太阳能主-被动式相变蓄热墙体对温室番茄生长及产量性状的影响

为解决新疆冬季戈壁日光温室温度低、湿度高、作物生产效益低的问题,通过建立太阳能主-被动式相变蓄热墙体(以下称新型墙体)并进行试验实测,探讨该墙体对室内热环境和作物生长情况的改善效果。结果表明,新型墙体不仅可以有效提高开棚期间室内空气温度,而且可以有效改善关棚期间室内空气温度,并且随着时间的增长,改善效果越来越明显。普通墙体日光温室的土壤温度上升持续时间较新型墙体日光温室缩短3 h,室内空气温度峰值降低1.06℃。番茄叶片平均净光合速率提高28.14%,平均株高提高26.07%,最大茎粗提高44.21%,总产量提高28.0%。

传统墙体与主被动式太阳能相变蓄热墙体热性能比较研究

日光温室是一个体形系数很大的设施农业建筑,温室的建筑墙体构造方式及其建筑材料热物性等都直接影响墙体保温与蓄热特性乃至温室热环境。该研究基于课题组研发的GH-20相变材料,以传统墙体、被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体为比较研究对象,结合实测结果,分析比较了墙体构筑方式、材料热物性等因素对日光温室墙体热性能的影响规律。研究结果表明,较传统墙体,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的表面温度夜间明显高于传统墙体,早晨保温被开启时相差最大,为3.0℃;传统墙体中间层温度变化幅度最小,主-被动式墙体中间层的温度变化幅度明显提高,最大为14.4℃、最小为2.2℃、平均为7.5℃,中间墙体层的显热蓄热"热库"作用显现;夜间,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的放热量分别提高了103%和118%,其中51%的放热量在后半夜(2:00～10:00)释放,有效地改善了夜间温室热环境,相变材料的"热量开关"作用显现。

日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系

基于已有日光温室专用多曲面槽式空气集热器,提出一种带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体构筑体系,通过主动与被动相结合的蓄热方式,提高日光温室后墙体的太阳能热利用率。为了验证构筑体系的科学性和可行性,分别搭建了日光温室专用多曲面槽式空气集热器试验系统和带竖向空气通道的相变蓄热墙体试验系统,分析了太阳辐射强度、集热器内空气流速、日光温室中间显热蓄热墙体层内空气流动参数（空气流速、空气通道间距、空气流动方向）等对空气集热器太阳能热利用率以及墙体主动蓄热能力的影响规律。研究结果表明：当集热器内空气速度为1.4-1.8 m/s时,集热器的综合集热性能最佳,集热量随着太阳辐射强度的增加而升高;当墙体内竖向空气通道间距为400 mm、空气通道内空气速度为0.26 m/s、空气流动方向为上进下出时,相变蓄热墙体换热效率为66.2%,主动蓄热量约为9.43 MJ/m3,其中中间砌块层的蓄热量约占82.3%,墙体日蓄放热效率为98.4%。

温控下被动式太阳房辅助热源量的动态分析

减少对辅助热源的依赖是太阳能建筑设计的一个重要目标,利用建筑自身的集热蓄热能力,可以减少辅助热源量。研究了根据一维热网络模型、温控下辅助热源量的计算公式及热平衡方程,计算不同辅助热源的控制常数以及设定温度下室内温度和辅助热源量的变化;分析了不同的热源控制常数取值和设定温度对室内温度和辅助热源量的影响;讨论了设定温度对墙体蓄热利用的影响。