日光温室后墙保温系统试验研究

为减少冬季日光温室加温能耗,基于空气流动原理设计了温室后墙保温系统。该系统利用风机将温室白天蓄积的热量储蓄在后墙的夹层中与后墙的保温室内,经过热量传导与交换,保证太阳能的高效利用。试验结果表明,在冬季白昼为晴朗、连阴雾霾天(极端天气)下蓄热温室夜间空气温度分别比对照温室平均高3.12和3.17℃,土壤温度分别比对照温室平均高3.2和2.78℃。日光温室蓄热能力的提高,实现了番茄的安全过冬生产。该研究成果对日光温室结构的改进、温度调控有重要意义。     

温室地下蓄热系统蓄热加温效果试验

为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明：在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别使地坪温度平均高于未蓄热温室地温4.8℃,4.4℃,具有良好的蓄热效果;阴天时蓄热时间应适当缩短,但由于长期蓄热,其地温仍高于相邻温室2.6℃。在白昼为晴朗、多云、阴天的情况下,夜间系统加温使温室内气温分别高于相邻未蓄热温室3.1℃,2.0℃,1.5℃,与外界分别保持3.95℃,3.21℃,2.35℃的平均温差,在加温期间具有良好的加温效果,至少可以满足温室加温能耗的35.7%。     

主动采光蓄热型日光温室性能初探

研究了一种新型主动采光蓄热型日光温室,该日光温室应用了倾转屋面技术和主动蓄热风机系统技术,实现了人为调节日光温室采光面角度和提高后墙蓄热效率,并对其温光性能进行了试验研究。试验测定了位于陕西省子长县现代农业示范园内的试验温室,并选取2013年冬季冬至日、典型多云天和典型晴天的试验数据,分析研究了主动采光蓄热型日光温室与普通日光温室室内光照度和温度的差别。在本试验条件下,与普通日光温室相比,冬至日主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了15.42%,平均温度提高了2.6℃;典型多云天时主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了11.73%,平均温度提高了2.1℃;典型晴天时主动采光蓄热型日光温室室内光照度平均提高了21.28%,平均温度提高了5.6℃。与普通日光温室相比,主动采光蓄热型日光温室冬季室内的平均光照度和平均温度均有明显提高。     

日光温室内置式太阳能集热调温装置试验研究

为了提高冬季日光温室内的温度,研究开发了贮蓄太阳热能用于夜间温室内加温的太阳能集热调温试验装置.该装置垂直固定在日光温室内靠近北墙的钢筋拱架上,利用冬季晴天时北墙部位的太阳辐射热量使水增温,并把水储存在蓄热水箱内;夜间温室内温度降到一定程度时,利用所贮蓄的热量再给温室加温.试验结果表明:该装置白昼贮热与夜间加温效果明显,白昼集热可使水温提高20℃以上,夜间用蓄积的热量加温,可以使室内气温平均提高约1.7℃以上.     

三种蓄热设备在组装式日光温室中的应用效果

为研究适用于组装式日光温室的蓄热增温设备,在组装式试验温室中安整水袋式、水幕式和双源热泵主动蓄放热设备,研究其蓄放热量、增温效果、蓄放热成本和节能率等指标,通过试验表明:双源热泵晴天蓄热量和放热量最高,分别为704.99MJ和539.62MJ,晚间温室放热时段平均温度较对照温室高3.51℃,但节能率为29.58%,使用成本较高,双源热泵阴天蓄热量和放热量分别为185.73MJ和222.78MJ,放热时间试验温室平均温度较对照温度高2.08℃;水幕式主动蓄放热设备晴天蓄热量和放热量分别为434.62MJ和337.19MJ,放热时段试验温室平均温度较对照温室高3.13℃,节能率为70.53%;水袋式主动蓄放热设备晴天蓄热量和放热量最低,分别为167.42MJ和157.16MJ,放热时段试验温室平均室温较对照普通温室高1.40℃,节能率为69.18%。通过综合性能分析,采用水幕式主动蓄放热设备具有节能率高、使用成本低的优点,双源热泵蓄放热设备具有蓄放热量大、增温速度快的优点,可根据温室生产需要进行选择安装使用。     

