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1、新型墙体在日光温室的应用S201104127 凌浩恕2011年11月16日,1.日光温室后墙的基本构筑方法,砖墙,土墙,相变复合砖墙,2.新型日光温室后墙构造示意图,3.墙体被动相变蓄热技术,4.墙体自然通风蓄热技术,热空气,5.墙体太阳能热水蓄热技术（1）,供水,回水,5.墙体太阳能热水蓄热技术（2）,太阳能聚光集热器,埋墙立管,埋墙立管,6.昌平实验情况简介,6.1 相变蓄热墙体板日光温室施工现场,复合相变墙体板,复合相变砂浆,相变材料与砂浆,6.2 日光温室热环境评价指标,后墙壁表面温度土壤温度壁面平均辐射温度环境空气温度（2/3辐射+1/3空气）,6.3 实验测点布置依据,实验测点布置
2、依据1)NY/T 610-2002日光温室技术条件2)NY/T 1553-2007日光温室效能评价规范3)DB 11/T 291-2005日光温室建造规范4)GB/T 5701-2008室内热环境条件5)GB/T 18204.13-2000公共场所空气温度测定方法,6.4 实验测点布置（1）,6.4 实验测点布置（2）,610mm,40mm,6.5 实验时间与数据采集,测试时间：2010年12月21日至2011年3月2日。重点选取冬至日至1月17日数据进行分析。仪器：铜-康铜T型热电偶温度传感器、HP34970A型数据采集单元、便携式气象站、RHLOG系列自记仪（共计布置测点90个）。测试时间
3、间隔：10min采集一次。,注：夜间前屋面采用保温被保温，保温被上午9:00开启，下午17:00关闭。,6.6 实验期间室外气象参数（1）,测试期间，以晴天为主，占82%.室外空气温度-10.40.,空气相对湿度 45%.日平均空气流速=0.224.7m/s，最大峰值可达8.5m/s.,6.6 实验期间室外气象参数（2）,7.1 温室后墙壁表面温度比较,白天：相变墙温度比普通墙低25，太阳辐射强度较大时，前者比后者高1 3。夜间：相变墙温度比普通墙高5。后墙表面温度比太阳辐射强度最大值滞后22.5h。,7.2 相变墙体板内外层温度,白天：相变墙体板表面温度较内层高512，夜间：相变墙体板表面温
4、度较内层低12。,7.3 相变墙体板与砖墙内外层温度,24,1 2,7.4 后墙壁面温度受植物遮挡的影响,有植物遮挡时，上表面温度比下表面高411，植物遮挡在后墙投影高度约1.0m。,7.5 温室内土壤温度的比较分析（1）,夜间:土壤表面，相变温室土壤温度比普通温室高2左右;土壤深度100mm处，相变温室土壤温度比普通温室始终高1左右。全天：土壤深度200mm处，相变温室土壤温度比普通温室始终高1左右。,土壤表面、深度100mm和200mm处，土壤温度峰值比太阳辐射强度峰值依次滞后11.5h、44.5h和67h。晴天，开棚期间土壤表面温度维持在1025，深度100mm温度为1015，深度200
5、mm温度为12左右；阴天，开棚期间土壤表面温度约下降12，但土壤表面下的温度变化不明显。,7.5 温室内土壤温度的比较分析（2）,7.6 温室环境空气温度比较,白天：相变温室温度比普通温室最大差值约为 1。夜间：相变温室温度比普通温室高2.5，阴天：相变温室温度比普通温室始终高于2。,7.7 结论,测试期间，室外空气温度低，空气干燥，风速较强。日光温室后墙内表面温度最大值出现的时间较太阳辐射强度最大值出现的时间滞后22.5h，室内环境温度和土壤表面温度则滞后11.5h。夜间，相变蓄热墙体表面温度比普通砖墙高25，在晴好天气时其差值更高。夜间，相变温室土壤温度比普通温室高1。夜间，相变温室内环境
