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。     

三江平原典型环形湿地土壤热能值结构的研究

生态系统热能值结构的形成是一段时间内太阳能在生态系统中能量流动达到动态平衡的一种形式。为了研究三江平原环形湿地热能值结构的特点,我们选择三江平原典型环形湿地———中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站作为研究区域,对环形湿地不同植物群落土壤热能值进行测试与分析。研究结果表明,三江平原典型环形湿地热能值地上部分以乌拉苔草—毛果苔草群落和大穗苔草—漂筏苔草群落最高,而沼柳—越菊柳—小叶章群落和毛果苔草—狭叶甜茅—漂筏苔草群落相对较低。地下部分,在泥炭层以上的几个层次,从环形湿地中心到边缘,热能值逐渐增加,而在泥炭层及泥炭层以下,热能值逐渐减少。除泥炭层外,各层中以乌拉苔草—毛果苔草群落的热能值最高。垂直方向上,各个群落以须根层处热能值最大。这种热能值结构是生物与环境长期作用的结果,特别是在一些环境梯度较大的过渡位置,由于其边界效应,热能值一般较高。对环形湿地热能值结构的研究可为湿地生态系统合理的利用和保护提供一些合理建议。     

日光暖棚畜舍的设计及其环境评价

根据不同季节的太阳高度角随地理纬度变化这一原理，确定畜舍塑料暖棚面与地面的最佳夹角，使冬季大寒(最冷)这天正午时分，太阳辐射的入射角与塑料棚面垂直，以其充分利用太阳的辐射热能，提高畜舍内的温度。通过对地处北纬46°霍林郭勒市牧民一户牛舍和一户羊舍的温热环境和舍内空气质量的测定表明，大寒这天舍外气温-24～-10℃下，牛舍内的温度平均8.2℃，羊舍内的温度平均6.1℃，空气质量在卫生要求的范围内，达到了防寒抗灾的目的。     

聚光蒸发式太阳能苦咸水淡化系统水体光热性能分析

针对太阳能苦咸水淡化系统中太阳能集热系统在高温段时效率低,而苦咸水淡化系统在低温段时效率低的结构性不匹配问题,提出了聚光蒸发式太阳能苦咸水淡化系统。为了提高苦咸水对入射太阳光的吸收作用,对太阳能集热系统中的苦咸水进行功能化处理,并对功能化苦咸水的透射率进行了光学性能分析,在实际天气条件下,对功能化苦咸水的热能利用效率进行了试验研究。结果表明,功能化苦咸水的透射率随粒子丰度增加而减小,随粒径减小而降低;粒子丰度由6.25增加为50.0 mg/L时,含有粒径为0.72 mm粒子的功能化水体的热能利用效率增加了41.3%;功能化苦咸水热利用效率计算结果与光学性能测试结果变化趋势一致。该研究为提高太阳能苦咸水淡化系统热利用效率提供了参考。     

模糊自适应PID控制器在太阳能干燥温度控制中的应用

基于中国农村对特色农副产品干燥设备的需求现状，设计了一种热能辅助型太阳能箱式干燥器。该装置由干燥箱、热风炉和循环系统构成。针对太阳能辅助热能干燥过程参数时变性和模型不确定性设计了一种基于模糊推理的参数自适应PID控制器。仿真结果表明，该控制器具有理想的动态和稳态以及抗干扰性能，超调量、过渡过程时间等控制性能指标优于传统PID控制器，能够满足太阳能干燥系统对参数控制的要求。     

聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置光热性能

该文针对传统设施农业土壤灭虫除菌过程使用化学消毒法所带来的环境污染和农作物药物残留等问题,提出了新型聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置,利用太阳能聚光集热技术加热空气进而对农业种植土壤进行高温消毒,同时将土壤所含有机物加热挥发,实现对农业种植土壤的修复,同时处理后的热土壤对进料空气进行预热,提高了装置的热能利用效率。该文介绍了聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的工作原理,利用光学仿真软件对装置中复合多曲面聚光器的光学效率进行了计算,基于光学计算结果,对聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的光热性能进行了室外试验,测试了装置的空气加热温度和集热效率。结果表明,用于土壤灭虫除菌的热空气在聚光比为3.6,流动速度为1.075 m/s时,装置的集热效率最高,加热后空气温度最高达到了88℃左右,集热效率为65%左右,能够满足农业土壤灭虫除菌所需的温度需求。     

中国畜牧气象研究简述

<正> 畜牧气象是农业气象学的一个分支学科。国外在牧草气象、放牧畜牧气象和舍饲畜牧气象以及畜舍小气候等方面都进行了大量有意义的科学研究。中国的畜牧气象工作起步较晚,80年代初,随着对农业现代化认识的提高和大农业思想的建立,畜牧     

