温室墙体复合相变材料的制备与蓄热机理.研究

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1、2温室墙体复合相变材料的制备与蓄热机理研究1．1．2我国设施农业的发展现状及存在的问题设施农业科学是集生物工程、农业丁程、环境工程于一体的一门新兴学科。它利用工程技术手段和工业化生产方式，在不适季节阶段，通过设施环境调控技术，为作物营造较为适宜的生长环境，使其在最经济的生长空间内，获得最高的产量、品质和经济效益，实现农业生产规模化、商品化、现代化。近20年来，中国以生产蔬菜为主体的温室、大棚等设施园艺面积己发展到250多万公顷，比1980年增长约350倍，其中绝大部分是各类塑料大棚和日光温室，塑料大棚为200万多公顷，日光温室50万多公顷，现代化大型连栋温室大约有1000多公顷，

2、跃居世界的前列。人均拥有设施面积达19．4m2，设施生产的人均占有量已突破80千克，比1980年增长近400倍【41。目前设施园艺生产已从蔬菜扩展到了花卉、瓜果以及林木育苗、食用菌、中草药栽培等领域。设施农业的发展基本解决了我国长期以来难以克服的农副产品周年均衡供应问题，达到了淡季不淡，周年有余的要求。设施农业成为农业产业结构调整的主要方向之一，成为广大农民脱贫致富，增加收入的主要途径，受到各级政府的重视。温室相关产业也得到同步快速发展，温室制造企业从20世纪80年代初的5—6家发展到目前的300余家，全国省市以上级的农业高科技园区已发展到400多个【51。设施农业是一个国家整体

3、农业装备现代化水平的标志，是当今世界最具活力的产业之一【6】。温室在现代设施农业占有重要的地位，主要用途是生产反季节农产品，重点是调控出适宜的温、湿度环境，这就要求温室装配增温和降温系统，但现在的增降温方法普遍存在能耗高的问题，增加了运行成本，据资料【7。9】统计，我国现代化连栋温室冬季加热和夏季降温的能耗占全年运行成本的40一60％，致使我国现代化连栋温室大多处于亏损状态。且这些加温、降温方式可产生大量C02、S02、N02等有害气体，环境污染严重【lo】。1．2相变储能技术研究的目的意义1．2．1相变储能理论物质有气、液、固三态，所谓相变储能即利用物质自身物态的变化来储存能量

4、。相变是指当物质的状态或组成发生变化，即从一种状态变到另一种状态。相变是一个等温或近似等温的过程，并伴有大量能量的吸收或释放，正是这一特性构成了相变储能材料研究的理论基础Il¨。热能储存的方式主要有以下三种，即利用显热蓄热、潜热(相变)蓄热和利用化学反应蓄热。利用显热蓄热时，蓄热材料在储能和释放热能时，材料自身只是发生温度的变化，而不发生其他任何的变化。这种蓄热方式简单、成本低，但在释放能量时，其温度会发生连续变化，且不能维持在一定的温度下释放所有的能量。要克服这个缺点，可利用潜热蓄热。所谓潜热蓄热，即是利用蓄热材料在发生相变时吸收或释放能量来蓄热或第一章文献综述3释能，所以也可

5、以称为相变蓄热。相变可以是固一液、气一液、气一固及固一固相变等，但固一液相变最为常见。反应热蓄热则是利用蓄热材料发生可逆的化学反应来蓄热、释热。相变储能理论是一门新兴学科，在新能源的利用及节能技术研究等方面具有深远的意义，它涉及到建筑、材料、工程热物理、暖通空调等多学科，属于交叉学科。它始于发达国家，经过多年的发展，相变储能理论研究取得了巨大的进步，特别是在储能相变材料的性能与选配及其热物性的测定、相图相律、晶体生长、相变传热、相变储能设计等研究方面取得了很大的突破【12-131。研究相变储能理论与技术，创造出卫生、舒适、节能的建筑环境己经成为人们关注的焦点，它不仅有学术价值，还

6、会产生明显的经济效益和社会效益。1．2．2相变储能技术的应用蓄热技术的发展已有很长的历史，在远古时代人们就会利用天然冰冷藏食品。当前相变储能技术在很多领域都可以应用，具体表现以下方面114J：(1)太阳能蓄热太阳能是一种间断和稳定性差的能源，为了保持供热或供电装置的稳定不间断运行，就需要蓄热装置把太阳能储存起来，在太阳能不足时再释放出来，从而满足生产和生活用能连续和稳定供应的需要，研究高效而经济的太阳能蓄热技术就占有特别重要的地位【”。17J．(2)工业热能方面目前工业热能储存的蓄能装置主要采用再生式加热炉和废热蓄能锅炉两种。采用蓄热装置可以有效地增加系统蓄热容量，在一定范围内满

7、足波动负荷的要求，从而降低锅炉启停的频率，降低能量消耗。所以设计和制造各类高性能换热设备是合理开发利用能源的最主要手段之一。这对于石油、冶金、化工、制冷及食品等工业部门都有着极为重要的意义；(3)在航天技术中的应用近年来，各国加快了太空探索的步伐，我国也相继成功完成神六载人飞船及嫦娥绕月卫星的发射。人造卫星等航天器的研制中涉及到仪器、仪表或材料的恒温控制问题。为了保证卫星内温度恒定在特定温度下，人们利用相变蓄热材料研制出了使卫星正常工作的装置。随着航天技术的发展，各种热设备的工作