日光温室多层相变墙体传热特性的数值模拟研究

王凯峰，鲍玲玲，侯倩倩

（河北工程大学 能源与环境工程学院，河北 邯郸 056038）

0 引言

日光温室后墙是温室的主要承重部件，也是温室夜间主要的热量来源。有研究发现[1]，日光温室较理想的墙体结构是内侧蓄热层、中间隔热层、外侧保温层。相变材料是一种良好的储热材料，具有储热密度高、易于控制温度及经济性良好的优点。将相变材料应用在日光温室中有望大幅提升墙体的蓄热能力[2]。

目前，国内外相关学者通过实验和数值模拟的方法对相变日光温室的相关研究[3-9]表明，相变材料用在日光温室中可以起到调节温室热环境的作用，提供温室作物所需生长环境的同时实现节能减排。相变材料与日光温室的结合形式通常为直接砌筑在温室后墙内侧[10]，制成多层相变蓄能墙体。目前关于多层相变蓄能墙体结构优化方面的研究较少，周莹等[11]基于Fluent软件模拟了相变材料的保温效果。时盼盼等[12]基于Engery Plus软件模拟了多层相变墙体的最佳组合厚度。上述研究对于不同墙体材料与相变层搭配时的传热特性未详尽分析。本文以温室实测数据和气象参数为前提，选取典型晴天工况，基于Fluent软件对日光温室多层相变墙体进行数值模拟，研究了不同墙体材料与相变材料组合墙体的传热特性。

1 多层相变墙体传热模型

1.1 物理模型

基于多层相变墙体结构建立3层复合墙体模型，墙体结构如图1所示。墙体材料为黏土砌块和加气混凝土砌块，厚度分别为500、240 mm，保温材料选用EPS保温板，厚度为50 mm，相变材料为一种石蜡定型相变材料，墙体高度为3.5 m。……