外挂型相变材料日光温室的蓄热效果研究

论文摘要

在我国北方大部分地区,日光温室夜间的温度往往不能满足温室内作物的生长需要,因此夜间需要向温室内提供额外的热量以维持温室的正常生产。传统的供热方式如煤炭供热等具有能耗大,污染严重等缺点。在能源越来越紧张,环境污染日益严重的今天,这些方法均不可取。因此在低碳经济形式下应选择清洁有效的方式为温室供暖。我国的太阳能资源十分丰富,西北地区尤为明显。许多日光温室在白天蓄积的热量远远超过植物所需的热量,因此,本文将相变材料应用在日光温室中,可以将温室在白天多余能量储存起来,在夜晚温度低的时候释放,起到对热量“削峰填谷”的作用。这样既解决了温室的夜间的能量短缺问题,又使温室白天的温度不至于过高而给植物带来损伤。本文筛选出适合日光温室应用的相变材料CaCl2·6H2O,并采用工业级无水CaCl2大量制备了CaCl2·6H2O后将其外挂在普通砖墙温室的后墙内表面制成外挂型相变材料温室,测试并分析了其蓄热效果。同时对课题组原有的内渗型相变材料温室的蓄热效果进行测试分析。最后,对比了外挂型相变材料温室和内渗型相变材料温室的蓄热效果,对其应用效果进行综合评价。研究结果表明:（1）纯物质相变材料CaCl2·6H2O符合温室中相变材料的应用要求,是较为理想的材料。（2）通过对安装CaCl2·6H2O前后温室内空气总对流换热量和热量减少量分析得知,安装CaCl2·6H2O前,温室内空气总对流换热量和热量减少量基本相等。安装CaCl2·6H2O后,温室各内表面与温室内空气总对流换热量为-6450.91kJ,热量减少量为-1506.33kJ,CaCl2·6H2O向其中放热量为4944.58kJ。CaCl2·6H2O的相变效率为67.53%。(3通过对内渗型相变材料温室蓄热效果的研究表明,内渗型相变材料温室蓄热效果良好,晴天夜间的室内平均温度比普通温室高0.9℃,阴天高0.3℃。无论晴天阴天,内渗型有机相变材料温室的墙体温度均高于普通温室,晴天墙体的温度较普通温室平均高1.6℃,阴天平均高0.6℃。（4）通过对外挂相变材料温室和内渗相变材料温室的蓄热效果对比得出:内渗型温室的蓄热效果优于外挂型温室,晴天内渗型的室内温度较外挂型温室夜间平均高0.2℃,阴天高0.3℃。而内渗型温室后墙内表面温度也一直高于外挂型温室,晴天时候平均高1.1℃,阴天平均高0.5℃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 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
• 1.3 相变材料在温室中的应用研究进展
• 1.4 研究内容
• 第二章 相变材料的筛选
• 2.1 筛选原则
• 2.2 筛选方法
• 2.3 初步选定的相变材料汇总
• 2.4 试验内容
• 2.4.1 试验仪器
• 2 4.2 试验方法
• 2.4.3 试验结果
• 2.5 本章小结
• 第三章 外挂型相变材料温室的制备及应用效果研究
• 3.1 试验温室简介
• 3.2 外挂型相变材料温室的制备
• 2·6H₂O 的制备'>3.2.1 CaCl₂·6H₂O 的制备
• 3.2.2 相变材料在温室中的安装
• 3.3 外挂型相变材料温室应用效果研究
• 3.3.1 试验内容及测试时间
• 3.3.2 试验仪器
• 3.3.3 测点分布
• 3.3.4 试验方法
• 3.3.5 结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 外挂型相变温室与内渗型相变温室蓄热效果比较
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验温室简介
• 4.1.2 试验仪器及试验时间
• 4.1.3 试验方法及试验时间
• 4.1.4 测点布置
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 内渗型相变材料温室蓄热效果分析
• 4.2.2 外挂型相变材料温室和内渗型相变材料温室蓄热效果对照
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论、创新点与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在读期间发表的主要论文
• 在读期间主要参与的科研项目