设施农业用槽式太阳能聚光电热联供系统性能分析与试验

该文针对在设施农业中棚顶安装的光伏组件挡光导致棚间距离增加,提出一种可以用在设施农业中的槽式太阳能聚光电热联供系统,通过减少输出额定电功率所需光伏组件的数量以提高设施农业经济性,同时还可以在寒冷季节为作物生长提供热能。该文介绍了该聚光电热联供系统的工作原理,利用光学仿真软件对聚光器的聚光性能进行了仿真计算,搭建了聚光电热联供系统性能测试台,将电热联供系统组件与平板光伏组件工作温度进行了对比,通过改变换热介质流量,分析了系统综合性能效率随换热介质流量变化的规律。结果表明,在约2倍聚光条件下,换热介质质量流量为2.41 g/s,室外平均气温为2℃时,槽式聚光电热联供系统的输出电功率约是平板光伏组件的2倍,系统综合性能效率为69.88%,系统输出水温约为20℃左右。该研究可以为设施农业与太阳能光伏利用技术的高效耦合提供了参考。     

用于房屋取暖的太阳能热转换系统卵石层热特性的实验研究(英)

为了给房间提供热能而不消耗电力和常规能源，设计并制造了用于房屋取暖的太阳能热转换系统。该系统主要由太阳能集热器、卵石层和房间组成。太阳能集热器具有28根真空集热管，每根真空集热管的直径和长度分别为47 mm和1500 mm。在长4 m宽2.7 m的房间内铺设了150 mm厚的卵石层。卵石大小为50～100 mm。对由太阳能集热器热水自然循环加热的太阳能热转换系统卵石层的热特性进行了实验研究。测试了该系统不同单元的温度。结果表明，在考虑了每个测试单元热传递时间滞后的条件下，当系统的入口点和出口点的温度存在温差及卵石层和水泥地面存在温差时，该系统能够实现热能自然循环。证实了卵石层和地表面的水平温度分布均匀。卵石层储热周期为10 h、放热周期为24 h。以卵石层日平均温度与户外平均温度之间的差值为依据，计算出卵石层一日内的储热量约为49 MJ/d。     

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。     

太阳能集热器的热流气体对砾石的蓄放热特性研究

太阳能的蓄放热特性的研究对清洁能源太阳能的开发和利用具有重要意义。该文利用冬季太阳能集热器的热流气体,对砾石的蓄放热特性进行了研究。以居民居住的标准房间（4 m×2.7 m）为依据进行了模拟;利用太阳能集热器的热能与直径为50～100 mm的砾石铺设成150 mm厚度的地下蓄热系统进行蓄热和放热试验,研究昼夜之间室内砾石的蓄热和放热特性;通过测试太阳能集热器的内部温度、砾石层内部及室内地表面的温度,研究了太阳能集热器的蓄热效率和转换效率,同时分析了蓄热层及室内地表面的热传递特性;为进一步开拓针对冬季寒冷地区太阳能蓄热型居民建筑物内部热环境方面的基础研究提供了科学的依据。     

浅层地热联合太阳能集热墙系统冬季室内供暖试验

该文提出一种浅层地热联合太阳能集热墙系统,并在石河子地区对采用该系统的被动式太阳房进行了供暖测试研究,对比分析了试验房在不同供暖模式(C1对比房无任何采暖措施的模式、C2试验房未开地下室顶板通风口的供暖模式、C3试验房采用浅层地热联合太阳能集热墙系统的供暖模式)、不同天气状况(晴天、阴天)下的室内热环境。试验结果显示:试验房C3模式下室内平均温度比对照房室内平均温度高6.45℃,日较差为3.5℃;晴天时,试验房白天室内温度有5 h超过了12℃;阴天时,试验房室内外温差仍然达到9.52℃;当室外天气状况为晴天且空气质量指数(air quality index,AQI)符合二级标准限值情况下,试验房在采暖期内10月、11月、及次年的3月、4月,可仅依靠浅层地热联合太阳能集热墙系统满足室内温度的要求,节能效果显著。     

农业能量利用分析——方法与问题

<正> 一、能量在农业系统中的作用在自然生态系统中,通过系统生物群落把太阳能转化为生物量,形成自我维持的生态系统(如自然植物、野生动物)。然而在农业系统中,太阳能是通过人类的活动直接或间接地转化为食物、木材和其它可利用的产品。外部能量的投入有助于提高太阳能的转化率。在传统农业系统和现代农业系统中,外部能量投入的数量和结构是不同的。传统     

