相变蓄热材料可有效提高温室的蓄热保温能力

据《农业工程学报》2011年5月报道，温室生产已经是我国现代农业的基本生产方式之一，尤其是北方地区，冬季的蔬菜、花卉、瓜果、育苗及养殖等主要依赖温室生产。北方地区进行温室生产的成本主要是升温和保温的费用，所以，寻求廉价的蓄热保温技术是降低温室生产成本的最佳途径。将相变蓄热材料用于日光温室墙体可有效提高温室的生产能力，是温室蓄热保温的新途径。

此研究报告刊登于《农业工程学报》2011年第5期，题为“相变蓄热砌块墙体在日光温室中的应用效果”，作者为西北农林科技大学园艺学院邹志荣教授和王宏丽副教授。该研究为国家科技支撑计划项目。

据农业部统计，我国1999年各类设施面积已经突破140万公顷，2009年10月该统计数据已经超过414万公顷，为1999年的2.9倍。近年来各省市设施面积都有较快的发展，已超过各地菜田面积的20%以上，特别是在东南沿海经济发达地区、东北和西北地区发展更为迅速。日光温室是我国北方地区主要的农业设施结构类型，为北方地区蔬菜果树种植业的发展起到巨大的作用。但我国北方地区的冬季夜间，室外气温会降至很低，加上突然降温等极端气候现象时有发生。没有可靠的保温增温措施会发生大面积的冻害，甚至绝收，因此要提供满足作物和养殖物正常生长的环境条件，就必须采用人工供热等增温措施。但随着能源价格的不断攀升，温室生产的成本却成为影响经济效益的瓶颈问题。寻求低成本，免供热或少供热的温室生产方法，就成为迫切需要解决的问题。作为主要的蓄热体和放热体，墙体对于保持温室冬季和夜间室内气温的稳定起着关键的作用。因此，改善和提高墙体的蓄热性能是提高温室冬季夜间最低气温的有效方法。相变材料是一种新型的储热材料。相变储热与显热储热、化学反应能储热相比，具有稳定、高效、价格低廉等优点。将其应用于墙体材料，一方面可以充分利用绿色能源太阳光能，减少能源的额外支出；另一方面可以减少温室内日温度变化幅度，更利于作物的生长。

研究者2008年用相变材料和建筑材料制作了墙体砌块，建造了相变蓄热温室，同时建造了同厚度的普通墙体材料对照温室。2009年冬季在两个温室内栽培了番茄金鹏超冠一号。通过试验，得出以下结果：1）相变温室内气温波动幅度比对照温室小4.1℃，最低气温比对照温室高1.7℃，而最高气温则比对照温室低2.4℃。相变墙体蓄热效果明显。2）试验期间相变温室内平均气温高于普通温室，最高达5.3℃。由此说明，相变材料的保温蓄热作用稳定。3）相变温室种植的番茄金鹏超冠一号其株高、茎粗花序数等形态指标均高于对照普通温室，相变墙体温室中番茄的生长状况明显优于普通温室中番茄生长状况。试验表明相变蓄热温室的蓄热保温作用，有利于温室作物的生長。

相变材料在国内外已在多个行业研究和应用，但针对我国北方地区的日光温室的相变蓄热砌块的制备和应用效果研究还是首次。可以预见，该技术在低碳设施生产方面有着广阔的发展应用前景。