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一种日光温室保温被的保温性研究

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摘要:外覆盖保温材料在日光温室生产中起着非常重要的作用。为了研发日光温室新型保温被, 以喷胶棉为保温芯材, 试制了保温被, 采用热箱静态试验测试了其保温性。结果表明:在不同热源下, 该保温被的传热系数均小于草帘, 其保温性比草帘好。试制的保温被估价低于主流保温被价格, 有望成为新型高效保温被。
关键词:温室保温被,日光温室,性能测试,保温性


引言
  日光温室外覆盖保温材料在日光温室生产中有很重要的保温作用。但是, 目前广大农民使用的草苫、蒲席等传统保温覆盖材料存在个体制作质量不均、笨重及卷放费工费力、防水性差、严重污染薄膜、降低室内采光性能等缺点。开发新型保温被是广大农民十分关心和期待解决的问题, 受到温室科研、生产和企业等各个部门的重视。
  目前, 保温被的研究已经取得了一定进展,在20世纪90年代研制了由镀铝膜和微孔泡沫塑料组成的保温被, 其保温性优于草帘;以PE 发泡材料为芯、涤纶布为面, 采用双面粘合技术制作保温被, 测试结果表明, 其保温性和防水性良好, 强度高。目前研发的保温被虽然性能良好, 但价格高, 只能用于日光温室示范园和企业事业单位的日光温室生产, 难以被广大农民接受, 因此不易推广。以上研究直接应用于田间试验来测试保温被的性能, 试验规模大,若试验失败, 容易造成材料浪费。对此, 通过调研, 选择喷胶棉制作保温被, 采用室内试验测试其保温性, 以期得到保温性良好、价格低廉的保温被, 为开发新型和高效的保温被提供参考。


1、材料与方法
1.1、保温被制作
  以喷胶棉为芯材、PA牛津布和单涂防雨布为面料, 塑料薄膜(聚乙烯)为防水层, 制作保温被。
1.2、测试方法
  保温性用传热系数来衡量。采用热箱静态测试法测量保温被的传热系数, 用聚苯乙烯板(实测密度5.6kg /m3,导热系数0. 041W·m2·K)制作内腔为60cm*60cm *60cm、5面封闭1面开口的试验热箱。为了减小壁面的传热损失, 提高试验结果的精度, 将热箱壁厚设计为20cm。所购苯板厚度为10cm, 将两块苯板粘结, 然后粘构成热箱。


2、结果与分析
  计算传热系数所需的热源发热量、保温被内外侧温度以及热箱内外壁面的温度均由试验测得。以测量点的温度代表对应的面温度或空气温度计算时, 热箱尺寸以实测值为准。结果可以看出,保温被和草帘的传热系数均随发热功率的增大而增大。在不同热源功率下, 保温被传热系数均比草帘的小。根据传热系数越小保温性越好这一理论可知, 保温被的保温性比草帘好。保温被所用的喷胶棉结构疏松、质轻、厚度大、含空隙多, 故表现出良好的保温性。生产实践上普遍反映草帘保温性较好。草帘散热是通过热量在固体介质(稻草)及其孔隙中的传导、对流以及辐射来实现的,其良好的保温性在于其具有疏松多孔结构:一方面, 稻草秆中封闭有空气;另一方面稻草之间的间隙中也充满空气。室内温度与湿度环境较稳定, 尤其空气流动较小, 保温被外侧表面与外界空气对流传热较小。在此环境下, 稻草之间的空气对流作用弱, 加上稻草秆中封闭的空气, 相当于在草帘中固定了一层/静止0的空气。空气导热系数小, 所以草帘热传导小, 保温能力得到充分发挥。在实际应用中,室外夜间风大, 草帘与稻草之间的空气出现流动, 草帘与空气的对流传热作用增强, 与室内环境相比, 草帘保温性下降。测试的保温被由于有外层牛津布的保护作用, 即使在室外环境下, 内层喷胶棉的保温性也不会下降。由此可推知, 此保温被的应用效果将好于草帘。


3、结论
  1) 静态测试表明, 采用喷胶棉作保温芯材制作的保温被, 其保温性比草帘好。分析草帘的保温原理可推知, 本研究试制的保温被的应用效果将好于草帘。本研究试制的保温被估价约11元/m2, 低于目前主流保温被15~ 20元/m2 的价格, 有望成为新型保温被。
  2) 本研究所得的保温性比较结果仅为室内试验结果, 保温被实际应用的效果与草帘相比究竟哪个更好, 还有待进一步进行室外试验来测试。



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