基于土壤蓄热的日光温室逆温现象分析

为探究日光温室土壤温度偏低的原因,以传热学对流换热理论为基础,以土壤蓄热温差占温室垂直方向上最大空气温度与地面温度之差的比例(温差比例)为研究对象,针对日光温室垂直方向上的温度分布开展研究。在位于山东泰安的日光温室内,选取温室中部后墙南5.4m,距离地面0,0.1,1.1,2.1,3.1,4.27,4.37m高度处为测点,分别设置温度传感器T1～T7,地面设置热流板H1;选取试验期间土壤蓄热量高、中等、低3天试验数据,对不同高度各测点温度之间的关系进行研究;计算垂直高度上的最高空气温度,计算不同太阳辐射情况下的温差比例。试验数据验证了温室空气温度自下而上逐渐升高,然后逐渐降低;温室空气存在逆温层和对流层,存在逆温现象;逆温层上部空气密度小于下部空气密度,上部高温空气不能流动到地面,逆温层两端温差较大。计算结果表明:不同太阳辐射情况下垂直方向上最大空气温度积分与地面温度积分之差分别为890℃、770℃、175℃,土壤蓄热温差积分分别为310℃、200℃、68℃,温室散热温差积分分别为120℃、20℃、27℃,土壤蓄热时间分别为6h 55min、4h 50min、2h 20min;后墙南5.4m处逆温层、对流层高度分别为0～3.1m、3.1～4.37m;试验期间不同太阳辐射情况下温差比例分别为34.8%、26%、38.9%。结果表明:太阳辐射强度高时土壤蓄热温差和蓄热时间多于太阳辐射强度低时的土壤蓄热温差和蓄热时间;对流层空气产生自然对流,温室热量向温室外部大量散失;逆温现象造成的温差比例偏小是造成土壤总体蓄热量少、土壤温度偏低的主要原因。     

大庆市双膜日光温室保温性能研究

日光温室蔬菜种植生产中温室的保温性能是冬季重要限制因子,采用双膜覆盖是温室增加保温性能的有效方法。对双膜日光温室和单膜日光温室内部气温、土温进行监测、分析。结果表明,在冬季最冷时间段(12月21日—次年1月9日),双膜日光温室的气温较单膜日光温室在08:30—15:30,最高气温温差为3.7℃,最低气温温差为0℃;在15:30—次日08:30,最高气温温差达13.5℃,最低气温温差为3.9℃,尤其在温室的东西两端2个温室的夜间温差更加明显,达到8.5℃。双膜日光温室的土温较单膜日光温室在8:30—15:30,最高温差为3.5℃,最低温差为0℃;在15:30—次日08:30,最高温差达到5.5℃,最低温差为2.3℃。并且在夜晚时段双膜日光温室的气温、土温降温速度低于单膜日光温室,各点的温度差相对较小。双膜日光温室良好的保温能力,为大庆市冬季日光温室正常生产提供了保障。     

不同墙体材料日光温室的保温性能

为明确秸秆块墙体日光温室和土墙体日光温室的保温性能,本文以秸秆块墙体日光温室和土墙体日光温室为研究对象,分析了两种墙体结构温室中墙体温度、土壤温度、室内空气温度分布以及晴天和阴天时空气温度变化.结果显示,厚度0.6m的秸秆块墙体日光温室与平均墙厚4.0m土墙体日光温室相比,晴天时温室内空气温度和土壤温度差异不显著,清晨和阴天时秸秆块墙体温室内空气温度略低;秸秆块墙体内侧变温层厚度为15 cm,土墙体内侧变温层厚度为45 cm;秸秆块墙体日光温室中40 cm以内土壤层温度[(15.4±1.0)℃]与土墙体日光温室[(16.1±2.0)℃]无显著差异(P＞0.05);夜间秸秆块墙体日光温室空气温度低于土墙体日光温室空气温度(P＜0.05),白天两者差异不显著(P＞0.05);试验期间,两种墙体结构日光温室中空气温度最低为8.2℃,能满足常规蔬菜反季节栽培对设施保温性能的要求.     

