石蜡体系相变材料北方地区温室大棚控温试验研究

摘要

温室大棚的发展缓解了北方冬季蔬菜供应压力，方便了人们的生活，因其经济、实用而得到推广使用，但也存在能源利用率低，环境污染的问题。为了满足作物生长所需的温度，同时达到环保、低碳的目标，温室大棚控温节能研究越来越受到重视。本课题将复合相变材料应用于温室大棚中，达到控制温室温度波动幅度的目的，即利用相变材料在特定温度范围内的热效应，将温室白天多余的热量转移至夜间，起到调节温度的作用。
　　试验材料为自制六水氯化钙和加入不同添加剂的六水氯化钙复合相变材料以及石蜡和不同配比石蜡石墨粉复合相变材料。测量了各材料的相变温度和相变潜热；测试了自制六水氯化钙和加入不同添加剂的六水氯化钙复合相变材料的物理性能；研究了石蜡以及不同配比石蜡石墨粉复合相变材料的储（放）热性能；为研究两种复合相变材料在温室大棚中的实际应用效果，采用模型试验的方法，测试了分别加入两种复合相变材料的温室模型和对比模型的温控性能。其中，两个加入复合相变材料的温室模型为相变材料外挂于墙体内表面，即在蒸压粉煤灰多孔砖温室模型墙体内表面分别外挂用自封袋密封的六水氯化钙复合相变材料和石蜡石墨粉复合相变材料，对比模型为仅采用蒸压粉煤灰多孔砖的温室模型。
　　结果表明：
　　（1）控温试验采用的相变材料为添加1％硼砂和1%羧甲基纤维素钠的六水氯化钙体系和组成为95%的石蜡和5%的石墨粉的石蜡体系。控温试验用的六水氯化钙体系相变潜热为240.1994kJ/kg，相变起始温度为29.7℃，可降低六水氯化钙样品过冷度至1.3℃，提高相变时间至28min；石蜡体系，相变潜热为267.2490kJ/kg，相变起始温度为23.9℃，减少样品30.1%的升温时间，14.4%的降温时间。均符合在温室中应用相变材料的要求。
　　（2）本课题采用建立温室模型的试验方法。夏季控温试验，添加石蜡体系温室模型，与对比温室模型相比，室内温度最大波幅差为13.9℃，后墙内侧温度最大波幅差为11.5℃。不同热工条件温室模型控温试验，添加六水氯化钙体系温室模型和石蜡体系温室模型室内温度波幅比对比模型分别小3.1℃、6.9℃；后墙内侧温度波幅分别小7.6℃、12.3℃。模拟极端气候控温试验，添加六水氯化钙体系温室模型和石蜡体系温室模型室内温度波幅比对比模型分别小5℃、8.1℃；后墙内侧温度波幅分别小3.2℃、3.5℃。综合试验数据可知，添加石蜡体系相变材料的温室模型控温效果最好。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究背景及意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 课题研究的背景和意义

1.2 国外研究现状

1.3 国内研究现状

1.4 课题主要研究内容

1.5 课题研究方案

第2章 温室大棚相变蓄热体系的制备与性能分析

2.1 相变材料的选择

2.2 试验材料和仪器

2.2.1 试验材料

2.2.2 试验仪器

2.3 六水氯化钙体系的制备及性能测试

2.3.1 六水氯化钙体系的制备

2.3.2 六水氯化钙体系的热物性测试

2.3.3 六水氯化钙体系物理性能测试

2.4 石蜡体系的制备及热物性测试

2.4.1 石蜡体系的制备

2.4.2 石蜡以及石蜡体系的热物性测试

2.4.3 添加石墨粉对石蜡导热性能的影响

2.5 本章小结

第3章 温室大棚相变储能材料温控性能试验研究

3.1 模型制作

3.2 夏季室外温室模型控温试验

3.2.1 温室模型室内温度和后墙体内侧测温结果分析

3.2.2 温室模型室内温度和后墙内侧测温结果综合分析

3.3 不同热工条件温室模型控温试验

3.3.1 温室模型室内温度和后墙体内侧测温结果分析

3.3.2 温室模型室内温度和后墙内侧测温结果综合分析

3.4 模拟极限条件温室模型控温试验

3.4.1 温室模型室内温度和后墙体内侧测温结果分析

3.4.2 温室模型室内温度和后墙内侧测温结果综合分析

3.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