连栋温室散热管道辐射涂层的热工性能研究

该文从连栋温室供热系统的节能要求出发，采用理论分析和实验数据数学归纳的方法，重点研究涂镀辐射涂层前后常用的热水供热系统光管散热管道热工性能的变化，结果表明涂镀辐射涂层后光管散热管道的热工性能较涂镀辐射涂层前有明显的提高，为选择连栋温室散热管道提供依据。     

日光温室热工缺陷面积热红外图像测量方法

隔热层和气密性缺陷是日光温室保温蓄热性能差的重要因素,为了快速检测日光温室热工缺陷区域及测量该区域的面积,该文借助热红外成像仪和Lab VIEW软件平台,构建了基于热红外图像的日光温室热工区域面积测量方法。以陕西杨凌西北农林科技大学园艺场日光温室北墙风口为测试对象,通过现场实测数据与理论计算结果进行比较分析。首先,利用热红外成像仪实时检测出日光温室北墙通风口表面与墙体内表面存在的明显温度差异,其最大温差高达8.4℃。基于温度差异,能快速找出温室内围护结构不同位置所存在的明显散热区域。然后通过直方图法、均方根法和人工提取法分别计算了散热区域面积,其中直方图面积测量方法具有较好的效果,平均相对误差为5.4%;人工提取法次之,平均相对误差为6.0%,均方根法最大,平均相对误差为11.8%。研究结果表明,基于热红外图像的直方图面积测量方法能快速检测出热工缺陷区域的面积,为进一步自动定量分析整个日光温室热工缺陷区域的面积及散热量提供了理论方法,在温室围护结构热工损耗计算方面具有较大地应用潜力,可为农民和企业提出日光温室优化改造建议。     

热泵与家用太阳热水器联合供热性能试验

为解决家用太阳能热水器供热的间歇性和不稳定性,应用热泵辅助可达到全天候供热,该文通过对这种联合供热系统的供热性能和运行性能进行了测试,并对热水器的升温、保温和热泵的加热进行了试验和分析,结果表明：空气源热泵辅助型真空管家用太阳热水系统仅在累积太阳辐照量小于14 MJ/m2时,需要空气源热泵辅助加热,总制热性能系数可达6.18。     

基于虚拟仪器技术的温室覆盖材料传热系数测试系统

利用虚拟仪器技术设计了温室覆盖材料的热工性能测试台的测试系统TMS(Thermal Measurement System)，阐述了系统的测试原理和方法，给出了硬件组成、软件设计和传感器的选用，以及数据处理优化算法的实现。该系统可完成测试台的温度、风速、加热功率参数的采集及覆盖材料传热系数的计算，应用该系统既提高了测试精度又节省劳动力，提高了测试效率。     

连栋温室内保温幕节能效果的研究分析

内保温幕是温室供热系统运行时的重要节能措施,其中由于铝箔反射型内保温幕使用优点和节能效果而得到了广泛应用。该文旨在对温室内保温幕的节能率进行理论分析和计算。对内保温幕,尤其是反射型内保温幕的节能机理进行了分析,给出了计算温室供热能耗以及内保温幕节能效果的数学模型,并应用此模型进行了计算。对计算结果进行分析,得出反射型内保温幕辐射特性对保温节能效果的影响趋势。同时,还对数学模型进行了实验论证     

基于可再生能源供热的设施水产养殖试验温室设计

养殖温室是设施水产养殖的关键装备,对养殖环境调控和系统运行能耗有极大的影响。在浙江大学的校园内,设计建造了一个设施水产养殖试验温室,用于研究基于可再生能源的供热系统和养殖温室围护结构保温特性。试验温室长13.46 m,宽4.96 m,南墙高0.8 m,北墙高2.5 m。北墙和屋顶各设置有4个独立的洞口,尺寸分别为2.2?m×2.2?m和2.2?m×4.8?m,用于研究各种墙体和屋顶保温构造的湿热性能。太阳能集热器面积可在10~50 m2之间变化,试验温室冬季室内空气温度可控制在15~35°C。可用于测试养殖温室的太阳能-热泵联合集热、围护结构的湿热传递、废水余热回收、养殖新水增温和温室室内采暖等性能。     

日本产温室设施的性能测定

通过对日本产温室的测试研究,对其结构特性,覆盖材料及配套设施包括室内外遮阴帘,双层保温幕,通风及降温系统,自动控制系统的性能等进行了分析,提出了改进意见。     

基于LoRa技术的设施农业温室大棚智能控制系统的设计与实现

随着农业现代化程度的不断提高,设施农业已成为当前经济作物种植的主要手段。设施农业温室大棚中种植的作物虽然经济价值高,但面临着生产环境要求严格、农村劳动力日益下降以及设施农业温室大棚智能化程度不高等困难。因此,通过智能控制系统来解决当前设施农业温室大棚生产中面临的问题逐渐受到重视。基于此,通过LoRa无线传感网络阐述设施农业温室大棚智能控制系统的设计与实现。     

