水源热泵在温室加温中的应用研究

采用多层覆盖、减小直接加热空间的温室节能设计措施,设计建造了试验温室,在水源热泵热风加温条件下,对试验温室的温度、空气相对湿度、水源热泵的实际制热系数进行了测定,对水源热泵加温的节能效果进行了评价,结果表明:夜间在水源热泵加温条件下,温室东西方向的水平温度分布均匀,南北相距12m的水平方向上存在0.9℃的温差,中部距地面上2.2m的垂直空间平均存在1℃的温差,00:00～08:00,空气相对湿度低于80%;试验用水源热泵实际热系数为3.31。与燃煤锅炉热水加温的玻璃温室相比,试验温室采用水源热泵加温相对节能46.5%,直接加温成本较燃煤锅炉加温的玻璃温室高82.2%,经计算,当试验温室与对照玻璃温室面积相等时,采用水源热泵加温可相对节能69.1%,直接加温成本仅较燃煤锅炉加温的玻璃温室高5.8%。     

太阳能相变蓄热系统在温室加温中的应用

为充分利用太阳能资源提高冬季温室的夜间气温,设计一种太阳能相变蓄热系统。白天利用太阳能集热板吸收太阳辐射并将其转化成热能储存到相变材料内;夜间以空气为热媒将相变材料内的热能输送到温室内,为温室加温。试验结果表明:晴天应用该系统,温室夜间平均气温可提高2.0℃,夜间最低气温提高3.1℃;在不同天气状况的综合条件下应用该系统,温室夜间最低气温平均提高2.5℃,20cm处地温平均提高1.5℃;经计算,晴天条件下,该系统的平均集热效率为59.2%,夜间单位面积放热量为4.05MJ/m2,平均加温热流密度为83.4 W/m2;应用该系统温室增温效果明显。     

温室太阳能与空气源热泵联合加温系统的试验

为了探索太阳能、空气源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和空气源热泵联合加温系统进行了实验研究,介绍了系统的总体设计和试验方法,并在昆明地区对系统性能和温室加温效果进行了实验。结果表明：在昆明地区最冷月1月,蓄热水箱平均水温可达41.1℃,空气源热泵运行时,制热系数COP平均值均在3以上。无论晴天还是阴天,温室都能够满足作物生长需求。为太阳能空气源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

太阳能结合温室栽培床智能加温系统的设计

为实现温室内全天供热、变温管理和节能的目的,结合大型玻璃温室和无土栽培技术要求,确定了总体加温结构设计方案和工作原理,对主要装置集热器进行选型和结构设计;利用Solidworks三维建模对太阳能板的安装和排布进行说明和分析,并结合当地的气象资料对单位面积的集热效率进行经济性分析,考虑太阳能的不稳定因素,分别设计了主加热及辅助加热系统。结果表明,对太阳能集热的设计和科学的安置有效地提高了太阳能的利用率;与传统电加温进行经济性计算,在20年内单位面积可节约能源12 942.46 k W·h,为我国现代化温室加温系统的研究提供了参考。     

太阳能空气集放热系统在温室中的热性能研究

【目的】设计一种太阳能空气集放热系统并在温室中进行实际测试,以此探究该系统的热性能表现,分析其各项性能参数,为后续改进优化太阳能空气集放热系统及其在温室中的应用提供依据。【方法】在太阳能平板集热器的基础上,通过给集热器加装用于基质升温的散热管道来进行太阳能空气集放热系统的设计,该系统以太阳能为热源,白天集热器收集太阳热能并实现对空气的加热,同时在管道风机的作用下通过空气循环将热空气输送到散热管道中释放热量,以此实现系统的集热和放热,从而提升基质温度。将日光温室用聚苯板分隔,以采用了太阳能空气集放热系统的隔间作为试验区域,以不采取任何措施的隔间作为对照区域,通过测定温室环境温度、集热器内部空气温度、散热管道温度、太阳辐射强度、空气流速和基质温度,分析空气流速、环境温度、太阳辐射强度对系统瞬时集热量和集热效率的影响,并分析集热器和散热管道从进气口到出气口各部位的温度变化,最后对该系统的整体热性能以及与温室对照区域基质的温度差异进行分析和比较。【结果】通过实测,空气流速为2.0 m/s时,太阳能空气集放热系统的集热效率和瞬时集热量最高,分别为67.7%和494.4 W/m²,在此流速下,集热器内空气温度平均提升27 ℃,散热管道进气口到出气口平均温差为16.2 ℃;系统集热效率还受环境温度和太阳辐射强度的影响,其随着二者的增加逐渐提高;系统运行期间,系统集热量为6.0~9.3 MJ/m²,放热量为4.7~6.8 MJ/m²,能量利用效率为73%~78.2%;典型晴天条件下,温室试验区域基质温度始终高于对照区域,平均高2.7 ℃。【结论】太阳能空气集放热系统性能表现优异,具有较高的集热效率和放热性能,同时具有较高的能量利用效率,适合在温室中进行推广应用。     

