温室多层覆盖传热的数值模拟与验证

为准确地掌握温室中不同材料和不同使用条件下多层覆盖的传热和保温特性,该文在前人研究的基础上建立了温室多层覆盖传热的理论模型,并开发了模拟其传热过程与计算传热量和传热系数的计算机程序,可根据覆盖材料的红外辐射特性、覆盖层构造参数以及工作环境等条件,定量分析覆盖层的传热情况,得出传热量以及传热系数的理论计算值。实测结果表明,传热量以及传热系数的理论计算值与试验测定值较为一致,表明该多层覆盖传热的理论模型具有较高的准确性。     

日光温室保温被传热的理论解析及验证

为掌握日光温室保温被的传热及其保温特性,该文运用传热学理论,建立了模拟辐射、对流以及导热等形式的传热方程,在此基础上构建了日光温室保温被这类厚型覆盖材料的传热理论模型,编制了计算机程序。该模型通过对保温被内、外表面与环境间的有效辐射、投射辐射的分析,来确定辐射换热量;根据能量平衡的原理,建立了保温被表面通过对流传热、辐射传热的传热量与内部传热量之间的关系。所建立的计算方法与程序可根据覆盖材料的红外辐射特性、导热系数、覆盖层的构造参数及工作环境等条件,定量分析保温被覆盖层的传热,计算其传热量及传热系数值。试验测试结果表明,保温被的传热量及传热系数的理论计算值与试验测定值较为一致,该文的方法为保温被一类厚型覆盖材料提供了保温性定量分析评价的理论手段。     

基于覆盖层能量平衡法的园艺设施覆盖材料传热系数理论解析与验证

该文提出了一种园艺设施覆盖材料传热分析以及传热系数的理论计算方法,即覆盖层能量平衡法。该方法通过覆盖层辐射传热和对流换热的能量平衡,建立全面反映覆盖材料传热各主要影响因素的传热模型,得出了传热系数的理论解析计算方法,可根据覆盖材料的红外辐射发射率、反射率和透过率等热物理特性和保温比、角系数等与覆盖层构造相关的参数以及设施内外气温、天空辐射温度、植物与室内地面温度、室外风速等工作环境条件,定量分析覆盖层的传热,得出传热系数的理论计算值。     

温室缀铝膜保温幕节能性能的实验研究初报

用国产缀铝保温膜幕在温室内进行了保温节能实验。测定比较了有、无保温幕二种情况下的室内气温,结果表明,在该实验条件下,采用缀铝膜保温幕时温室内外温差提高了3～5℃,保温幕上、下40cm处温差平均达到8.8℃。测定了温室有、无保温幕时的供暖量,并计算了屋面传热系数,得出缀铝膜保温幕的节能率达到37%,保温性能良好     

连栋玻璃温室采暖热负荷计算方法

采暖热负荷是温室采暖系统设计中最基本的参数,为了研究随着内保温幕等设备的普及应用和温室密闭性的改善,现行标准体系下计算出的温室热负荷是否仍旧适用,该研究比较了中国和美国的共6个标准中的采暖热负荷计算方法,并以北京地区连栋玻璃温室为例进行采暖热负荷的定量分析。研究表明,基础墙传热热损失约占围护结构总热损失的0.1%,地面热损失占温室总热负荷的1%左右,两者均不是影响温室采暖热负荷的主要因素。计算表明,按照6个标准分别计算出的温室单位面积采暖热负荷最小为230.10 W/m²,最大为305.24 W/m²,相互之间差异较大,而且与温室实际配置散热器的散热量139.61 W/m²相比整体存在明显差距。在考虑内保温幕保温作用后温室的单位面积采暖热负荷最小为101.56 W/m²,最大为176.69 W/m²,如剔除中国民用与工业建筑中由于没有考虑玻璃拼缝造成冷风渗透热损失偏低的最小值,温室专用标准的热负荷计算方法基本符合实际情况。为此,研究提出在温室采暖热负荷计算中应充分考虑温室保温幕...     

