res

42、earchers with regard to developing new ideas and methods in applying phase-change material in greenhouses. Key words:phase change materials, greenhouses, solar energy, the small concrete hollow block with PCM日光溫室相變空心砌塊的制備及功效 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 被引用次數： 張勇， 鄒志榮， 李建明， 胡曉輝， Zhang Yong， Zou Zhiron

43、g， Li Jianming， Hu Xiaohui 西北農林科技大學園藝學院,楊凌,712100 農業工程學報 TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING 2010，26(2 0次 參考文獻(15條 1.Murat Kenisarin.Khamid Mahkamov Solar energy storage using phase change materials 2007(2007 2.Farid M M.Khudhair A M.Razaek S A K A review on phase change

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46、iew 1998(1 13.Huseyin Benli.Aydm Durmus Performance analysis of a latent heat storage system with phase change material for new designed solar collectors in greenhouse heating 2009(2009 14.Ghoneim A A.Klein S A.Duffle J A Analysis of collector-storage building walls using phase change materials 1991

47、(1 15.Athienitis A K.Liu C.Hawes D Investigation of thethermal performance of a passive solar test-room with walllatent heat storage 1997(5 相似文獻(10條 1.期刊論文 張立明.鄒志榮.陸國東.喬正衛.ZHANG Li-ming.ZOU Zhi-rong.LU Guo-dong.QIAO Zheng-wei 溫室墻體復合相變材料的制備 與有限元分析 -農機化研究2008,""(4 采用共混法制備了一種適合溫室生產要求的復合相變材料,用

48、差示掃描量熱儀(DSC測量了相變溫度和相變潛熱,并驗證了復合相變材料的儲能能力及材料的熱穩定性.另外,借助 有限元軟件來模擬復合材料在吸熱過程中溫度及熱梯度場的分布情況,對實際生產有一定的參考價值. 2.學位論文 張立明 溫室墻體復合相變材料的制備與蓄熱機理研究 2008 隨著全球經濟的不斷發展，各國對能源的需求也在成倍地增長，能源。耗不斷上升，然而地球上能源不是取之不盡、用之不竭的，當前世界范圍內，能源供給不能滿足能源需求 的矛盾也越來越明顯，如何解決這種矛盾已成為當務之急。熱能儲存可以解決熱能供給和需求之間的矛盾，是提高能源利用率的一種新技術，它可以將不用或多余的熱能通過一定的 介質儲存起

49、來，需要時再釋放利用。相變材料因其在相變過程中一般伴隨有較大能量的吸收或釋放，并且具有保持近似等溫過程的特性，這就為熱能儲熱的應用提供了廣泛的基礎。 本課題提出將復合相變材料與建筑用材料結合制成溫室用墻體，以降低溫室能耗和改善溫室熱環境。出發點是從已知的幾種常低溫相變材料中進行篩選，優選出適合溫室生產要 求的材料，最終確定十水硫酸鈉、十水碳酸鈉(自制、石蠟、硬脂酸正丁酯作為試驗用材料?？紤]到單一的相變材料的熱性能不能滿足要求，故對所選擇的材料進行復合試驗，經過 觀察試驗過程中的材料互溶性，溶化/凝固時間長短測定及DSC測試分析，確定了石蠟/硬脂酸正丁酯和十水硫酸鈉/十水碳酸鈉的最佳混合比。 論

50、文分別采用共混浸泡法和砌塊封裝法，將石蠟/硬脂酸正丁酯與聚苯乙烯板制成新型相變墻板，將十水硫酸鈉/十水碳酸鈉與砌塊制成新型砌塊墻體，并完成了對相變墻板的耐 水性能、耐高溫性和導熱性能等方面的測試。 測量了相變墻板溫室和砌塊溫室中室內空氣溫度、墻體內外表面溫度的變化及相變板內外表面的熱流變化。與普通溫室在溫度測量上進行了對照試驗，得出結論：含相變材料的 溫室內部溫度變化速度比較緩慢，普通溫室的內部溫度波動較大，普通溫室的溫度在13.2-40波動，相變墻板溫室的溫度在14-37.3波動，砌塊溫室的溫度在14.6-38.5波動 ；相變墻板溫室內的溫度波動幅度比普通溫室小3.5，砌塊溫室內的溫度波動幅

51、度比普通溫室小1.9；與普通溫室相比相變墻板溫室室內的溫度白天平均可降低1.7，夜間平均 提高0.62，最大可提高3.3；與普通溫室相比砌塊溫室室內的溫度白天平均可降低2.2，夜間平均提高1.2，最大可提高6.4。 論文在理論上完成了對相變溫室蓄熱機理的研究，最后論文采用有限元法完成了對復合相變材料的熱性能及相變墻板沿墻厚溫度分布情況的研究。 3.期刊論文 王宏麗.鄒志榮.陳紅武.張勇.Wang Hongli.Zou Zhirong.Chen Hongwu.Zhang Yong 溫室中應用相變儲熱技術研究進展 -農 業工程學報2008,24(6 相變儲熱是近年來建筑與能源界非常重視的研究熱點,

