水介质节能日光温室蓄放热性能试验

为了突破传统日光温室蓄放热瓶颈问题,探明水介质蓄放热系统对提高温室内部环境温度的能力,设计了太阳能集热板、循环水管和集热水箱3种水介质蓄放热系统,在同一日光温室内建立5个工况相同的保温箱体,将水介质系统与传统砖墙和空苯板箱进行对比,分析以水作为蓄放热介质的热特性.通过分析典型晴天和典型阴天两种不同条件下的气温、水温、蓄...     

日光温室主动蓄放热冠层增温系统性能研究

【目的】设计日光温室主动蓄放热冠层增温系统(Active heat storage-release system for canopy warming,AHSCW)并进行实地试验,分析该系统对番茄冠层的增温效果,为进一步探讨主动蓄放热热能的高效应用方式和作物局部增温系统的设计提供参考。【方法】在第六代主动蓄放热系统基础上设计AHSCW,以太阳能为热源,白天通过水循环将太阳能以热能的形式收集于蓄热水池内,夜间通过冠层增温管道释放热量,对番茄冠层进行局部增温。以使用AHSCW的日光温室为试验温室,未加温的日光温室为对照温室,通过测定太阳辐射强度、番茄冠层空气温度、水温及水泵耗电量参数及不同时期番茄的株高、茎粗和产量,对系统的增温效果进行测试与分析。【结果】白天AHSCW的蓄热量为166～194 MJ,夜间放热量为129～142 MJ,能量利用效率为67%～86%;该系统能够提高番茄冠层区域气温1.4～3.0℃;AHSCW温室果实产量为1.14 kg/m~2,是对照温室(0.64 kg/m~2)的1.77倍。【结论】AHSCW可以明显提高番茄冠层气温,保证番茄的越冬生产,促进番茄生长,增加其产量并可使果实提前成熟上市。     

基于气象因素的日光温室蓄放热研究

为探索寿光各代日光温室引进喀什地区后蓄热保温性能降低的原因,以气象学土壤热量收支平衡理论为依据,对2000—2020年越冬季潍坊市和喀什市的气象因素进行对比。结果表明,喀什市平均日照时数、地面接收到的太阳辐射强度分别为潍坊市的92.94%、91.55%～94.77%。喀什市白天最高气温比潍坊市最高气温低3.79℃;喀什市夜间最低气温比潍坊市最低气温低3.50℃,日光温室夜间放热量多。喀什市日光温室蓄放热更容易失去平衡,温室温度降低;外地引进寿光各代日光温室后,要对采光面倾斜程度、温室跨度、温室保温被厚度等进行调整,以适应引进地区的气象条件。     

日光温室自然对流蓄热中空墙体蓄放热效果研究

研究新型自然对流循环蓄热中空墙体的蓄放热效果,采用自计式传感器连续测试墙体内的温度分布及室内表面的热流量,对该墙体的蓄放热特性进行研究。结果表明:新型墙体内部的温度分布规律与传统的实心墙体构造不同,从内表面至外表面,并不是持续下降的趋势;在晴天白天,内部中空层两侧墙体表面的温度高于相邻实心构造部分,但比中空层空气温度的19.2℃分别低2.2和3.7℃,表明墙体深处处于蓄热状态;清晨温度较低时刻,中空层两侧表面温度分别比其中空气温度的11.7℃高出1.3和0.8℃,表明墙体内部直至清晨仍处于放热阶段。墙体内各点的温度波动幅度显示,晴天中空层两侧表面和空气温度的波动幅度分别可达4.9、4.0和8.2℃,表明墙体内部表面蓄热放热作用显著;阴雪天气下也表现出一定的蓄热放热效果。研究表明,该新型自然对流循环蓄热中空墙体构造可以有效调动墙体深处材料参与蓄热放热过程,显著增加墙体的总蓄热放热面积。     