日光温室内保温幕保温性能测试分析

日光温室保温性能直接影响温室生产效益,在前屋面保温设计上,根据大型温室保温幕原理,本文提出在日光温室中内设置保温幕的设计,并应用于试验温室,研究日光温室内保温幕的保温效果.试验温室和对照温室结构尺寸完全相同,测试不同气象条件下温室内的气温和保温幕上下的气温,并对保温幕的节能效果进行计算.结果表明,在晴天条件下,试验温室内夜间气温略高于对照温室0.7～1.0℃;保温幕上下温差保持在1.0～1.7℃,平均温差为1.2℃;保温幕的节能率平均约为4%.在阴天条件下,试验温室夜间气温略高于对照温室0.5～0.8℃;保温幕上下温差保持在1.2～1.5℃,平均温差为1.3℃;保温幕的节能率平均约为4%.阴天与晴天采用保温幕的效果几乎相同,而且其保温节能效果不明显.根据保温幕的使用效果,分析和讨论存在的问题以及改进的措施.     

不同跨度日光温室升温保温性能研究

以酒泉市肃州区7m跨度砖墙日光温室为对照,研究了跨度为8、9、10和11m的4种石墙钢结构日光温室的升温保温性能.结果表明:跨度为8、9、10和11m的4种石墙钢结构日光温室的升温保温性能均优于对照温室,以10m跨度的温室性能最优.初冬(2012年11月中下旬),4种跨度石墙钢结构日光温室的平均温度较对照温室升高0.63~1.66℃;平均最高温度较对照温室降低4.84~7.17℃,平均最低温度较对照温室升高2.53~3.70℃.温室作物越冬期间(2012年11月至2013年2月),8、9、10和11m跨度石墙钢结构日光温室夜间最低温度在5℃以下持续1h以上的天数分别为2、1、0和8d;夜间最低温度在8℃以下持续1h以上的天数分别为20、20、14和41d.     

保温被外设PE黑膜对日光温室保温性的影响

为减少夜间日光温室前屋面的热量损失,提高雨雪天气温室保温高于对照效果,以日光温室为对象,在2015年冬季采用保温被外覆无接缝PE黑膜的方法测试温室内温度变化,分析对温室保温性能的影响。结果表明,外设PE黑膜对冬季日光温室的增温效果明显,温室气温、0.05 m处地温显著高于对照。其中:晴天与阴天夜间,处理温室最低气温分别较对照提高0.9、0.5℃,最低地温提高0.7℃;晴天效果优于阴天。雪天夜间最低棚温较对照高2.2℃,最低地温提高1.3℃,且雪后1周处理温室降温幅度明显小于对照温室。试验期间处理温室旬平均气温均高于对照温室,节能效果优于对照。     

大跨度日光温室室内微气候环境测试分析

为了解大跨度日光温室室内的微气候环境特点,对沈阳地区12 m跨日光温室在无辅助热源情况下的温、光、湿环境及各壁面蓄放热情况进行了测试.测试结果显示温室1 m处日均气温和0.2 m处日均地温在2月6日后均达到10～15℃以上,室内最低气温在2月中旬后达到8℃以上.温室内气温差值较小,而地温白天最大温差为10.3℃,夜间温室内土壤及墙体为热源,单位面积土壤向室内放热是墙体的近3倍.晴天日均透光率为60%左右.夜间,膜附近室内空气相对湿度通常为100%,高出后墙附近相对湿度8个百分点.     

日光温室土质墙体内温度与室内气温的测定分析

为研究日光温室土质墙体的保温性及室内温度环境特征,对日光温室的后墙、地面、空气进行了不同层次的温度监测和理论分析.结果表明:日光温室后墙在传热过程中,由内向外随墙体厚度的增大传入热量逐渐减少.在后墙垂直方向内表层0.2 m处,墙体中下部温度最高,顶部和基部温度较低;3月份一日内墙体表面温度平均比地表面温度高3.3℃;夜间放热时间比地面长约3 h,且单位面积墙体比单位面积地面放热多.白天,在温室南北方向由北向南气温逐渐增高;垂直方向气温由下到上逐渐升高;夜间,在南北方向由北向南气温逐渐降低,垂直方向气温没有明显变化.无论白天夜间,日光温室内南北方向气温差异比垂直方向气温差异大.     

