日光温室三重结构相变蓄热墙体传热特性分析.pdf

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1、第29卷第21期农业工程学报V_01．29NO．211662013年11月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringNOV．2013日光温室三重结构相变蓄热墙体传热特性分析管勇，一，陈超，凌浩恕，韩云全，闫全英(1．北京工业大学建筑工程学院，北京100124；2．兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州7300703．北京建筑大学供热供燃气通风及空调工程北京市重点实验室，北京100044)摘要：针对目前国内日光温室墙体在热工性能设计方法方面存在

2、的不足，该文提出了日光温室三重结构相变蓄热墙体构筑方法；结合试验结果，提出了关于该结构墙体传热性能分析方法及其评价指标。分析结果表明：1)三重结构墙体有着较好的蓄放热性能，利用墙体内侧(温室侧)的相变蓄热材料，可以显著提高墙体太阳能利用率，在太阳日累计辐照量为9．32MJ／m下，比参照温室北墙体的有效蓄热量提高了26．6％；夜间，相变温室三重结构墙体的累积供热量比参照温室砌块砖墙体的提高了16．2％，并且该墙体相变材料层的单位体积有效蓄热量为80．0MJ／m，是三重结构墙体中砌块砖层有效蓄热量的10倍；2)透

3、过前坡屋面照射在温室北墙内表面太阳能影响墙体温度变化的深度有限，约占0．90m厚三重结构墙体的33．3％，并且在温室墙体内部存在着温度稳定区，其厚度占0．90m厚三重结构墙体的61．1％。试验结果表明仅通过增加温室墙体厚度以提高墙体的太阳能显热蓄热效率是非常有限的。该研究结果可为日光温室墙体的合理构筑、相变蓄热技术在日光温室的应用以及温室墙体的相变传热问题分析提供参考。关键词：温室，墙体，传热，模型，蓄热，相变材料，目光温室，三重结构墙体doi：10．3969~．issn．1002—6819．2013．21．

4、021中图分类号：$625．1文献标志码：A文章编号：1002—6819(2013)一21—0166—08管勇，陈超，凌浩恕，等．日光温室三重结构相变蓄热墙体传热特性分析[J]．农业工程学报，2013，29(21)：166—173．GuanYong，ChenChao，LingHaoshu，eta1．Analysisofheattransferpropertiesofthree-layerwallwithphase—changeheatstorageinsolargreenhouse[J]．Transactio

5、nsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2013，29(21)：166一l73．(inChinesewithEnglishabstract)料，提高耕地和太阳能利用率己成为建造现代目光0引言温室、推进现代设施农业产业发展的迫切需求。日光温室墙体具有承重、集热、蓄热和保温功能，为了增强温室墙体的蓄热性能，K[Jrklfi[13l提出是温室冬季夜间重要的供热源，其白天蓄集太阳能的应用于温室的相变材料主要有3类：水合

6、无机盐、能力越强，夜间提供给温室内的热量也越多_l。研石蜡和聚乙烯乙二醇。陈超[14-18J、王宏丽【6】等采用究表明，目光温室复合结构墙体的蓄热保温性能优试验的方法，将所研制的相变材料应用到目光温室于单一结构墙体lj⋯。但由于传统目光温室墙体材北墙内表面以改善温室室内热环境。张勇圳、料通常为显热蓄热材料(例如黏土砖墙体、土质LiangI2。]和李凯[21J等使用无机相变材料应用于日光墙)，仅通过显热蓄热的方式限制了温室墙体对太温室北墙以提高墙体的蓄热能力。Kumar[j、阳能的利用。随着中国实心黏土砖禁用政

7、策l】【1的颁NajjartJ和Berroug[J等以对称型温室墙体为研究布以及城市化战略的推进L1，采用新型环保墙体材对象，建立了关于CaC12"6H2O(相变温度为29℃)相变材料的焓法传热模型。上述研究为日光温室墙收稿日期：2013-07．08修订日期：2013—09—20体的构筑、相变材料的应用以及温室墙体热性能分基金项目：国家自然科学基金资助项目(50978002)；北京市自然科学析提供了有价值的参考。基金资助项目(3102006)；兰州交通大学青年科学基金项目(2011008)；本研究基于课题组前

8、期关于相变蓄热墙体材供热供燃气通风及空调工程北京市重点实验室研究基金项目料应用于日光温室的研究基础L1，2引，针对目前国(NR2012KO9)作者简介：管勇(1976一)，男，河南淮滨人，讲师，博士生，主要内日光温室墙体构筑在热工性能设计方法方面存从事相变蓄热技术在设施农业中的应用研究。北京北京工业大学建筑在的不足，提出了日光温相变蓄热三重结构墙体构工程学院，100124。Email：guany20