中国连栋温室采暖期的确定及采暖能耗分布

该文利用中国多年气候资料,参照建筑设计标准,采用气象学中的五日滑动平均法,计算了不同地区在不同温度界限下日平均温度小于等于该界限温度的持续时间,并同中国连栋温室实际采暖期相比较,确定了中国大型连栋温室采暖期的计算方法;利用日本度时法计算了中国各地大型连栋温室的期间热负荷,进而计算采暖能耗。结果表明：以当地累年逐日平均气温≤10℃的持续日数作为连栋温室的采暖期和实际情况相符。分析结果表明,从南方部分地区采暖期为0 d到青海、西藏大部分地区365 d,说明中国连栋温室对热量的要求南北差异极大。通过计算中国各地的采暖能耗,表明各地最大采暖耗煤量出现在1月,其次为12月和2月,北方1月平均耗煤量占年耗煤量的30％左右,12月占20％以上,2月占20％以下,年耗煤量在中国范围内也存在极大差别。大型温室采暖期的确定及采暖能耗的计算可为中国连栋温室采暖设计标准化提供依据,为温室节能提供参考。     

轻简柔性墙体装配式日光温室能耗分析

轻简装配式日光温室的柔性墙体一般不具备蓄热能力,为评估其地区适应性,该研究以太阳辐射为主要指标,结合气候条件和日光温室发展选择中国17个城市,利用热平衡方程和日光温室热环境模拟软件RGWS-RHJPJV1.2,计算最冷月室外最低温度下温室的采暖热负荷和冬至日的采暖需求量,并以主动蓄放热系统供热为例,分析轻简装配式日光温室太阳能热利用效果。研究结果表明：在所选城市中,轻简装配式日光温室采暖热负荷的范围为50～150 W/m²,随着城市地理纬度的升高,采暖热负荷增大,以冬至日为例,约20%城市轻简装配式日光温室的采暖需求量在0～2 MJ/(m²·d),约50%在2～4MJ/(m²·d),仅10%大于6 MJ/(m²·d);对轻简装配式日光温室采暖热负荷影响最大的参数是南屋面保温被传热系数,其次是温室的换气次数;在拉萨和昌都,主动蓄放热系统对轻简装配式日光温室采暖需求量的满足率为100%。轻简装配式日光温室的采暖热负荷和采暖需求量在中国不同气候区差异较大,且主动蓄放热系统的加温效果在地区间差异也很大。研究...     

连栋温室简易内保温幕保温节能研究

对连栋温室内简易内保温幕保温节能研究结果表明,使用简易内保温幕初冬时节可使供暖设施启动时间推延14d左右,早7:0 0平均气温提高2 .6 5℃,比双层充气膜温室约节煤6 2 5 0 .5 g/m2 ,节能率达38.2 4 % ;启动供暖设施后可使温室内早7:0 0平均气温提高2 .16℃,比阳光板温室约节煤70 g/m2 ·d ,节能率为11.84 %。简易保温幕降低了试验开间内光照度,但其透光率仍高于双层充气膜温室和阳光板温室     

外保温连栋温室光热环境及保温性能分析

为解决中国北方地区连栋温室冬季加温能耗大、盈利性和可持续性差等问题,该研究以降低屋面热损失为出发点,设计了大屋面外保温连栋温室,将外保温系统创新应用于连栋温室,并在山东寿光地区,以文洛型连栋温室为参照,对该温室光热环境及保温性能进行试验测试与分析。结果表明：1)连续40d白天(10:00—16:00),外保温连栋温室作物冠层上方平均太阳辐射为152 W/m²,总透光率(含天沟下方)为40%,比文洛型连栋温室高7个百分点。外保温连栋温室跨中采光最佳,跨东、跨西及天沟下方太阳辐射强度与跨中相比分别减少17%、29%及46%。2)太阳升起后,外保温连栋温室东、西屋面外保温被依次收拢,09:30—12:00室内气温升速为1.9℃/h,较文洛型连栋温室低0.3℃/h,收拢保温后10min内室内气温骤降幅度比文洛型连栋温室低0.3℃。温室采用空气内循环加温,地面出风,再由设备间风机组内侧窗回风;加温期间(20:00—07:00)室内空气水平方向平均温差不超过1.2℃,垂直方向不超过1.0℃。外保温连栋温室水平方向气温分布均匀,垂直方向温差小于文洛型连栋温室。3)夜间,外保温连...     