“西北非耕地温室结构与建造技术”项目成果汇报(6) 多折内遮阳保温系统

<正>西北地区光照资源丰富、昼夜温差大、冬季室外气温低、夏季辐射强,夜间尽量保证温室内部热量不散失,白天合理的控制进入温室内的辐射对于温室节能设计十分必要。合理设置内遮阳保温拉幕装置,可以有效保证温室内部热量不流失。本文以宁夏吴忠孙家滩示范基地为例,详细介绍9 m跨装配式示范温室内遮阳保温系统的设计思路,供相关技术人员参考。设计思路为了有效防止冬季夜间日光温室内热量流失,在日光温室内部设置遮阳保温幕,如图1所示。使幕布借助     

大跨度非对称酿热温室热环境及节地增产效果分析

【目的】设计一种大跨度非对称酿热温室(GH-F),探究其保温蓄热性能,为未来温室设计提供新思路和理论依据。【方法】GH-F依据传统日光温室采光保温原理设计,东西走向,南北非对称,跨度17.0 m,其南部10.0 m,北部7.0 m,北部底端内侧根据温室长度配置30.0 m×1.0 m×1.0 m的农业废弃物发酵酿热槽。以传统日光温室(GH-P)和大跨度双层内保温大棚(GH-D)为对照,采用理论分析的方法比较3种温室在最大采暖负荷(室内外温差20℃)下的散热量,通过试验测定3种温室冬季晴天光照强度日变化及冬季典型晴天、典型阴天、典型雪天条件下的保温蓄热性能,并对3种温室建造的投资成本与节地增产效益进行计算。【结果】根据温室热负荷静态模拟理论,在夜间室内外温差20℃条件下,GH-F、GH-D和GH-P室内散热量分别为51.21,45.99,41.86 W/m~2。GH-F的保温性能低于GH-D和GH-P,故建造酿热槽来弥补其保温蓄热性能的不足。实测结果表明,在2016-01-01-2016-01-31,酿热槽1月份平均温度高出室内气温24.7℃,可有效向外界释放热量。在冬季典型晴天条件下,GH-F、GH-D及GH-P夜间平均气温和地温分别为7.9,5.0,8.0℃和12.0,10.4,10.7℃;典型阴天条件下,室内夜间平均气温和地温分别为8.7,5.8,7.3℃和11.3,9.1,10.9℃;典型雪天条件下,室内夜间平均气温和地温分别为8.9,6.5,7.1℃和11.6,9.8,9.3℃。GH-F的日平均气温分别比GH-D和GH-P高2.1～3.0和0.7～2.1℃;GH-F的日平均地温分别比GH-D和GH-P高1.4～2.0和0.5～2.2℃;在室外最低气温为-14.3℃的极端天气下,GH-F夜间最低气温为5.3℃,比GH-D和GH-P分别高出3.8和0.8℃。统计结果表明,GH-F实际建造成本为180.06元/m~2,比GH-D及GH-P分别低59.97和170.02元/m~2;与GH-P相比,GH-F土地利用率提高29.93%,番茄产量提高1.80 kg/m~2。【结论】大跨度非对称酿热温室冬季温度、土地利用率和实际种植效益均优于传统日光温室,适合在黄河中下游及淮河流域类似气候条件的地区推广应用。     

日光温室在自然通风状态下内拱膜对室内温度的影响

为研究寒冷干旱地区日光温室在自然通风时内拱膜结构对室内温度的影响,对呼和浩特市农户日常生产使用的日光温室内部气温进行多点实时测试,并利用多峰拟合法对不同内拱膜竖直高度下的室内气温进行分析。结果表明:在00:00~08:00时段,日光温室内拱膜竖直高度越高,室内气温沿跨度方向温差越大,而在10:00~15:00的通风时段,内拱膜竖直高度越高,室内气温沿跨度方向的温差越小。在通风时段,试验温室Ⅰ、Ⅱ内距地面2.5m高处的气温最高,1.3m高处的气温最低,且试验温室Ⅱ内不同高度处的气温均高于试验温室Ⅰ,而对照温室内距地面2.5m高处的气温最高,0.1m高处的气温最低。多峰拟合的最小拟合度为0.960 2,拟合分析表明,内拱膜竖直高度越高,相同时段内室内平均气温越高。     