52、將其應用于溫室節能有重要意義.該文綜述了國內外溫室應用相變儲熱技術的發展現狀,分析了溫室儲熱的相變材料的性能 與技術問題,指出了建立溫室儲熱系統的可行的應用途徑為墻體儲熱、地下儲熱和室內外聯合儲熱.該文可為溫審應用相變儲熱技術的進一步研究提供參考. 4.期刊論文 王宏麗.李凱.王劍.張立明.WANG Hong-li.LI Kai.WANG Jian.ZHANG Li-ming 適于溫室生產的無機鹽復合相變材料熱性能的 測試 -西北農林科技大學學報（自然科學版）2008,36(3 目的研制適用于溫室生產的Na2SO4·10H2O和Na2CO3·10H2O復合相變材料.方法以N

53、a2SO4·10H2O和Na2CO3·10H2O為原材料,將Na2SO4·10H2O與Na2CO3·10H2O按5種不同的 質量配比(7:3,6:4,5:5,4:6,3:7混合,制備復合相變材料,用差式掃描量熱儀(DSC測量其熱物理性能.結果Na2SO4·10H2O與Na2CO3·10H2O質量配比為7:3、6:4和5:5的復合材料 ,凝固放熱溫度過低,3:7的復合相變材料熔解吸熱溫度又偏高,均不適合于溫室生產,4:6的復合相變材料相變溫度及潛熱值可滿足植物生長的要求.結論Na2SO4·10H2O和 Na2CO3·

54、10H2O質量比例為4:6的復合相變材料適用于溫室生產. 5.學位論文 崔秋娜 相變儲能墻板在溫室中的應用研究 2006 相變材料作為一種高效儲能材料，在新能源利用及節能技術研究等方面具有重要的現實意義。本課題提出將相變材料鑲嵌于溫室后墻內側形成相變墻板，以降低溫室能耗和改善 溫室熱環境，具有較強的實用價值。 本文選擇了相變溫度在1833，相變潛熱大于140J/g的五種相變材料進行研究，即十水硫酸鈉、六水氯化鈣、25石蠟、30石蠟和硬脂酸丁酯。通過對結構相同的有無相變 儲能材料溫室模型的對比實測，分析了相變儲能材料對室內空氣溫度、墻體內外表面溫度的影響，并對不同相變材料冬、夏季的蓄能效果進行了

55、分析測定，篩選出適用于溫室冬、夏 季的相變儲能材料。實驗結果顯示：相變溫室中室內空氣與墻體內表面的溫差大于普通溫室；相變墻體內外表面的溫差波動幅度小于普通溫室，且白天相變墻體內外表面的溫差小于 普通墻體，夜間則相反；含有相變材料的溫室在夏季白天可平均降低室內空間溫度23，冬季夜間可平均提高室內空間溫度12；夏季30石蠟的降溫效果最好，白天可平均降 低室內空間溫度2.6；冬季硬脂酸丁酯的增溫效果最好，夜間可平均提升室內空間溫度1.6。同時對相變儲能材料在溫室中應用的經濟性進行了核算，得出667m2的溫室每個采暖 季可以節省2941元。希望通過本課題的研究為現代化節能型溫室工程設計提供參考和改進意

56、見。 6.期刊論文 姚軒.王蕊.李珠.YAO Xuan.WANG Rui.LI Zhu ?；⒅榧罢渲閹r在低能耗日光溫室中的應用 -山西建筑2010,36(7 針對傳統的日光溫室的節能技術瓶頸,結合?；⒅橄嘧儽夭牧虾驼渲閹r自身的物理、化學特性,從建筑結構優化和生物技術應用角度出發,將二者應用于傳統日光溫室的建造 和溫室作物生產中,并就如何提高傳統日光溫室的節能性能和生產效率引入?；⒅楸叵嘟徊牧虾驼渲閹r在低能耗日光溫室中的應用方法. 7.學位論文 果海鳳 相變蓄熱技術應用于溫室大棚中的傳熱和節能特性研究 2008 我國北方地區,冬季日照率高且輻射量大,太陽能資源利用潛力巨大。本課題正是基

57、于上述溫室大棚本身結構的構筑特點和相變材料的被動蓄放熱特性,提出將所研制的復合相變 蓄能墻體材料應用于普通溫室大棚墻體內表面,構成集熱蓄熱墻式被動式太陽能溫室,簡稱相變溫室大棚。此種相變溫室大棚正是利用相變材料恒溫或近似恒溫條件下能夠吸收和釋放 大量相變潛熱的被動蓄放熱特性,白天蓄存溫室大棚內多余的太陽能,夜間當棚內空氣溫度低于其相交溫度時,釋放出其白天蓄存的能量,完全或部分替代夜間采暖,降低溫室內空氣溫 度的晝夜波動性,達到太陽能利用的“時間轉移”和“削峰填谷”的目的。 在上述節能理念的基礎上,首先,搭建了相變溫室與普通溫室的縮尺寸實驗臺,并進行了反復和長期的實驗。通過對加熱與不加熱方案下實驗結果的具體分析可知,當平均室外空氣 溫度較高(10左右,白天太陽輻射強度強烈時,即使不加熱相變溫室也能表現出很好的節能特性；而在加熱方案條件下,當保證夜間溫室大棚內空氣溫度高于相變材料的相變