基于热平衡模型的温室地表水源热泵系统供暖设计与试验

为降低长江三角洲温室冬季供暖能耗,提出一种采用温室运行热负荷预测技术进行开放式温室地表水源热泵供暖系统（surface water-source heat hump system,SWSHPS）的供暖设计方法。结合温室的工程运行实际和各种环境因素,建立了温室热平衡预测模型。并采用MATLAB/SIMULINK模块进行了8种温室环境条件下的能量数值模拟,计算了温室不同覆盖材料和保温幕状态的能耗,当室外空气温度为0℃时,纳米掺锑二氧化锡涂膜玻璃温室比普通浮法玻璃温室可减少能耗23%,夜间开启保温幕比收拢可减少能耗22%。最后进行了温室冬季供暖试验,试验结果表明：室内空气温度垂直分布较均匀,能够满足设计要求,1月份系统平均制热性能系数（coefficient of performance,COP）值为2.3。基于热平衡预测模型设计的温室地表水水源热泵供暖系统是可行的。     

连栋温室可移动式双层内保温幕保温节能效果初探

在连栋温室内用聚乙烯膜、镀铝膜(单层镀铝,镀铝面朝下)设置可移动式双层内保温幕,与对照温室和双层充气膜温室相比较研究其保温节能效果和对温室内光照度的影响。结果表明在甘肃榆中地区,连栋温室内使用可移动式双层内保温幕在初冬时节可以使供暖设施启动的时间推延1个月左右,具有明显的节能效果;在启动供暖设施后,可以使温室内凌晨的温度提高2.5～3.5℃,其保温效果优于双层充气膜;在阴雪天气下,与双层充气膜相比可以提高正午12:00温室内气温;对温室内光照度的影响有3种情况:在晴天,室内光照低于对照但高于双层充气膜的温室;在阴雪天,室内光照度略低于双层充气膜的温室;在多云天气下,对一个座北朝南的温室而言,可移动式双层内保温幕的聚乙烯膜正午在温室内距地面不同高度的平面上对光照度的影响面积占温室总面积的比因温室结构和当日正午太阳高度角的不同而不同,可由公式:A=1-(β-x)/(α?tgα)确定     

温室多层覆盖传热系数与热节省率的工程算法

针对温室环境工程设计和保温性评价中多层覆盖传热计算问题,研究了根据单层保温幕保温性数据确定多层覆盖传热系数的方法。运用工程传热学理论,推导了由单层保温幕热节省率计算多层保温幕热节省率的公式,进而可计算多层覆盖传热系数。计算式揭示了温室单层保温幕和多层覆盖传热参数间的定量关系,通过引入传热阻比这一新概念,形式更加简明。采用多种数据的综合检验结果表明,所提出计算式准确性较高,同一情况下由单层保温幕热节省率计算得出的3层保温幕热节省率,与直接获得的同一热节省率最大相差仅4.6%。论文提出的计算方法,可避免对多种材料组合的各种多层覆盖进行逐一测试,系统地解决了多层覆盖传热计算中热节省率和传热系数确定的问题。     

互插式连栋塑料温室屋面风压分布的风洞试验研究

该文采用风洞试验方法,在不同风向角与是否安装遮阳幕的情况下对互插式连栋塑料温室的风压分布进行了详细的试验研究.研究结果表明:通风窗关闭时的风压系数高于通风窗开启时的风压系数,且风压系数的变化范围较大,因而计算温室表面风压时,应选用通风窗关闭时的风压系数;当气流流经温室屋面时,气流强弱、方向均发生变化,有遮阳幕时正负压交替出现,风压分布比无遮阳幕时复杂;计算互插式连栋塑料温室的风压时,应将有、无遮阳幕两种状态下的风载体型系数结合在一起考虑,即选取两种工况的较大值作为结构设计依据.     

