太阳能保温墙的应用性能研究

王振兴 顾祥红 许梦飞

（大连大学建筑工程学院 辽宁大连 116622）

引言

建筑节能措施之一就是围护结构的改进研究，传统做法是在墙体上做保温，增大传热热阻。随着太阳能技术的普及和发展，经济清洁廉价的可再生能源被越来越多的研究者所青睐，太阳能与建筑一体化的应用技术已经成为建筑的重要环节。

1 太阳能板复合墙介绍

太阳能板复合墙由一级加热层，二级加热层，实体墙与室内风机和辅助设备组成。一级加热层通常由1-2毫米的钢板或者铝板构成，外侧镀上一层能够充分吸收太阳能，热交换率极高的涂料。二级加热层是由一层具有保温性能的透明塑料板组成。其作为用将由一级加热层送来的热风再次加热，保温塑料板能够形成温室效应，在日照充足地区可以提升空气温度达到70℃。室内风机将二级加热层中的热空气输送到室内。太阳能板复合墙整体质量轻于传统保温墙体，更兼具通风装饰的效果。

2 太阳能复合墙引起附加热阻

太阳能板复合墙是在原墙体上增加一个空气夹层，空气静止时使得墙体的热阻值大大增加，等于原来的墙体热阻值加上一个空气夹层所引起的附加热阻。根据夹层空气处于静止、自然对流流动和受迫对流流动三种状态可以得出其热阻值不同。将普通墙体简化为一维稳态传热，墙体的热阻由空气与墙体表面的对流换热热阻，墙体的导热热阻，墙内表面与室内空气的对流换热热阻组成，太阳能复合板墙热阻则可在普通墙热阻的基础上加一个空气层附加热阻。

普通墙的传热热阻R0为：

式中：h0一室内空气对流换热系数[W/(m2·K)];

hn一室外空气对流换热系数[W/(m2·K)];

δ1一墙体内表面水泥砂浆抹灰厚度(m);

λ1一墙体内表面水泥砂浆抹灰的导热系数[W/(m2·K)]；

δ2一普通砖墙的厚度(m);

λ2一普通砖墙的导热系数[W/(m2·K)]；

δ3一墙体外表面水泥砂浆抹灰的厚度(m);

λ3一墙体外表面水泥砂浆抹灰导热系数[W/(m2·K)]

太阳能墙在静止状态下的传热热阻为：

式中：R一空气静止时复合墙的热阻[(m2·K)/W];

δ一空气夹层的厚度(m);

λ一空气导热系数[W/(m·K)];

可以看出太阳能复合墙热阻在不同状态下均大于普通墙的热阻，可以做到夏季隔热保温，降低室内空调复负荷。

3 太阳能板复合墙在生产中的应用

太阳能板复合墙使来自室外的空气经过加热小孔进入一级加热层，吸收太阳辐射的热量，提高空气温度至50℃左右。二级加热层提升空气温度可达70-100℃左右。太阳能在烘干枸杞方面较自然晾晒、燃煤热风干燥等方法有着很大的节能优势及保持枸杞品质优势。以宁夏中宁为例，中宁九成以上的鲜枸杞干燥采用自然晾晒方式，近一成农户采用燃煤烘干房干燥枸杞，太阳能干燥设备方面使用较少。自然晾晒时干燥时间较长，夏果一般在三至五天，秋果在七到九天，在晾晒过程中，极易受蚊蝇、扬尘、灰霾的污染，严重影响枸杞品质，并且易产生霉变。燃煤热风干燥，时间大约是三天，成本低烘干产量高，但是温度较难控制，用时长、能耗高、枸杞品质低，且燃煤产生大量二氧化硫灰渣烟尘等，既污染环境又破坏枸杞品质。真空冷冻法干燥，枸杞品质高，含水量营养价值高，但是设备昂贵，成本极高，使用少。

太阳能干燥设备作为一种新型高效的枸杞烘干设备，以高效的光热转换技术为基础，再以低成本运行为前提，可以有效的缩短干燥时间。在相同条件下太阳能板复合墙设备较自然烘干、燃煤热风烘干、真空冷冻烘干等方式有较大优势，是性价比最高的措施，应大力推广。

结语

国家大力支持新能源的开发应用，全面推动能源节约大力发展可再生能源，太阳能墙一体化不仅可用在构造舒适建筑环境上，且可同时用于日常生产生活，是一种具有应用广泛，节能效果明显的节能新技术。