日光溫室淺層土壤水媒蓄放熱系統(tǒng)及其與熱泵結(jié)合的試驗(yàn)研究.pdf

1、日光溫室中的能量主要通過太陽能獲得。白天,太陽輻射到溫室后使室內(nèi)溫度升高,在晴天最高溫度能達(dá)到35℃以上,部分以熱量的形式存儲(chǔ)在后墻、山墻和土壤中；夜晚,當(dāng)室內(nèi)氣溫下降時(shí),墻體和土壤中蓄積的熱量又源源不斷地向溫室供應(yīng)。由于日光溫室的蓄熱和保溫能力有限,后半夜溫度往往比較低,難以滿足作物生長需求。針對這一問題,本文提出利用“日光溫室淺層土壤水媒蓄放熱及熱泵加溫”的節(jié)能增溫思路,并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究,具體結(jié)論如下。
　　 在晴天試驗(yàn)

2、溫室以太陽能為熱源,以水為蓄熱介質(zhì),以溫室淺層土壤為蓄熱體,白天通過水的循環(huán)將熱量收集并儲(chǔ)存到溫室淺層土壤中,夜間通過土壤的自然放熱將熱量釋放到溫室中,提高溫室夜間溫度。結(jié)果表明:此蓄熱方法增加了溫室的蓄熱量,在蓋上保溫被以后,試驗(yàn)溫室與對照溫室溫差開始增加,平均溫差為4.0℃。試驗(yàn)溫室土壤60cm以上區(qū)域溫度一直高于對照溫室,0cm處夜間平均溫差為3℃,30cm處夜間平均溫差為3℃,60cm處夜間平均溫差為5℃。
　　 在陰天

3、溫室太陽輻射較小,白天蓄積的熱量較小時(shí),溫室的加熱可以通過兩個(gè)過程來實(shí)現(xiàn),前半夜通過熱量的自然釋放加熱溫室；當(dāng)溫室溫度較低時(shí),再啟動(dòng)熱泵系統(tǒng)加熱,保證整個(gè)夜間環(huán)境溫度。在開啟熱泵加熱時(shí),由于淺層土壤中的熱量是通過熱泵進(jìn)行提升后轉(zhuǎn)移到溫室后墻散熱管中,再通過后墻的散熱來加熱溫室,熱量是從北向南流動(dòng),往往會(huì)造成溫室南北溫度分布不均勻。一般溫室的最低溫出現(xiàn)在揭開保溫被之前,所以在設(shè)定加熱時(shí)間段時(shí)要考慮到這個(gè)時(shí)間點(diǎn),在陰天一般設(shè)定為2:00～7

4、:00。
　　 通過模型模擬試驗(yàn)溫室跨中空氣溫度模擬值與實(shí)測值的變化趨勢一致,模擬值與實(shí)測值的絕對誤差為±1.3℃,平均相對誤差為8.2％,IA值為0.65；試驗(yàn)溫室土壤10cm處模擬溫度值與測量值的變化趨勢一致,模擬值與測量值的絕對誤差為±0.4℃,相對誤差為1.1％,IA值為0.73；30cm處土壤實(shí)測值和模擬值接近,模擬值略高于實(shí)測值,曲線吻合度較好,模擬值和實(shí)測值的絕對誤差為±0.1℃,相對誤差為0.3％,IA值為0.9

5、9；50cm土壤深度模擬值高于實(shí)測值,但模擬值與實(shí)測值的變化趨勢相同,模擬值和實(shí)測值的絕對誤差為±1℃,相對誤差為4％,IA值為0.76。
　　 通過驗(yàn)證后的模型分析了不同埋管深度對作物根層(30cm深度)溫度的影響,雖然埋管深度的增加能夠增加30cm處的土壤溫度,但在36cm以后增加幅度較小,而增加埋管深度就會(huì)增加人工勞動(dòng)成本,因此,溫室內(nèi)的最佳埋管深度是36cm,這樣既保證了30cm處土壤溫度少受換熱管內(nèi)的水溫下降的影響又減