日光温室保温被保温性能影响因素的分析

日光温室保温被保温性能受多种因素的影响。该文采用日光温室保温被传热理论模型,针对影响保温被传热系数的主要因素进行了模拟分析。结果显示:保温被的上表面红外辐射特性对其保温性能的影响更加显著;当保温被的厚度为40~50 mm时,普通隔热材料作为保温芯材,均可满足设施园艺覆盖材料保温性能要求;保温芯材在不考虑保温被冷风渗透的情况下,当保温被的传热系数较大,上表面发射率较小时,保温被传热系数随室外风速的增大而增大;当保温被的传热系数较小,保温被上表面发射率较大,保温被的传热系数随室外风速的增大而减小。在此基础上,构建了能反映保温被传热系数与各影响因素间的关系的传热系数经验计算式。该文分析结果及成果为保温被的合理开发及应用提供了参考依据。     

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     

缀铝箔保温幕保温性能测试分析

通过测试对比,分析了缀铝箔保温幕对温室内温度变化的影响,对保温幕的节能效果进行了计算分析,发现由于采用开间间拉幕方式密封不严,系统的节能率在温室加温期间仅有２０％左右,与国外同类系统相比,存在很大差异。最后对如何改进拉幕系统,提高保温幕的节能效果提出了具体措施,对温室的温度管理模式提出了建议。     

连栋温室内保温幕节能效果的研究分析

内保温幕是温室供热系统运行时的重要节能措施,其中由于铝箔反射型内保温幕使用优点和节能效果而得到了广泛应用。该文旨在对温室内保温幕的节能率进行理论分析和计算。对内保温幕,尤其是反射型内保温幕的节能机理进行了分析,给出了计算温室供热能耗以及内保温幕节能效果的数学模型,并应用此模型进行了计算。对计算结果进行分析,得出反射型内保温幕辐射特性对保温节能效果的影响趋势。同时,还对数学模型进行了实验论证     

温室采用多层内覆盖保温节能效果研究

采用减小直接加热空间的温室节能措施，设计建造了试验温室，以乙烯-醋酸乙烯(EVA)膜作为水平内覆盖材料，以针织毡保温被作为温室侧墙内垂直保温覆盖材料，夜间在水源热泵加温条件下，研究了温室内增加1层水平保温覆盖、增加2层水平保温覆盖、四周侧墙内增加垂直保温覆盖对温室夜温变化的影响，以温室内外平均温差、相对节能率为指标，比较了温室不同保温措施的保温节能效果，结果表明：增加第1层水平保温覆盖可使温室内外温差提高1.9℃;增加2层水平保温覆盖可使温室内外温差再提高1.6℃；再在温室四周侧墙内增加针织毡保温被，还可使温室内外温差再提高1.7℃，与未采取附加覆盖的温室(对照)相比，3种保温措施的相对节能率分别为20.34%、31.78%、40.53%，温室3种内覆盖新增投资的静态投资收益率远高于现代农业的基准收益率。     

基于效能-传热单元数法的地板传热结构设计

针对当前常用的线算图表在辐射地板传热结构工程设计中存在的问题,通过分析地板传热过程,将多层地板结构当量为单层均匀地板结构,求得了地板各传热环节的热阻及地板结构总热阻,并提出了地板传热效能值,进而从换热器的角度提出了用于地板传热结构设计的效能-传热单元数方法,并和 ASHRAE 手册设计方法进行比较。最后,在北京相应建筑地板辐射系统设计的工程案例中,通过该文提出的效能-传热单元数设计方法进行了地板热工设计,根据房间的热负荷和系统能提供的供水温度,计算所需的地板结构总热阻,进而确定了地板的埋层结构和对应的管间距,经试验测试,房间的温度较好地满足了设计要求。最终结果表明效能-传热单元数设计方法可较好适应多变工程设计条件,既可以根据供水温度确定对应的地板结构,也可以根据地板结构确定所需的供水温度,还可以校核一定供水温度和地板结构下的地板表面温度,可方便进行地板传热结构的设计,为地板辐射系统工程设计提供了一个新的思路。     

热箱法测定园艺设施覆盖材料传热系数的研究进展

该文对常用的测定园艺设施覆盖材料传热系数方法——热箱法的研究和应用现状以及存在的问题进行了简要分析和总结,指出天空辐射等因素对传热的影响,园艺设施覆盖材料与建筑围护材料的关键不同点,以及研究开发专用于园艺设施覆盖材料热工性能测评的设备与技术体系的必要性,最后提出了今后的改进方向和应开展的实验研究工作。     

