跨季節(jié)太陽(yáng)能蓄熱溫室的熱環(huán)境調(diào)控與運(yùn)行特性研究.pdf

1、太陽(yáng)能溫室是一種人工建立的適合于植物生長(zhǎng)的小氣候系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特殊性在于透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)高，漏熱快，與常規(guī)建筑物相比基本沒有蓄熱能力，冬季室內(nèi)外溫差較小，無法滿足溫室植物12-15℃的最低溫度要求。而夏季由于“溫室效應(yīng)”造成熱量在室內(nèi)積聚，溫度過高影響植物生長(zhǎng)。在上海這樣的夏熱冬暖地區(qū)如何對(duì)溫室熱環(huán)境進(jìn)行調(diào)控是十分重要的課題。研究針對(duì)上海的氣候特點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)溫室中搭建了兩套相互獨(dú)立的系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫室內(nèi)熱環(huán)境：太陽(yáng)能跨季節(jié)蓄熱供暖系統(tǒng)及夏季蒸

2、發(fā)冷卻降溫系統(tǒng)。通過前期建模分析與后期實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證探討了系統(tǒng)運(yùn)行的特性規(guī)律。
　　本文具體內(nèi)容如下：
　　1.本文基于建立的溫室夜間熱平衡模型，首先對(duì)環(huán)境外部擾量對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響進(jìn)行了探討找出夜間溫室散熱主要形式；其后，從供熱過程中的供應(yīng)側(cè)角度入手分析了三種以溫室地表面散熱為主的供熱方式，探討了其運(yùn)行參數(shù)對(duì)溫室室溫的影響；最后，從環(huán)境溫度及植物需求溫度的需求側(cè)為切入點(diǎn)，以供熱保證率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)了熱源溫度相同情況下三種供熱方

3、式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用情況。研究證明了利用溫室特殊結(jié)構(gòu)，將地下土壤作為熱源、裸露地表面作為散熱面的供熱方式是可行的。此外鑒于輻射供暖對(duì)熱源溫度要求不高的特點(diǎn)，可與低品位的太陽(yáng)能結(jié)合利用。
　　2.在第二章提出的供熱模式基礎(chǔ)上、以上海交通大學(xué)浦江綠谷低碳農(nóng)林實(shí)踐基地Venlo型溫室為對(duì)象搭建太陽(yáng)能-土壤季節(jié)性蓄熱與架空盤管集成的溫室供暖系統(tǒng)，進(jìn)行了長(zhǎng)期連續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究，并與同規(guī)模同類型的未蓄熱供暖溫室作了性能對(duì)比。通過分析三種供暖模式下室內(nèi)

4、溫度調(diào)控結(jié)果，驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性和有效性。
　　3.以實(shí)驗(yàn)為原型搭建了季節(jié)性蓄熱供暖系統(tǒng)的模型，分析了供應(yīng)側(cè)各參數(shù)（包括系統(tǒng)部件的幾何尺寸與子系統(tǒng)回路控制條件）對(duì)太陽(yáng)能保證率與蓄熱體取熱效率兩個(gè)性能指標(biāo)的影響，并評(píng)價(jià)了相關(guān)參數(shù)的敏感性，揭示了重要設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)對(duì)季節(jié)性蓄熱供暖系統(tǒng)能效的影響規(guī)律。以系統(tǒng)多參數(shù)同步優(yōu)化研究方法為切入點(diǎn)，以全生命周期內(nèi)總投資為目標(biāo)函數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化模擬，優(yōu)化系統(tǒng)集熱器水箱體面比為0.055，地下埋

5、管數(shù)減少到75根。計(jì)算得到前兩年的太陽(yáng)能保證率與蓄熱體取熱效率分別為70.4%、16.2%和75.2%、22.6%，20年使用壽命期間總投資為132.9萬(wàn)元。其后，通過比較與既有實(shí)驗(yàn)同配置的系統(tǒng)在9個(gè)不同氣候類型區(qū)域的運(yùn)行性能，提出將蓄熱體取熱效率與太陽(yáng)能保證率共同作為評(píng)判季節(jié)性蓄熱供暖系統(tǒng)于一個(gè)地區(qū)是否適用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，分析了太陽(yáng)能-土壤季節(jié)性蓄熱系統(tǒng)在不同氣候條件地區(qū)供暖的適用性。
　　4.針對(duì)濕簾-風(fēng)機(jī)蒸發(fā)降溫系統(tǒng)在濕度較大地