太阳能辅助闭式热源塔热泵系统冬季制热性能

热源塔热泵系统以空气为冷热源,在冬季制热时其性能会随环境温度的降低而降低。为此研发了可应用陕南地区农村建筑的太阳能辅助闭式热源塔热泵系统,试验研究了冬季工况下系统的制热性能,初步分析了太阳热能与空气热能的互补机理。研究结果表明:系统制热量范围为12.1～15.2 k W,热泵机组性能系数范围为2.3～3.5,系统能效比范围为1.5～2.4,供热温度高于41℃;冷却水温度对压缩机耗电量的影响程度大于防冻溶液温度,冷却水平均温度每升高1℃,压缩要耗电量增加98.1 W,而防冻溶液平均温度每升高1℃,压缩机耗电量减小9.5 W;太阳能辅助热源塔热泵制热模式下,热泵机组通过改变防冻溶液与空气和集热工质换热温差的方法来改变防冻溶液从空气和集热水箱中的吸热量,以实现空气热能与太阳热能的互补。建议在实际应用中应避免供热温度过高以减小压缩机耗电;在集热水箱温度较高时通过降低风机频率减小风机耗电以提高系统综合能效,但应避免风机低频率工作可能给机组安全运行带来的隐患。     

基于作物积温理论的温室节能控制策略探讨

为了探讨现代化温室节能与环境控制技术问题，该文对以积温理论为基础的温室节能技术研究进展，以及对基于积温理论管理新技术进行了系统的综述，在此基础上分析了积温理论在中国温室产业发展中应用的可能性，对于温室节能乃至中国现代化温室产业的发展具有重要的指导意义。     

高寒地区沼气发酵料液加热增温装置传热特性

在北方高寒地区,为了保证沼气厌氧发酵所需的稳定温度,同时考虑到沼气生产的成本和能量平衡等因素,本研究提出以沼气生产系统自身产出的沼气为燃料,以沼气热水锅炉为热源,通过水—发酵料液换热器对进入发酵反应器的料液进行加热增温的模式,并应用威尔逊图解法,对加热增温系统所选用的水-发酵料液浸没蛇管式换热器的传热特性进行了试验研究,得到了换热器壳侧水的表面传热系数、管内侧发酵料液的表面传热系数等参数的变化规律。该研究结果将为今后加热发酵料液用浸没蛇管式换热器的理论计算和结构设计提供依据。     

温室主动蓄放热-热泵联合加温系统热力学分析

主动蓄放热-热泵联合加温系统加温和节能效果显著,在温室加温领域应用前景广阔,但系统技术参数及工艺仍有待优化。该文通过对系统进行能量平衡和可用能(Exergy)分析,得出系统及各组件的性能系数、可用能损失、损失比和可用能效率,以此为依据对系统进行性能评价和优化。试验结果表明:系统平均1 d中集热和保温阶段可用能损失总量为9.77×104 kJ,可用能效率为48.7%;可用能损失最大、可用能效率最低的组件是主动蓄放热装置,其次是热泵装置、循环水泵和蓄热水箱,其可用能损失比分别为78.7%、8.3%、7.7%、5.3%,可用能效率分别为25.6%、38.3%、75.0%、88.2%。就整个系统而言,最需要进行技术优化的是主动蓄放热装置与热泵装置,可用能损失主要由有限温差传热引起,降低传热温差、减少有限温差传热过程以及改进生产工艺是优化的重点。试验期间系统的集热效率为89.0%~100.5%,热泵装置制热性能系数(coefficient of performance,COPHp)达5.48~6.08,性能远远高于传统太阳能热水系统以及水、地源热泵。该研究为温室加温系统性能评价和优化设计提供思路。     

西北农村单体住宅太阳能主动采暖效果试验

西北农村以煤炭为主的传统采暖方式能源利用率低、室内热舒适度差。为了利用丰富的太阳能满足西北农村单体建筑的热舒适度,以西北农村2座117 m2的单体建筑为研究对象,将一座单体建筑进行保温改造后,将其采暖方式先后改造成了太阳能驱动的强制循环散热器采暖和太阳能驱动的强制循环低温地板采暖,并在2个采暖季与传统煤炭燃烧驱动的自然循环散热器采暖相比较,试验研究了3种不同采暖方式的供能稳定性、室内舒适度和热经济性,研究结果表明:太阳能低温地板采暖效果最好,在环境最低气温?10℃时,室内平均温度能达到14℃,太阳能保证率为60.3%,二氧化碳减排量为6.22 t,静态投资回收期3.34 a,具有良好的经济环保效益。     