日光温室太阳能地热加温系统应用效果研究

为保证日光温室作物在沈阳地区寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了太阳能地热加温系统,以期提高温室内土壤温度.采用自主研发的太阳能地热加温系统,在16:00～20:00对辽沈Ⅳ型日光温室土壤进行加温,结果表明:日光温室使用地热加温系统后,室内15cm深土温在晴天时平均比不加温的对照区提高2.94℃,阴天提高2.56℃.最低土温由11.0℃提高到13.9℃.而且发现对5cm以上的土壤温度和温室内气温的差异较小.太阳能地热系统能够对土壤温度有明显的提升作用,热能主要集中加热了15～25cm深度的土壤.     

太阳能-水源热泵联合加热温室系统研究

为了探索太阳能-水源热泵技术在设施农业领域的应用方法和发展潜力,寻求解决温室加温费用高、存在污染等问题的方法,对一种用于温室的太阳能和水源热泵联合加温系统进行了试验研究。结果表明:此项研究对太阳能-水源热泵这项新能源技术在农业领域的应用具有重要的意义,可减少连栋温室水源热泵加温系统一次性投资和运行成本,降低能源消耗,为太阳能水源热泵联合作为温室有效的加温系统提供了一定的理论依据。     

温室太阳能污泥干化系统的设计及试验研究

为提高污水处理厂污泥处理处置水平,探求温室太阳能和热泵技术在污泥干化领域的应用方法,设计一种新型温室太阳能污泥干化系统。该系统主要由温室、翻泥机、辅助热源、通风系统、保温系统组成。在河南地区对系统的核心部件,扰流风机、翻泥机和热泵系统进行了热性能试验研究。结果表明:扰流风机扰乱了温室内部的温度分布,使上部的热能向下部流动,温室底部温度提升了3~5 ℃;在本研究涉及的风速范围内,风速为2~6 m/s时对污泥干化起促进作用,6~8 m/s时,干化含水率减小缓慢,此时对污泥干化系统扰动较大。翻泥机翻泥的时间间隔与温室内热能相关,间隔为30~70 min范围内与干化含水率存在线性关系;在太阳能不足的冬季使用水源热泵系统较使用空气源热泵系统污泥干化含水率提高了11%,双系统较水源热泵系统提高了8%。试验验证结果表明:1 000 m²的温室污泥干化系统,日均处理污泥约10 t。     

基于太阳能-空气能双能源温室加温的试验平台设计及节能效益分析

目前,我国现代温室冬天普遍采用燃煤锅炉或者直接电加热进行加温,这2种方式运行成本都较高,不符合我国大力提倡节约和开发新能源的政策,为此,提出基于PLC可编程控制的太阳能-空气能双能源加温系统进行温室加温,可充分利用可再生能源,并以微型温室为载体进行太阳能-空气能双能源加温系统中的加热设备、控制设备、蓄热设备和散热设备进行设计,并通过本试验平台给微型温室进行单独太阳能-空气能双能源加温、单独空气能温室加温和单独电加热加温,在能源消耗方面进行节能效益分析,试验结果表明,运用太阳能-空气能双能源加温系统比单独运行空气能加温、电加温在节能方面效益明显,节能10%以上。     

南京地区玻璃温室中地源热泵的加温效果及效益分析

为研究低纬度地区玻璃温室中地源热泵系统应用的可行性,在南京市溧水区的玻璃温室中进行了地源热泵系统加温试验。结果表明,地源热泵系统能够有效增加玻璃温室内的温度,制热系数达到3.39,较传统的燃煤锅炉加温平均节能36.38%;冬季使用地源热泵系统加温日运行费用为0.24元/m2,低于采用燃煤锅炉加温的日运行费用0.29元/m2。     