温室采暖设计室外计算温度取值方法探讨

温室采暖设计室外计算温度直接影响温室采暖热负荷的大小,经济合理地确定其取值对保障温室作物的生长、降低温室建设投资、节约能源、提高经济效益等都有重要意义.该文在分析国家和行业相关标准的基础上,借鉴国外经验,提出根据温室的设计使用寿命,采用"一定年限内累年年最低温度的平均值"作为温室采暖设计室外计算温度的计算方法,结合分析国内气象数据,该方法计算所得的温室采暖设计室外计算温度可使温室采暖期的保证率提高到99%±0.5%.同时,给出了最近30年和20年全国温室采暖设计室外计算温度的等值线图,可供温室采暖设计参考.     

日光温室正压湿帘冷风降温性能及冷负荷计算模型

负压湿帘风机降温被广泛应用于温室生产中,但存在降温均匀性差、限制温室长度及对温室密闭性要求高等不足。为克服负压湿帘风机降温的局限性,提高日光温室降温能力,该研究设计了日光温室正压湿帘冷风降温系统,其气流组织方式为湿冷空气从南屋面底部进入日光温室,热空气由顶开窗排出室外。在北京地区无作物的日光温室对系统夏季降温增湿效果及性能进行试验,试验结果表明:在典型夏季高温白天,正压湿帘冷风降温系统配合遮阳网可将日光温室试验区内平均气温控制在30.7～33.4℃,比采用自然通风配合遮阳网的对照区低5.4～11.1℃,比室外低2.4～5.4℃,降温效果良好;夜间系统对温室降温幅度减小。该系统可有效缓解低湿胁迫,日光温室试验区空气平均相对湿度为49.8%～62.3%,比对照区及室外分别高13.6%～21.2%和13.6%～24.6%。室内风速0.35～1 m/s,气流分布差异性较小。试验条件下,正压湿帘冷风降温系统的平均降温效率为91%,比传统的负压湿帘风机高10个百分点以上;实际平均耗水量为0.035～0.079 g/(m~2·s),且耗水量与室外空气水蒸气饱和压差(VPD,vapor pressure deficit)呈正相关(P0.01,r=0.64)。同时,研究构建了日光温室冷负荷计算模型及湿帘冷风降温设备合理选型方法,其中冷负荷模型是降温设备选型的基础,普遍适用于各种日光温室降温方法的研究。计算得到日光温室夏季降温冷负荷为299.1W/m~2,应安装的正压湿帘冷风降温系统最大比通风量为0.067 m/s。该研究为日光温室正压湿帘冷风降温方法的工程应用提供了技术参考,为日光温室安全越夏生产环境控制提供了理论基础。     

日光温室地源热泵供暖碳足迹的生命周期分析

为分析日光温室地源热泵供暖的碳足迹,该文以日光温室地源热泵供暖系统中浅层地热能的存储、提取、制冷压缩提升和温室末端供暖整个过程为研究对象,对系统的温室气体排放和单位温室供暖面积的排放水平进行分析,构建基于生命周期分析LCA(life cycle assessment)的日光温室地源热泵供暖碳足迹分析方法。同时以北京地区日光温室地源热泵系统冬季供暖采集的试验数据为依据,分析和计算出北京地区日光温室在采用燃煤和燃气2种不同发电方式下地源热泵系统的供暖碳足迹和基于20 a和100 a温室地源热泵供暖碳足迹的全球变化潜能(global warming potential,GWP,单位为二氧化碳当量排放-CO2-eq.)的变化。研究表明,在北京地区采用燃煤和燃气驱动地源热泵系统的碳足迹GWP分别为257和72 g/(m2·d)。基于100 a的GWP总量比20 a的计算值分别减少了1.6%和5.4%。对比荷兰Venlo型温室天然气供暖,该研究中采用燃煤发电驱动日光温室地源热泵供暖的碳足迹是其1.39倍,而燃气发电驱动日光温室地源热泵供暖的碳足迹仅为Venlo型温室供暖的41%。采用燃气发电驱动的地源热泵供暖系统具有更低的碳足迹。     