太阳能热水工程系统热能计量与监测方法

针对单个贮水箱有效容积大于0.6m3的太阳能热水工程系统提出了一种热能计量与监测方法,该文介绍了包括太阳能供热量、耗电量、辅助热源供热量、用户管路循环热量损失量、热负荷等能量的计量方法及其理论推导过程。并对太阳能热水工程系统的传感器精度、安装要求及远程监测等技术要求进行了介绍。系统实现的流量检测准确度为±1%,水位检测准确度±2%,水温检测准确度±0.2℃,总耗电量准确度±2%,热能计量的准确度为±2%,实际应用表明该方法能准确有效的计量出太阳能热水工程中的各种能量,适合中国太阳能热水工程的热能计量与监测,为制定中国太阳能热水工程系统热能计量和监测国家标准提供了试验和技术储备。     

暗管排水排盐改良盐碱地机理与农田生态系统响应研究进展

暗管排水排盐技术是通过控制地下水位与高效利用降水或灌溉水资源改变土壤水盐运移规律,从而影响土壤盐分分布规律和土壤特性,达到改良盐碱地的效果。本文在对暗管排水排盐技术自身发展及其应用的关键条件总结概述的基础上,对其改良盐碱地机理与农田生态系统响应两方面的科学研究进展进行了综述。暗管排水排盐技术改良盐碱地机理方面的研究主要集中在暗管埋设对"四水"转化规律的改变以及由此带来的地下水埋深控制或灌溉制度变化、控制性排水和定水位排水条件下的土壤水盐运移规律、暗管埋设条件下土壤水盐运移模型模拟等方面。农田生态系统对暗管埋设排水的响应方面的研究主要集中在以土壤理化性状和土壤养分为主的土壤特性响应、作物生长发育和产量品质的生理生态适应性、农田生态系统土地与种植结构和服务功能的改变等方面。本文最后展望了未来研究的关注点。     

全玻璃真空管太阳能阵列供暖系统性能试验

为了研究实际工况下全玻璃真空管太阳能集热器系统的动态供暖性能,通过试验研究和理论分析得出了储热水箱总热损系数、太阳能集热器阵列集热效率的回归方程以及系统太阳能利用率的计算公式,结果表明:2015年11月24日至2015年12月5日,储热水箱总热损系数为25.82~31.53 W/℃,全玻璃真空管太阳能集热器阵列的集热效率为38%~72%。以2015年11月30日为例,系统的太阳能利用率为37.1%,太阳能集热器所收集的热量仅有54.6%被利用,系统热损过大。通过对比系统供热量和建筑逐时耗热量发现:在供暖期间,系统所提供的热量远大于该段时间的建筑耗热量,特别是在供暖初期,供热量达到了该时段建筑耗热量的10倍以上,供热量和供暖时间过于集中;针对此问题提出了单户太阳能供暖系统运行策略的改进建议。     

射频制热技术应用现状及土壤射频消毒展望

土壤消毒领域经过多年发展,已经形成较为成熟的应用市场。针对化学、生物等传统消毒方式已经不能满足目前土壤消毒多元需求的问题,该文聚焦现代土壤消毒的应用需求,较为明确的分析了传统消毒方式的显著效果及典型缺陷,基于现有研究基础,探索性的提出将射频制热消毒技术应用到土壤消毒领域并研制对应装备的设想。首先,综合归纳了射频制热系统的组成、分类及制热性能影响因素,并分析了射频制热不均性的基本原因;其次,梳理总结了射频制热技术在工业、医疗、纺织轻工业、林业产品加工、农副产品加工等领域的应用现状,并针对农副产品的消毒杀菌、干燥解冻等加工的发展历程进行了重点概述;再次,基于搭建的射频制热试验平台进行的土壤制热试验表明:电极结构形式对土壤制热性能的影响明显,是制热不均匀的显著影响因素;此外,结合学者的研究及土壤制热试验,从射频制热系统自身制热机理、土壤自身受热特性、物料与射频的匹配等角度深入分析了射频这种物理制方式的应用缺点,根本原因及改进方法,提出了改善土壤射频制热均匀性的建议;最后,针对未来土壤消毒领域的应用提出了田间土壤、有机质土壤射频消毒装备分开设计的思路,并基于对射频制热在其他领域应用缺陷的认知,分别提出了更合适射频制热电极结构形式与受热物料的匹配方案。该文论述可为土壤射频消毒应用领域的装备研发提供一定借鉴。     

地下灌排兼用系统中田间土基透水管的机理分析及其现场成型机研制

通过对现有地下灌溉系统的分析，论述了田间地下土基透水管灌溉、排水兼用的可行性及机理分析。在对国内外暗管施工机进行分类归纳的基础上，研制出土基透水管现场成型机，可现场一次完成土基管的成型、固壁、防渗、镶嵌渗水条等工序，初步对样机进行了田间试验，验证其结构合理性、经济性、并对土壤的破坏成型机理进行了分析