不同方式封装的相变材料蓄热效果研究——基于日光温室

相变材料应用于日光温室中可以将温室白天多余的热量转移至夜间,起到调节温度的作用。为此,测试了经过两种不同方式封装后的相变材料在日光温室中的实际应用效果。通过与普通砖墙温室对照分析发现:两种类型相变材料温室均具有一定蓄热保温性能。内渗型相变材料温室比普通日光温室室温晴天夜间平均高0.9℃,阴天夜间平均高0.3℃;外挂型相变材料温室晴天比普通砖墙温室夜间温度平均高0.7℃。通过对两种类型相变材料温室综合应用效果比较发现,内渗型优于外挂型。此结果为相变材料在温室中的应用提供参考。     

双层覆盖温室地下蓄热系统保温效果试验

针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室地下蓄热系统蓄热后，夜间保温时温室内温度分别高于外界温度5．1～9．8℃、4．8～6．9℃、4．2～6.4℃，室内外平均温差分别为6．9℃、5．4℃、5．3℃，其能耗费用低于燃煤热水锅炉加温费用，系统具有良好的保温性能，节能效果明显。     

双屋面日光温室建造设计及其环境动态变化分析

为提高有限土地的利用率,在普通日光温室的基础上设计建造双屋面日光温室,对其温度、湿度、光照、CO2浓度等与普通日光温室进行比较。结果表明:双屋面日光温室比普通日光温室土地利用率提高11.90%。双屋面日光温室的南屋面、北屋面在光照强度方面与普通日光温室差异不明显;南屋面日光温室日平均气温比普通日光温室提高0.35℃,而10cm日平均土温则下降0.89℃;北屋面日光温室的日平均气温比当地气温高7.99℃~8.99℃,其10cm日平均土温为8.44℃。双屋面日光温室的相对湿度较普通日光温室变化明显,南屋面日光温室的日平均空气相对湿度相比普通日光温室降低4.43%,北屋面日光温室则升高14.83%;南屋面日光温室日平均CO2浓度相比普通温室降低71.97ppm,北屋面日光温室则升高247.15ppm。     

温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热效果影

为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热增温效果及对温室温度与湿度环境的影响,分别测试了该系统换热管道以不同空气流速蓄热时换热管道进出口空气温度和湿度、地坪温度以及相邻无蓄热系统温室内的气温、土壤温度和室外温度.结果表明,白昼晴朗时,当换热管道内空气以流速0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s进行蓄热时,地坪温度均高于相邻无蓄热系统温室内的土壤温度,平均温差分别为0.8、1.1、3.1、3.9、4.3、5.6℃,系统蓄热效果随换热管道空气流速增加而增强.在系统换热管道内空气流速以0.6～2.8 m/s蓄热时,温室内热空气流经换热管道温度明显降低,使蓄热温室内的气温低于相邻温室气温0.1～0.6℃,但蓄热温室气温在常见温室栽培作物所需的适宜温度范围内,换热管道以不同空气流速蓄热对温室的温度环境影响较小.     

温室地下蓄热系统温度的分布试验

设计了温室地下蓄热系统,并测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、地坪温度。结果表明,系统蓄热时,温室内纵向最大气温差为1.9℃,地坪温度沿温室横向、纵向变化幅度小,且随着蓄热过程的进行,气温、地温趋于一致;加温时,温室内纵向最大气温差为0.8℃,地坪横向、纵向最大温差分别为0.6℃、1.9℃,温度分布均匀。     

