相變蓄熱材料可有效提高溫室的蓄熱保溫能力

據《農業工程學報》2011年5月報道，溫室生產已經是我國現代農業的基本生產方式之一，尤其是北方地區，冬季的蔬菜、花卉、瓜果、育苗及養殖等主要依賴溫室生產。北方地區進行溫室生產的成本主要是升溫和保溫的費用，所以，尋求廉價的蓄熱保溫技術是降低溫室生產成本的最佳途徑。將相變蓄熱材料用于日光溫室墻體可有效提高溫室的生產能力，是溫室蓄熱保溫的新途徑。

此研究報告刊登于《農業工程學報》2011年第5期，題為“相變蓄熱砌塊墻體在日光溫室中的應用效果”，作者為西北農林科技大學園藝學院鄒志榮教授和王宏麗副教授。該研究為國家科技支撐計劃項目。

據農業部統計，我國1999年各類設施面積已經突破140萬公頃，2009年10月該統計數據已經超過414萬公頃，為1999年的2.9倍。近年來各省市設施面積都有較快的發展，已超過各地菜田面積的20%以上，特別是在東南沿海經濟發達地區、東北和西北地區發展更為迅速。日光溫室是我國北方地區主要的農業設施結構類型，為北方地區蔬菜果樹種植業的發展起到巨大的作用。但我國北方地區的冬季夜間，室外氣溫會降至很低，加上突然降溫等極端氣候現象時有發生。沒有可靠的保溫增溫措施會發生大面積的凍害，甚至絕收，因此要提供滿足作物和養殖物正常生長的環境條件，就必須采用人工供熱等增溫措施。但隨著能源價格的不斷攀升，溫室生產的成本卻成為影響經濟效益的瓶頸問題。尋求低成本，免供熱或少供熱的溫室生產方法，就成為迫切需要解決的問題。作為主要的蓄熱體和放熱體，墻體對于保持溫室冬季和夜間室內氣溫的穩定起著關鍵的作用。因此，改善和提高墻體的蓄熱性能是提高溫室冬季夜間最低氣溫的有效方法。相變材料是一種新型的儲熱材料。相變儲熱與顯熱儲熱、化學反應能儲熱相比，具有穩定、高效、價格低廉等優點。將其應用于墻體材料，一方面可以充分利用綠色能源太陽光能，減少能源的額外支出；另一方面可以減少溫室內日溫度變化幅度，更利于作物的生長。

研究者2008年用相變材料和建筑材料制作了墻體砌塊，建造了相變蓄熱溫室，同時建造了同厚度的普通墻體材料對照溫室。2009年冬季在兩個溫室內栽培了番茄金鵬超冠一號。通過試驗，得出以下結果：1）相變溫室內氣溫波動幅度比對照溫室小4.1℃，最低氣溫比對照溫室高1.7℃，而最高氣溫則比對照溫室低2.4℃。相變墻體蓄熱效果明顯。2）試驗期間相變溫室內平均氣溫高于普通溫室，最高達5.3℃。由此說明，相變材料的保溫蓄熱作用穩定。3）相變溫室種植的番茄金鵬超冠一號其株高、莖粗花序數等形態指標均高于對照普通溫室，相變墻體溫室中番茄的生長狀況明顯優于普通溫室中番茄生長狀況。試驗表明相變蓄熱溫室的蓄熱保溫作用，有利于溫室作物的生長。

相變材料在國內外已在多個行業研究和應用，但針對我國北方地區的日光溫室的相變蓄熱砌塊的制備和應用效果研究還是首次?？梢灶A見，該技術在低碳設施生產方面有著廣闊的發展應用前景。