6、温度比普通温室高12.5；阴天，相变比普通温室环境温度始终要高2以上。,日光温室新型保温墙体材料的制备及应用效果的研究,相变材料(PCM-Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。,相变材料定义,国外研究现状,国内研究进展,袋装法。本试验采用厚度为0.080.12mm聚乙烯塑料薄膜对复合相变材料（Na2SO410H2O:Na2HPO412H2O:CaCl26H2O:硼砂:羧甲基纤维素钠=19:70:9:1:1)置于砌块内。直接加入法，通过正交试验确定了制作
7、相变砌块的合理配合比，即水泥35%，粉煤灰12%，复合相变轻骨料2.5%，细砂、石粉、水适量。对相变砌块的抗压强度及导热系数进行了测定，抗压强度为5.5MPa，导热系数为0.811W/(mK)，,复合相变墙体材料的制备,试验温室概况,TC1008 多路温度测试仪 杭州威博科技有限公司生产，精度(0.05%+0.02%FS)，测量范围-50250。测量 路数8路并配置U盘记录功能，具有定点、巡检功能，适用于要求多点测量的场合。本试验设定记录数据的时间间隔为240s。,试验仪器,试验采用对照的方法，将相变墙日光温室与普通砖墙日光温室进行对照，通过对室内外温度、墙内外表面温度以及地温的测试比较其保温
8、性能优劣，中科航天试验温室相临且同时揭盖保温被，揭盖保温被时间完全一致，可认为对照温室所处环境一致，引起室内环境差异的唯一因素为墙体。测试前将TC1008多路温度测试仪各温度探头置于冰水混合物中校准，以保证对照效果。,试验方法及内容,测点布置,结果与分析-室内温度,变化趋势相同,相变温室波动较小，最高温出现时间略有延迟。,相变砌块温室比普通温室均小7.9，相变墙板温室比普通温室均小3.5。,与普通温室相比，砌块温室夜间室内最低温提高1.9，夜间平均温提高1.3，白天最高温降低6.2，白天平均温降低3.7；相变墙板夜间室内最低温提高0.4，夜间平均温提高0.6，白天最高温降低3.2，白天平均温降
9、低1.6。,相变低,相变高,结果与分析-墙内外表面温差,小于,大于,全天相变砌块温室墙体内外表面温差波动幅度小于普通墙体，可有效减少外界环境通过墙体对室内温度的扰动。由于盛夏阶段高温导致相变墙板出现软化现象，墙板内相变材料的含量大大损失，相变墙板温室墙体内外表面温差波动很大,结果与分析-墙内外表面温差,0.7,1.3,0.9,(1)用厚度为0.080.12mm聚乙烯塑料薄膜对复合相变材料进行封装可有效解决相变材料渗漏问题。(2)通过正交试验确定了稻壳相变砌块的合理配合比为水泥35%，粉煤灰12%，复合相变轻骨料2.5%，细砂、石粉、水适量。经测试稻壳相变砌块的抗压强度为5.5MPa，导热系数为
10、0.811W/(mK)，满足日光温室墙体材料承重及保温的要求。,结论,(3)与普通温室相比，相变砌块温室室内温度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，白天平均温平均可降低3.7，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。(4)与普通温室相比，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，白天平均温平均可降低1.6，全天室内温度波动幅度平均可减少3.5。,结论,定性定形相变材料,聚乙烯形成空间网状结构,石蜡则分布其中;由于具有较高的熔点和结晶度,石蜡溶解成液态时,聚乙烯所形成的空间网状结构可起支撑作用并将石蜡约束其中。,(1)尝试将相变温度不同的复合相变材料组合使用，以拓宽其适应温度的范围。(3)对相变砌块进行结构的优化，以进一步提高其保温性能。(4)研究电镜扫描相变材料内部结构，确定相变材料的相容性和微观结构。(5)通过试验或计算确定相变材料的合理用量，使相变材料作用得以最大发挥的同时更具经济性。,后续研究,Thanks for your attentions！,