加热温室中供热管道位置的确定

从辐射传热和对流传热两方面,对加热温室中供热管道不同位置的热效进行了定量和定性分析,得出了供热管道的合理位置应该在靠近作物并位于作物高约１／４～１／３处     

连栋式育苗专用温室供暖系统节能的改进设计——以新疆新和县依其艾日克乡育苗温室为例

[目的]探讨适用于连栋式育苗专用温室采用燃煤热水供暖时暖气管道的最佳布置形式.[方法]以选定的标准温室为研究对象,探讨水平异程式和水平同程式暖气管路布置上存在的特点,再从选定标准温室的耗煤核算做对比,以具体实例来讲述连栋温室供暖的节能设计.[结果]连栋式育苗温室在冬季供暖采用同程式管路布置较异程式节能20.1;.[结论]在选定的标准温室中,暖气布置采用同程式不但可有效解决异程式因压力不均而引起的冷热不均现象,同时可降低采暖煤耗,节约能耗,更是育苗温室暖气管道的最佳布置形式.     

中国连栋温室室外设计温度确定及最大热负荷分布

通过确定我国连栋温室室外设计温度，计算分析了室外设计温度在全国的分布状况，进而计算连栋温室最大热负荷：①采用当地30年最低日平均温度和当地30年累年最冷月温度做为基本值，确定了连栋温室采暖室外设计温度；②我国内蒙的东北部、黑龙江大部分地区、新疆的北疆地区及青海的部分地区冬季采暖室外设计温度都在-30℃以下，连栋温室的采暖容量和设备建造投资过大；③在全国范围内，最大热负荷的分布存在极大差异，北方大，南方小。全国的高值中心分别出现在黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆的北疆及青海的部分地区，最大热负荷都在300W／m^2以上。连栋温室室外设计温度的确定和最大热负荷的分布计算可为我国连栋温室合理布局、标准化设计及温室节能提供参考。     

温室土壤日光能高温消毒技术研究

日光温室空闲期，采用宽8m厚0.08mm普通PE塑料薄膜覆盖土壤，密闭温室进行高温闷棚，5cm土壤日均地温达到42.1℃，≥40℃的时数13.87h，其中≥45℃的时数7.82h；20cm土壤日均地温39.7℃，≥40℃的时数达11.90h。5cm土壤温度达到了真菌致死的范围，20cm土壤温度可使土壤中的真菌数量显著减少，有效地防治温室蔬菜土传病害的发生。     

基于毛细管网的日光温室苗床加温系统研究

针对日光温室冬春季育苗温度低且传统加温设备能耗高的特点,设计基于毛细管网的日光温室苗床热水加温系统,并于冬季在河北省永清县对系统的加温效果进行实际测试。以无加温育苗区为对照,研究分析毛细管网加温对空气温度和基质温度的影响,探讨了隔热层在加温苗床中的作用。结果表明:毛细管网苗床加温可使育苗基质夜间温度平均值及最低值提高3.2~3.4℃和0.8~1.4℃;铺设聚苯板可使夜间基质温度平均值提高0.6℃;基质温度的最低值偏离度为0~9.4%,平均值为1.5%~2.5%。基于毛细管网的苗床加温系统可有效提高苗床局部温度环境且加温均匀,对幼苗长势一致提供有力保障。     

不加温温室和塑料大棚内外温度的相关关系

本文论述了对不加温温室和塑料大棚的内外温度定量计算的方法,对常用的几种不加温温室和塑料大棚进行了计算。得到了室内外温度的相关关系等一系列对生产具有现实意义的结果,为这类设施的热工设计、使用、评价和改进提出了理论依据。     

日光温室冬季加温热负荷的计算和热风炉补温试验验证

【目的】研究日光温室冬季补温热负荷以及相应加温设备配套功率选型的准确性,计算日光温室冬季能耗的热损失,研究温室专用热风炉补温设备与理论计算能耗一致性问题。【方法】分析温室的总体热损失,研究各个围护结构的热工性能,取值计算温室总热损失量,分别计算出温室围护结构热损失、冷风渗透热损失以及温室内地面热损失占温室总散失热量的比例。【结果】温室理论计算单位面积能耗为166 W/(m²·h);单位面积能耗为142 W/(m²·h),二者基本趋于一致。【结论】各个围护结构的热工值取值合理,温室加温设备配套功率选型较为准确。温室加温热负荷计算时,不应考虑白天温室获得的太阳辐射热量,应将温室夜间最低温度时刻和极端灾害气候下温室需要补充满足的热量作为温室的加温热负荷值。