太阳能空气集放热系统在温室中的热性能研究

【目的】设计一种太阳能空气集放热系统并在温室中进行实际测试,以此探究该系统的热性能表现,分析其各项性能参数,为后续改进优化太阳能空气集放热系统及其在温室中的应用提供依据。【方法】在太阳能平板集热器的基础上,通过给集热器加装用于基质升温的散热管道来进行太阳能空气集放热系统的设计,该系统以太阳能为热源,白天集热器收集太阳热能并实现对空气的加热,同时在管道风机的作用下通过空气循环将热空气输送到散热管道中释放热量,以此实现系统的集热和放热,从而提升基质温度。将日光温室用聚苯板分隔,以采用了太阳能空气集放热系统的隔间作为试验区域,以不采取任何措施的隔间作为对照区域,通过测定温室环境温度、集热器内部空气温度、散热管道温度、太阳辐射强度、空气流速和基质温度,分析空气流速、环境温度、太阳辐射强度对系统瞬时集热量和集热效率的影响,并分析集热器和散热管道从进气口到出气口各部位的温度变化,最后对该系统的整体热性能以及与温室对照区域基质的温度差异进行分析和比较。【结果】通过实测,空气流速为2.0 m/s时,太阳能空气集放热系统的集热效率和瞬时集热量最高,分别为67.7%和494.4 W/m²,在此流速下,集热器内空气温度平均提升27 ℃,散热管道进气口到出气口平均温差为16.2 ℃;系统集热效率还受环境温度和太阳辐射强度的影响,其随着二者的增加逐渐提高;系统运行期间,系统集热量为6.0~9.3 MJ/m²,放热量为4.7~6.8 MJ/m²,能量利用效率为73%~78.2%;典型晴天条件下,温室试验区域基质温度始终高于对照区域,平均高2.7 ℃。【结论】太阳能空气集放热系统性能表现优异,具有较高的集热效率和放热性能,同时具有较高的能量利用效率,适合在温室中进行推广应用。     

双效太阳能温室温度及光照观测初报

测定了双效太阳能温室温度及光照指标,结果表明,晴天启动太阳能主动蓄热系统后,双效太阳能温室最低温度高于对照温室3.54℃。阴天双效太阳能温室较普通温室夜间最低温度高2.44℃。中午双效太阳能温室中部前、中、后3个测点光强基本一致,差异不明显。双效太阳能温室内40 cm地温保持在12℃以上,20 cm以下地温日变化幅度较小,基本处于日恒温层。     

日光温室太阳能地热加温系统应用效果研究

为保证日光温室作物在沈阳地区寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了太阳能地热加温系统,以期提高温室内土壤温度.采用自主研发的太阳能地热加温系统,在16:00～20:00对辽沈Ⅳ型日光温室土壤进行加温,结果表明:日光温室使用地热加温系统后,室内15cm深土温在晴天时平均比不加温的对照区提高2.94℃,阴天提高2.56℃.最低土温由11.0℃提高到13.9℃.而且发现对5cm以上的土壤温度和温室内气温的差异较小.太阳能地热系统能够对土壤温度有明显的提升作用,热能主要集中加热了15～25cm深度的土壤.     

太阳能集热器热循环媒介储能特性的比较研究

比较了太阳能集热器分别以空气和水为热储能媒介时对卵石层的储热特性. (1)利用由直径为47mm,长度为1500mm的28根真空管组成的太阳能集热器和直径为50～100mm的卵石,设计了热循环储热系统,在宽4m、长2.7m、高2.6m的房间内的供热量为10.8 m2.(2)对不同热储能媒介的热储量进行了测试,结果表明以空气作为媒介时,卵石层中热储能为55MJ·d-1,以水为媒介时热储能为49MJ·d-1.(3) 以水为媒介时卵石层的温度变化相对以空气为媒介时的温度变化较小,并且稳定.     

