随着全球经济的不断发展,各国对能源的需求也在成倍地增长,能源消耗不断上升,然而地球上能源不是取之不尽、用之不竭的,当前世界范围内,能源供给不能满足能源需求的矛盾也越来越明显,如何解决这种矛盾已成为当务之急。热能储存可以解决热能供给和需求之间的矛盾,是提高能源利用率的一种新技术,它可以将不用或多余的热能通过一定的介质储存起来,需要时再释放利用。相变材料因其在相变过程中一般伴随有较大能量的吸收或释放,并且具有保持近似等温过程的特性,这就为热能储热的应用提供了广泛的基础。本课题提出将复合相变材料与建筑用材料结合制成温室用墙体,以降低温室能耗和改善温室热环境。出发点是从已知的几种常低温相变材料中进行筛选,优选出适合温室生产要求的材料,最终确定十水硫酸钠、十水碳酸钠(自制)、石蜡、硬脂酸正丁酯作为试验用材料。考虑到单一的相变材料的热性能不能满足要求,故对所选择的材料进行复合试验,经过观察试验过程中的材料互溶性,溶化/凝固时间长短测定及DSC测试分析,确定了石蜡/硬脂酸正丁酯和十水硫酸钠/十水碳酸钠的最佳混合比。论文分别采用共混浸泡法和砌块封装法,将石蜡/硬脂酸正丁酯与聚苯乙烯板制成新型相变墙板,将十水硫酸钠/十水碳酸钠与砌块制成新型砌块墙体,并完成了对相变墙板的耐水性能、耐高温性和导热性能等方面的测试。测量了相变墙板温室和砌块温室中室内空气温度、墙体内外表面温度的变化及相变板内外表面的热流变化。与普通温室在温度测量上进行了对照试验,得出结论:含相变材料的温室内部温度变化速度比较缓慢,普通温室的内部温度波动较大,普通温室的温度在13.2-40℃波动,相变墙板温室的温度在14-37.3℃波动,砌块温室的温度在14.6-39.5℃波动;相变墙板温室内的温度波动幅度比普通温室小3.5℃,砌块温室内的温度波动幅度比普通温室小1.9℃;与普通温室相比相变墙板温室室内的温度白天平均可降低1.7℃,夜间平均提高0.62℃,最大可提高3.3℃;与普通温室相比砌块温室室内的温度白天平均可降低2.2℃,夜间平均提高1.2℃,最大可提高6.4℃。论文在理论上完成了对相变温室蓄热机理的研究,最后论文采用有限元法完成了对复合相变材料的热性能及相变墙板沿墙厚温度分布情况的研究。