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。     

地热温室热负荷的计算

地热温室是地热能农业利用的主要内容。地热温室热负荷的计算是设计地热温室的主要依据,它影响温室蔬菜的正常生长与地热能利用的规模。 地热温室热负荷应根据温室蔬菜的生态要求,当地的气象条件及外围护结构,通过传热计算而得到,而不能只参考其他地方的数据来决定。合理选择室外计算温度是地热温室热负荷计算的关键。本文提出用保证率法来确定地热温室的室外计算温度。这样,不但能保证温室蔬菜的正常生长,而且也扩大了地热能的利用范围。本文以雄县地热温室为例,说明地热温室热负荷计算的方法,并将计算值与实测值进行对比。结果表明,本文所用的方法是可行的。     

北京地区温室地源热泵供暖能耗及经济性分析

为研究地热在温室中应用的可行性,该文在北京地区一栋日光温室中采用地下水式地源热泵系统进行了供暖试验研究。试验结果表明,整个供暖期（2007年10月15日－2008年3月10日）地源热泵系统的供暖性能系数约为3.83,与燃煤热水采暖系统相比,地源热泵系统供暖可节约42%的能源消耗量,具有显著的节能减排效果。温室内单位面积的每日供暖耗电量约为0.15 kW·h/(m2·d),供暖费用约为0.12元/(m2·d)。地源热泵供暖、天然气供暖、燃煤热水供暖以及燃油热风供暖几种温室采暖方式的相对运行费用分别约为1.20、1.31、1.00与3.36,地源热泵供暖的运行费用略高于燃煤热水供暖,但低于天然气供暖和燃油热风供暖。     

封闭牛舍的温热环境控制

介绍了育肥牛舍内的环境要求，如空气温度、湿度、气流速度、光照等诸参数的最佳范围值。探讨了我国北方封闭牛舍内，为了满足冬季育肥牛饲养要求而采用的温热环境控制方法和具体设施。通过在最冷的月份对太阳能供暖舍内的各环境参数的监测、与基本要求对比得出结论：封闭舍内采用空气式太阳能供暖，用于冬季育肥牛饲养是完全可行的，经济效益较高，有推广前景     

北方农村典型住宅的能耗比较分析

为了进行中国北方农村节能型住宅设计,对中国北方寒冷农村地区的建筑能耗进行分析。选取兰州农村地区的典型住宅,分析不同门窗形式、墙体材料对建筑能耗的影响;选取中国北方不同的24个典型寒冷地区,分别进行了典型住宅的采暖季设计热负荷、平均热负荷及采暖期累计热负荷的计算,得出影响能耗主要的因素,并进一步确定了北方寒冷地区农村的最大能耗和累计能耗,为进行农村住宅节能型结构及材料的研究提供基础。     

Measurement of canopy transpiration or evapotranspiration in greenhouses by means of a simple vapour balance model

Canopy transpiration of a greenhouse crop was calculated by means of a simple vapour balance model based on the vapour loss from the greenhouse by ventilation and condensation. The vapour loss by ventilation was calculated from the greenhouse air humidity and ambient humidity and the volume flux of air from the greenhouse.Vapour loss by condensation was calculated from the greenhouse air humidity, glass temperature and the greenhouse air temperature. Two corrections are required for the condensation model: the maximum possible condensation on the cover has to be allowed for, and in summer a correction is applied for the thermal expansion coefficient. Comparison of measured and calculated canopy transpiration shows that this method is suitable to calculate canopy transpiration on a daily as well as on an hourly basis. However, in the region of transpiration rates below 0.1 kg m⁻² h⁻¹ the accuracy decreases. This might be improved by a more accurate ventilation rate model.     

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。     

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。