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太阳能集热器辅助提高日光温室地温的应用研究

王奉钦  
【摘要】: 地温对植物的生长发育有很大的影响,也影响着温室的使用效果,是温室研究的一个重要方向。本文把太阳能加热系统作为研究对象,利用其直接对温室内土壤进行加热,作为一种辅助加温措施与温室内使用低温热源的供暖系统相结合使用。在植物根部温度适宜的情况下,可以采用比普通加热方式低3~6℃的室内气温,减少温室的能耗。本文在前人研究的基础上对太阳能集热器辅助加热系统进行实验和理论的系统研究,为太阳能集热器辅助加热系统在日光温室中的推广应用提供依据。 本文通过热工计算确定了集热器面积对应的试验区面积,针对日光温室的辅助加热系统的散热部分,首次建立了非稳态地温传热数学模型。采用有限差分计算方法求解辅助加热的数学模型,并编制了在太阳能集热器辅助加热下的日光温室地温场的动态模拟程序。 设计了一套太阳能集热器辅助加热系统,研究了其使用效果。作了单次循环加热和不加热、双次循环加热与不加热的对比分析,在室外平均温度为-1℃的情况下,该系统能够提高根区土壤温度2.2℃。另外作了膜下滴灌和双次循环加热相结合与不使用此方式的对比分析,降低室内空气湿度5%,增温效果显著。 改变加热系统地下埋管的结构参数,利用数学模型模拟了参数的改变对温度场的影响,结合经济性,对其进行了讨论和分析。


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