沙漠组装式温室光热环境测试与分析

测试和田沙漠组装式温室的光热环境,尤其是温室的蓄放热量及保温能力,为和田地区日光温室性能做出评价,采用数据记录仪对温室内外环境的光热环境进行测定,结果表明,晴天光照度平均为18058 lx,空气温度可达40℃以上,且土层越深,地温越稳定;地面蓄热时平均热流密度为47.85 W/m2,放热时平均热流密度为16.91 W/m2;土壤表面温度和空气平均值分别为15.47、15.30℃;最大值可达37.90、45.00℃;墙体吸热时平均热流密度为13.91 W/m2,放热时平均热流密度为5.40 W/m2;墙体表面温度和空气温度平均值分别为15.76、14.61℃,最大值可达72.10、55.30℃;地面白天最大蓄热量为2.03 MJ/m2,地面最大放热量为1.35 MJ/m2,墙体白天最大蓄热量为0.76 MJ/m2,墙体最大放热量为0.40 MJ/m2.从温光特性方面来看,沙漠组装式温室各环境因子变化较大,温室内部空气温度、墙体温度、地表温度波动较大,热稳定较差;地面是主要的蓄放热体,温室墙体蓄热量、放热量很小,难以起到稳定温室夜间温度的作用.     

秸秆块墙体日光温室保温蓄热性能分析

为研究以农作物秸秆为墙体材料的日光温室(以下称秸秆块墙体日光温室)的保温蓄热性能,以秸秆块墙体日光温室为研究对象,以空心砖墙体日光温室为对照,监测了两种墙体材料温室中空气、墙体、土壤和温室各界面温度变化,分析了两种墙体材料日光温室的保温蓄热性能。结果表明:秸秆块墙体在晴天和阴天时均具有很好的保温性能,空心砖墙体晴天夜间时散失的热量是秸秆块墙体的1.5倍,阴天夜间时散失的热量是秸秆块墙体的1.3倍;秸秆块和空心砖墙体日光温室阴天时室内最低气温分别为5.4 ℃和5.8 ℃,晴天时室内最低气温为6.0 ℃和7.4 ℃;秸秆块墙体温室中40 cm以上土壤平均温度(14.00±2.61)℃高于空心砖墙体温室(13.55±1.73)℃。温室结构中各界面表面温度主要受太阳辐射强度的影响,秸秆块墙体温室中10 cm以上土壤层和空气的蓄热量比空心砖墙体温室中的大,秸秆块墙体的蓄热量比空心砖墙体的蓄热量小。     

秋季日光温室内小气候特征研究

[目的]为日光温室的科学管理提供理论依据。[方法]测定日光温室的光照、温度和湿度并作相关分析。[结果]温室内空气湿度、地面温度最大值都出现在14:00左右,最小值出现在6:00前后。秋季温室内外地面温度存在6.8℃温差。光照南侧比北侧高960 lx;中间比东、西侧的高2230 lx、1560 lx;上层比中层、下层分别高73、720 lx。夜间空气湿度在90%以上,午后在80%以上。[结论]温室内空气湿度、地面平均温度日变化曲线为单峰型曲线;地面温度水平分布呈现出中间高四周低规律;温室内光照度日变化曲线类型是倒"V"型,而空间分布为南强北弱,上强下弱的规律。温室内空气湿度比较高,尤其是在夜间空气湿度更高。     