太阳能土壤加温系统在日光温室土壤加温中的应用效果研究

为了改善冬季日光温室作物生长环境,设计了日光温室太阳能土壤加温系统.通过试验研究了在该系统作用下地温随不同地热管埋深的变化情况,并与地埋秸秆和无处理两种情况的地温进行了对比.结果表明:加温系统可提高地温4～5℃,比地埋秸秆增加地温3～4℃;0.8cm埋深的地热管道比0.4cm埋深的地热管道增温效果更明显.太阳能土壤加温系统对夜间土壤温度有显著地提升作用.     

太阳能地下热交换在日光温室的应用

太阳能地下热交换可将日光温室内上部多余的热量通过风机导入地下管道，从而达到降低白天室内高温，增加地温，诳间将贮存的热量放出，提高气温的目的。此技术在农业高科技示范区的日光温室中有广阔的应用前景。     

温室地下蓄热系统换热管道流速分布与蓄热性能研究

基于作物幼苗期对气温与土壤温度的要求,设计了一种新型地下蓄热系统,对影响换热管道内热量交换的主要因素--空气流速进行测试.结果表明,空气流量在各换热管道内分布均匀,且管内空气流动呈紊流状态,有利于增强空气与管壁间的对流传热;理论分析可知,该蓄热系统能够贮存大量热能,且蓄热量大于其消耗的电能,节能效果明显.     

直接膨胀式太阳能热泵系统的性能研究

对自行设计、建立的直接膨胀式太阳能热泵系统实验装置进行了春季运行工况下的实验研究,实验结果表明,在空气温度为22～24℃,太阳能辐照度为700～1 000 W/m＜'2＞的室外环境下,该系统的热泵性能系数COP达到了2.50～3.35.根据典型实验数据,讨论了太阳能辐照度、环境温度、冷凝温度等各参数对系统的热泵性能系数和集热效率的影响.在此基础上提出了改善系统性能的方法,并探讨了该系统的运行稳定性和应用.     

直接膨胀式太阳能热泵系统的性能研究

对自行设计、建立的直接膨胀式太阳能热泵系统实验装置进行了春季运行工况下的实验研究,实验结果表明,在空气温度为22～24℃,太阳能辐照度为700～1 000 W/m＜'2＞的室外环境下,该系统的热泵性能系数COP达到了2.50～3.35.根据典型实验数据,讨论了太阳能辐照度、环境温度、冷凝温度等各参数对系统的热泵性能系数和集热效率的影响.在此基础上提出了改善系统性能的方法,并探讨了该系统的运行稳定性和应用.     

"红星"梨后熟及贮藏性能研究

将"红星"梨6月26日和7月2日的采摘果分别于室温下(25℃左右)和冰箱冷藏室内(2℃)贮藏.试验结果表明:室温下,不同时间采摘的果实,果实后熟硬度变化趋势相同,后期硬度急剧下降,并同时达到最低,晚采果的果实烂果率高于早采果,早采和晚采果的可贮有效天数分别为13 d和7 d;2℃冷藏条件下,早采果的果实失重量和烂果率均高于晚采果,不同时间采摘果的可贮有效天数相同(均为48 d).     

太阳能集热系统与回热盘管沼气工程的应用

在寒冷的冬季,沼气的使用中存在产气率低、使用率低、使用时间短、沼气使用综合效益差等问题。浙江省诸暨市银辉生态养殖场的沼气工程利用太阳能加热,巧妙地解决了寒冷地区冬季沼气生产的问题。采用跟踪监测和对比参照的方法对该沼气工程进行了监测。结果表明：在冬季,该系统厌氧发酵池的池温最高温度为22．8℃,最低温度为12．7℃,产气率在75m^3.d^-1以上,可产生经济效益23万元·a^-1,可以切实提高沼气工程的温度及产气率,并对沼气工程的经济、生态、社会效益进行了评估,值得大规模的推广应用。     