不同墙体结构日光温室保温效果的研究

为明确墙体结构对日光温室保温性能的影响,以3种不同墙体结构的日光温室为研究对象,计算了日光温室各组成元素的热工性能,分析了不同结构温室的墙体温度分布、温室内空气温湿度以及土壤温度分布。研究结果表明,厚度为0.6m的秸秆块墙体的热阻是平均厚度4.0m土墙体热阻的2.54倍,土墙体导热系数和蓄热系数分别是厚度为0.6m秸秆块墙体导热系数的16.91倍和11.42倍;墙体温度梯度显示土墙体厚度方向上的温度衰减速率最小,其次是0.6m厚秸秆块墙体,0.46m厚秸秆块墙体温度衰减速率最大。试验期间,SBWG1、SBWG2和SWG中空气的平均温度分别为3 0.8℃,3 2.1℃和3 2.6℃,温室中土壤在0 cm、1 0 cm和2 0 cm处温度(2月份)分别为26.2、14.1、13.9,25.2、16.5、15.1、27.2、17.5、17.2℃。秸秆块墙体日光温室在保温性能及湿度调解方面优势明显,在蓄热性能和土壤温度方面需要提高,以达到土墙体日光温室的保温效果。     

日光温室中空板水循环集放热系统设计与集热性能试验

针对现有日光温室内置式水循环集放热装置存在的集热能力不足的问题,设计了中空板水循环太阳能集放热系统,通过理论分析,结合日光温室热环境模拟预测软件,验证系统可行性。理论计算表明,在室内地面面积400 m2聚苯板墙体日光温室内,系统集热总量可达350 MJ,可供日光温室2~3 d的夜间放热加温。通过现场试验测试系统的集热性能,试验结果表明:系统集热效率最大可达0.93;晴天条件下的系统日蓄热温升约比阴天条件下高1倍;在太阳辐射较弱时,中空板与室内空气的对流换热对集热效率影响显著;在3.3~5.9 m3/h的流量范围内,系统集热量随着水流量增大而增加。中空板系统作为装配式集热系统,建造成本低、简单实用,不占用室内栽培面积,适用于旧温室改造。     

预制式太阳能集热板采暖系统试验研究

设计一种预制式太阳能集热板采暖系统,对该采暖系统进行结构设计和性能试验测试。采暖系统主要由预制式太阳能集热板、风机、输气管道、蓄热器、散流器、控制箱等。通过试验结果表明,系统的集热效率受环境温度、风速、系统进出口温度、太阳辐射量影响。当太阳辐射量变化幅度不大时,系统的集热效率受进出口温度的影响较大。室内温度最高可达到28℃,系统集热效率在18%左右。太阳能采暖系统可以有效地为房屋供热,多余的热量利用蓄热装置储存起来,供给夜间使用,从而实现24小时供热的目标。     

日光温室根区热环境相变调控系统设计与性能试验

为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式,以鞍II型日光温室为原型制作试验温室模型并设计了相配套的日光温室根区热环境相变调控系统,包括相变集热单元、潜热储存与交换单元、根温调节单元、循环泵组和循环管路5部分,并制定出系统热性能测试方案。通过对比试验,研究系统在单路循环模式下运行对日光温室模型室内空气、栽培基质不同深度温度的调节效果,以及对温室模型中紫叶生菜幼苗生长指标的影响。结果表明,冬季运行条件下,系统可以有效蓄积太阳辐射热,实现日光温室的高效能量收集和热环境调控,减少室内空气温度波动,提高基质根区温度。典型晴天天气测试时,试验温室20 cm深度处基质平均温度均高于对照温室。此外,与对照温室相比较,试验温室中生菜幼苗的株高、茎粗、单株叶面积、最大叶宽可分别提高13.4%、11.9%、79.1%、35.3%,表明试验温室内热环境更利于紫叶生菜幼苗的生长。     

日光温室网状集散热水循环系统应用效果试验研究

为探讨冬季南疆地区日光温室夜间低温问题,以新疆和田市和田县日光温室为研究对象,在日光温室后墙上设计了网状集散热水管,并在阴天蓄热水池蓄热量低的情况下通过电加热方式继续升温,并分析了该系统对温室温湿度变化及番茄生长状况的影响.试验结果表明:网状集散热水循环系统在晴天可以提高室温1.7～2.1℃,通过电加热结合的方式在阴天...     