高寒地区建立节能保温畜舍的初步研究

针对北方寒冷地区的气候特点和畜舍现状，采取合理的技术措施，改善畜舍冬季的饲养环境，使家畜在适宜的环境条件下，常年均衡生长、发育，使养畜获得良好的经济效益。     

聚光集热苦咸水蒸馏装置中含吸光颗粒水体的光吸收特性

传统太阳能蒸馏装置存在传热热阻大,传热换热环节多等缺陷,导致太阳能蒸馏装置热能利用效率低和淡水产量小,鉴于此,该文设计一种新型基于聚光集热的苦咸水蒸馏装置,利用抛物碟式聚光器将入射太阳光汇聚并直接在含有大量黑色多孔颗粒苦咸水体内完成光热转化,克服了传统太阳能蒸馏器光传输方向与热传输方向相反的缺点,减少了装置传热换热环节,使得聚光直接加热苦咸水蒸馏产水得以实现,该文对于装置中实现光热直接转化的水体光吸收特性展开试验测试和理论分析,借助光学积分箱对影响水体模拟受热温升阶段和沸腾蒸发阶段光吸收特性的吸光颗粒粒径、颗粒丰度及光程等因素展开研究。结果表明,含较小粒径吸光颗粒的水体光吸收特性较好,在模拟受热温升过程中,含粒径为0.5 mm颗粒的水体最大光吸收比比含有粒径为1.0 mm颗粒的水体增加9.0%,模拟受热沸腾过程中,丰度为6.7 g/L水体光吸收比是丰度为0.75 g/L水体的4.94倍,且水体光吸收比随沸腾程度呈指数函数变化规律。该研究结果为太阳能苦咸水蒸馏技术的热能高效利用提供参考。     

高寒地区建立节能保温畜舍的初步研究

针对北方寒冷地区的气候特点和畜舍现状，采取合理的技术措施，改善畜舍冬季的饲养环境，使家畜在适宜的环境条件下，常年均衡生长、发育，使养畜获得良好的经济效益。     

畜舍颗粒物减排技术研究现状

随着大规模集约化畜牧业的发展,畜牧生产过程中产生的大量悬浮颗粒物（Particulate Matter,PM）,已成为大气颗粒物PM10和PM2.5的重要来源。畜舍粉尘主要来源于饲料、粪便、皮屑、毛发等,其表面附着有细菌、真菌、病毒等致病微生物以及氨气、硫化氢等有害气体,不但严重威胁畜牧场工作人员和家畜的健康,还导致周边大气环境污染。科学适用的PM减排技术是保障畜舍及周边环境空气质量的重要手段。该研究概述了畜舍PM的排放源、特征及危害,从源头、过程、末端3个环节分别论述了国内外畜舍颗粒物减排技术的研究现状及存在问题。源头减排包括饲料、清粪工艺、饲养模式等方面的优化,经济且高效。过程减排包括喷雾降尘、通风除尘、静电除尘等技术,旨在降低舍内悬浮在空气中的颗粒物。喷雾技术相对成熟,但易滋生细菌且不适用于低温季节;通风技术对去除畜舍PM上应用最为广泛且高效,需要综合考虑满足畜舍通风换气与降尘的要求;静电除尘技术对人畜无干扰,但在除尘效率和二次扬尘方面有待进一步优化。末端减排包括洗涤降尘技术与过滤降尘技术,目的是减少PM对外界大气环境的污染。洗涤技术可以去除排气中多种污染物,但设备易腐蚀;过滤技术成本低,对大颗粒物的去除效率高,但易堵塞。该研究对畜舍PM减排技术研究现状进行综述,以期为未来开发高效、节能、经济、环保的畜舍PM减排技术提供参考。     

利用土壤净化机能处理污水

<正> 农林水产省以农业环境技术研究所为主体,组织几个单位就“家畜尿污水中氮、磷的高效率、低成本去除技术的开发”进行了研究。本文拟以研究成果为中心,介绍几个利用土壤柱处理畜舍污水的研究情况。     

日光温室用双集热管多曲面槽式空气集热器性能试验

为了提高日光温室太阳能利用率,该研究提出了一种新型双集热管多曲面槽式空气集热器,并与该研究团队提出的日光温室太阳能主-被动"三重"结构相变蓄热通风墙体相结合构成太阳能主动集热蓄热系统,应用于乌鲁木齐日光温室。基于光学与传热学理论,重点考察了集热器结构(双集热管相对位置、长度)、集热器内空气流速、集热器进口温度、太阳辐射强度等参数,对该集热器光学性能和集热性能的影响规律。大量实验室试验及现场应用研究结果表明:1)新型双管集热器与同类型的单管集热器相比,空气流量增加了一倍、单位面积集热量增加了16%、集热效率提高了9%,冬季无跟踪条件下的集热效率为44%~52%;2)2015年11月-2016年2月乌鲁木齐日光温室应用实测结果表明,在集热器长度为16 m、管内空气流速为2.0 m/s的条件下,晴天集热系统可为日光温室提供约50~65 MJ的太阳热能,冬季累计可提供约5 325 MJ的太阳热能。研究结果为日光温室高效利用太阳能主动供热提供了新的技术方法参考。     

玉米套种红薯高产栽培技术

玉米套种红薯栽培技术是指通过两者的套种,发挥玉米和红薯各自在生长过程中的优势,实现两者最大程度的利用光能、热能及水源和空间等资源,从而实现2种作物各取所需,达到高产的目的。主要介绍以玉米套种红薯为例的高产栽培技术以及在这种技术指导下的农户种植技术的实施情况,希望能够促进该新型农业技术的推广。