一种新型温室的冬夏季室内温度场数值模拟研究

以计算流体力学(CFD)为理论依据,以某市的气象因子为输入条件,对比研究了一种新型温室与单栋塑料大棚、传统日光温室的冬季保温性能和夏季通风降温效果,以期为该新型温室的应用提供理论依据。该新型温室后墙由可拆卸的秸秆板组成。冬季,后坡与后墙覆盖秸秆板以维持室内温度;夏季,拆除秸秆板以增加温室通风面积。研究结果显示:冬季,新型温室与传统日光温室的白天室内温差为0~0.9℃,夜间温差为0~0.7℃;新型温室全天室内温度高于塑料大棚0~5℃。夏季,在通风口关闭时,新型温室的室内温度、地面温度与塑料大棚差异不明显,当通风口开启时,新型温室的室内高温区域较小。     

卷膜器卷膜宽度函数公式及在日光温室内保温膜系统上的应用研究

研究建立了日光温室卷膜器卷膜轴输出圈数n、卷膜轴直径d0、薄膜厚度h与卷膜器卷膜宽度kz之间的函数关系式,称之为温室卷膜器卷膜宽度函数公式。应用验证结果表明,该函数公式为分析确定日光温室内保温膜系统卷放膜技术方案及装置提供了科学方法,具有实用意义。     

双层膜日光温室设计及其热性能测试分析

为了提高日光温室的保温性能,设计建造了一种适用于北方冬季生产的现代双层膜日光温室,其特点是有内外两层支撑骨架和覆盖系统,测试了该温室在冬季无保温被覆盖、通风口关闭条件下室内温度变化情况,并与普通单层膜日光温室进行了对比分析。试验结果表明,双层膜日光温室内空气平均温度、土壤平均温度、最低气温和最低土壤温度的最低值较单层膜日光温室分别提高了2.1℃、1.7℃、3.7℃和1.8℃,较室外分别提高了12.4℃、0.9℃、18.5℃和0.9℃。在雪天、晴天、阴天和雾霾天等典型天气,双层膜日光温室较单层膜日光温室白天和夜间平均气温分别提高了0.4℃和1.4℃,较室外白天和夜间平均气温提高了3.0℃和9.7℃。研究表明,与单层膜日光温室相比,双层膜日光温室的空气温度、土壤温度有明显提高,室内温度较稳定。该研究为双层膜日光温室建造提供了参考。     

天津一种典型砖墙日光温室热环境现状的测试与分析

对天津一种典型的砖墙日光温室进行连续2个冬季的热湿环境现状测试.结果表明:日光温室内日平均气温大部分时间可维持在10℃左右,最冷时仅为5.0℃;日最低气温1月份平均为3.4～5.5℃,极端日最低气温为0.8℃,此温度持续过长则会造成植物的冷害;温室内夜间温度较低,12-02月份室内夜间平均气温最低仅2.5℃;夜间室内外温差为10～15℃.1月份室内白昼平均相对湿度为66％,当采用无土栽培时,湿度仅50％左右;夜间室内相对湿度在整个测试期间都高达99％.可见,日光温室温湿环境大多适宜植物的生长,但仍存在低温和高湿等不利因素.可通过提高屋面透光性、增强北墙吸收太阳辐射作用、增强维护结构蓄热保温性、加强透风并改良栽培方式等方法改善日光温室的环境性能.     

基于内表面对流和辐射换热的温室夜间热平衡分析及验证

为分析日光温室内部的热环境,运用传热学理论,对夜间温室内存在的对流传热和辐射传热过程进行了研究,并建立温室内部热平衡方程.采用热平衡模型确定冬季温室所需补热量,并评估供暖系统在温室中的实际应用效果.结果表明:室内空气温度的理论值与实测值差别不大,模型比较切合实际.计算结果还揭示了温室内部热流的走向与分布情况,以及围护结构对温室保温所起到的作用.     

节能型日光温室茄子冬季高产栽培技术

一、日光温室结构 日光温室长40～50m,宽8～10m,后墙高2～3m,墙体厚0.8～1m,后柱高2.2～3m,中柱高1.5～2.5m,前柱高1～1.5m.为保温增光,采用透光好的无滴膜,用压膜线里顶外压固膜,尽量减少膜上穿孔,并采用地膜、小棚、天幕、纸被及厚草苫等多层覆盖;温室外南沟设防寒沟,温室内墙及后屋内墙涂白并张挂反光膜,设临时火炉增温等设施.