太阳能相变蓄热系统在温室加温中的应用

为充分利用太阳能资源提高冬季温室的夜间气温,设计一种太阳能相变蓄热系统。白天利用太阳能集热板吸收太阳辐射并将其转化成热能储存到相变材料内;夜间以空气为热媒将相变材料内的热能输送到温室内,为温室加温。试验结果表明:晴天应用该系统,温室夜间平均气温可提高2.0℃,夜间最低气温提高3.1℃;在不同天气状况的综合条件下应用该系统,温室夜间最低气温平均提高2.5℃,20cm处地温平均提高1.5℃;经计算,晴天条件下,该系统的平均集热效率为59.2%,夜间单位面积放热量为4.05MJ/m2,平均加温热流密度为83.4 W/m2;应用该系统温室增温效果明显。     

基于相变储热材料的温室栽培架设计及性能研究

【目的】设计一种基于相变储热材料的温室栽培架,为解决温室作物冬季面临的低温冷害等问题提供参考。【方法】利用相变蓄放热系统、辅助加热系统、热风循环系统等组成栽培架,通过试验测试了典型晴天和典型阴天条件下栽培架种植区和相变蓄放热系统内的温度,对种植区与温室内的温度进行比较,并用FLIR红外成像仪采集线椒、番茄叶片部分的热红外图像,验证栽培架的放热保温效果。【结果】在典型晴天且不开启辅助加热条件下,种植区夜间平均温度较温室内高1.2～2.5 ℃;在典型阴天条件下,夜间开启辅助加热系统时,种植区夜间平均温度较温室内高3.3～6.8 ℃。在典型晴天和阴天两种天气条件下,栽培架内种植作物的叶片温度均高于同时段温室内种植的作物。栽培架的平均能量利用率在典型晴天和典型阴天条件下分别为65.1%和56.6%,栽培架的平均性能系数（COP）在典型晴天条件和典型阴天条件下分别为9.3和2.2。【结论】所设计的基于相变储热材料的温室栽培架冬季种植区增温明显,可有效改善作物生长的热环境,且节能效果明显。     

闭式热泵烤房烘烤供热性能研究

为了研究清洁能源替代燃煤的烤烟供热效能,缓解当前环境污染,针对当前热泵存在热效率、余热回收和环境适应性待提高等问题,对闭式热泵烤房与常规开式热泵烤房进行烘烤供热性能分析。结果表明,闭式热泵烤房双压缩机共同协作运行最高功率达14 k W,能够满足烘烤不同阶段的制热要求,系统最高制热系数和烘烤除湿耗能比分别高于开式热泵烤房0.2和0.35 kg/（kW·h）;闭式热泵烤房烘烤过程热泵烤房内温度波动较小,温控精准;在更多装烟量和脱水量的作业条件下,闭式热泵烤房所需烘烤时长较短,同时烘烤得到1 kg干烟的成本比开式热泵烤房低0.08元,并且烤后烟上等烟比例更高。闭式热泵在环保和稳定高效方面具有较好的应用前景。     

日光温室墙体不同保温材料对其保温性影响

新型保温材料应用是提高日光温室保温性能重要措施之一,文章选取常见保温材料聚苯乙烯泡沫板(EPS),聚苯乙烯挤塑板(XPS),酚醛酯板(酚醛树脂),聚氨酯(聚氨基甲酸酯)作试验材料,在温室其他参数一致前提下,以日光温室典型夹芯墙体为对照,对比墙体相同热阻值下日光温室墙体不同保温材料应用效果。结果表明,聚氨酯外保温复合墙体表现最优,XPS外保温处理效果次之,酚醛酯最差。聚氨酯外挂有效热积累量分别较对照提高1.021 MJ·m~(-2),较其他处理最大提高0.835 MJ·m~(-2),温室晴天、阴天气温比对照分别提高2.3、2.0℃,日平均地温提高1.6℃,晴天、阴天气温较其他处理最高分别提高1.2和1.1℃,日平均地温提高0.8℃。综上,聚氨酯可作为日光温室墙体外保温推荐材料。