温室地下蓄热系统蓄热和加温性能

针对温室地下蓄热系统热量损失大、系统运行效率低的缺点,设计了一种新型温室地下蓄热系统,测试了蓄热与加温时进出口空气温度、湿度、换热管道出口处流速、土壤温度。试验结果表明,系统蓄热与加温时空气流经换热管道温度、焓值变化明显,平均蓄热热流密度为23-81W／m^2,平均加温热流密度为82-96W／m^2,能够明显提高苗床温度,蓄热量与加温热量均是系统消耗电能的10倍以上,节能效果明显。     

不同跨度组装式日光温室光热环境性能研究

为研究跨度对组装式日光温室温光环境的影响,选取8m、9m和10m跨度的组装式日光温室,以当地普通日光温室为对照,进行温室环境温度、光照性能观测和墙体热工性能分析。结果表明:各组装式日光温室墙体热稳定性远低于普通温室,平均最低温度较普通日光温室低1.27℃~5.30℃;组装式温室保温和采光性能随跨度增加而减小,1月份,8m跨度组装温室平均最低温度较9m和10m跨度温室高1.33℃和4.04℃,透光率高1.93%和7.67%,室内外最低温度差可达30.09℃;组装温室随跨度增大,室内温度变化越剧烈。综合分析认为,冬季组装式温室中8m跨度温室综合保温性能最好,组装式温室的保温性能随温室跨度的增加而下降,组装温室在没有辅助热源加温的情况下,不宜过度增加跨度。     

组装式涤棉墙体日光温室热湿环境及生产性能分析

通过对甘肃省靖远县建造的组装式涤棉墙体日光温室WSI温湿度环境性能观测分析。结果表明,WSI具有升温速度快,降温速度也快的特点,1月份平均升温幅度较土墙CK温室高5.58℃,但是最低温度为6.13℃,较土墙温室CK低1.84℃;WSI温室1月份平均最低温度均低于10℃,但是随外界气温回暖,3月份WSI温度条件好于CK温室。白天WSI各旬平均相对湿度较CK低9.9%。夜间WSI高于CK 1.10%。建议在1月份最好安排叶菜生产,2月份以后,随天气回暖和各组装温室条件的改善情况,进行早春茬茄果类和瓜类蔬菜的生产。     

用于沼气系统的热管式热水加热器设计

为了解决北方冬季沼气厌氧发酵温度不稳定的瓶颈问题,设计了一种用于沼气系统的燃气加热增温装置,即配套一种燃气加热的热管式热水加热器。选择热管加热端距离燃气灶孔的高度、燃气流量、平均水温作为影响因素,以热管式热水加热器热效率作为目标进行了试验分析,结果表明:当热管加热端距离燃气灶孔的高度为21.5 cm,液化石油气流量为1.01 kg/h,平均水温为35~45℃时,其热效率达到最高,最高值为63.47%。     

空气流速对温室地下蓄热系统加温时热湿传递的影响

为确定温室地下蓄热系统换热管道空气流速对其加温运行时热量交换和水蒸气迁移的影响,测试了该系统以不同换热管道空气流速蓄热后,夜间加温时换热管道进出口空气温度与湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气的含湿量、焓、蓄热功率.结果表明,在冬季晴朗的天气下,系统以0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s的换热管道空气流速白昼蓄热后,夜间以与蓄热时相同的空气流速加温时,温室内低温高湿空气流经换热管道后,温度、焓显著增加,相对湿度明显降低,加温功率随换热管道流速增加而增加,平均加温功率分别达1.0、1.6、3.2、6.4、7.2、7.7 kW;当换热管道空气流速小于2 m/s时,加温效果不显著;当换热管道空气流速大于2.5 m/s时持续加温能力差;在满足作物夜间生长所需温度条件时,应以2.0 m/s的换热管道空气流速加温.