多针热脉冲技术测定土壤热导率误差分析

土壤热导率是研究土壤热传输、水热耦合运移的基本物理参数。为了探知多针热脉冲技术的误差,该研究以能够准确测定热导率的单针法作为参比,在4种质地土壤上,对多针热脉冲技术在不同体积质量、含水率和气压条件下测定的热导率进行了分析。结果表明,多针热脉冲技术的热导率结果与单针法总体符合较好,其热导率测定值的平均误差为0.074 W/(m·K)。干土热导率随气压增大呈现对数增长,这是由于气体分子平均自由程下降的原因。多针热脉冲技术的测定误差主要出现在中等含水率区域,关键问题是加热针的温度升高偏大,促进了水汽潜热传输。另外,土壤与探针之间的热接触阻力、探针导致的土壤体积质量改变、温度梯度引起的液水流也影响测定结果的准确性。该研究可为农业水土工程中的土壤热导率模拟提供依据。     

基于混合解换热模型的地源热泵系统井群热干扰特性

为建立井群换热快速求解模型并研究其热干扰特性,提出了一种基于解析-数值计算的混合解模型,以16井群为研究对象,通过试验和数值模拟的方法研究了井群热干扰特性。研究结果表明:随着换热的进行井群中各井间产生热干扰并逐渐增强,同一运行时刻中井受热干扰程度最大、边井次之、角井则最小;由于井间热干扰的影响,角井换热能力最大、井壁温度最低,边井换热能力和井壁温度居中,中井换热能力最小、井壁温度最高,则运行90 d时角井换热量比边井大6.5%,边井换热量比中井大7.1%;角井对井群换热量的贡献率随换热时间延长逐渐增加,中井对井群换热量的贡献率则逐渐减少,而边井对井群换热量的贡献率基本不变。     

相变材料回填地埋管换热器蓄能传热特性

为了探讨相变回填材料固液相变对地埋管换热器蓄能传热性能的影响,建立了带有相变的垂直U型埋管换热器传热数学模型,并利用显热容法对相变材料的相变问题进行了处理。基于模型的数值求解,分析了夏冬季运行工况下相变材料固液相变对U型埋管换热器蓄能性能及其周围土壤温度热响应特性的影响规律,结果表明：同样条件下,相变材料固液相变会减缓埋管周围土壤温度变化趋势,缩小埋管热影响区域;夏季工况采用较低相变温度、冬季采用较高相变温度的相变材料均可以明显改善其换热效果,同时相变潜热大的相变材料可以明显增加地埋管的蓄能效果。研究结论对于缓解土壤热影响区域、改善地埋管换热器的蓄能传热性能具有重要意义。     

竖直埋管换热器热响应半径计算方法

随着能源压力的日益增大,世界各国都十分重视可再生能源的利用与开发,地源热泵技术作为一种清洁、高效的可再生能源,近年得到了较快的发展。该文利用无限长线热源传热计算模型,讨论了介质内过余温度场的分布特性。结果表明：介质内温度响应在孔壁处最大,随离孔壁距离的增加呈指数衰减,随时间的增加而增大;热传播区域随时间的增加而增大,随介质的热扩散系数的增加而增大。针对工程中群埋管换热器情况,利用叠加原理计算群埋管的孔壁温度,定义换热器的热响应半径为其他钻孔引起的过余温度影响系数≤5％时相邻钻孔中心线之间的垂直距离。在大量计算分析基础上,提出了竖直埋管换热器热响应半径计算方法。计算结果表明该文方法具有较好的计算精度,竖直埋管换热器的热响应半径随岩土热扩散系数增大而增大,随持续运行时间增加而增大,随钻孔排数增加而增大,随着钻孔孔径增大而增大;钻孔布置方式不同对钻孔热响应半径的影响较明显,相同布置方式下钻孔直径对其热响应半径的影响较小。针对工程中常见的115和135 mm 2种孔径,绘制了不同岩土介质下钻孔单排、双排和三排以上布置时热响应半径-运行时间的关系曲线。工程算例表明该文方法简单方便,为工程设计提供了便利。