太阳能集热器辅助提高日光温室地温的应用研究

【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。 【关键词】：太阳能 日光温室 辅助供热 土壤增温
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：S625
【目录】：

• 第一章 绪论8-17
• 1.1 研究的目的和意义8-12
• 1.2 日光温室地温的研究历史和现状12-15
• 1.3 主要研究内容15-16
• 1.4 本文研究思路16-17
• 第二章 太阳能辅助加温系统的研制17-29
• 2.1 太阳能辅助加热系统的构成及原理17
• 2.2 集热器类型简介17-21
• 2.3 集热器的选取21-24
• 2.4 输送和散热管道的选取24-25
• 2.5 集热器系统性能的调试25-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 集热器辅助加热下的日光温室地温数学模型29-40
• 3.1 辅助加热系统散热部分理论模型的假设29-30
• 3.2 日光温室地下土层的传热机理研究30-33
• 3.3 地温数学模型33-38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 太阳能集热器在日光温室应用的试验研究40-58
• 4.1 试验温室概况40
• 4.2 试验设计40-45
• 4.3 实验结果分析45-55
• 4.4 实测值与模拟值的比较55-56
• 4.5 本章小结56-58
• 第五章 系统散热部分不同结构参数的模拟与分析58-65
• 5.1 参数分析考虑的因素58-59
• 5.2 模拟条件59-60
• 5.3 模拟结果及分析60-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 辅助加温系统的节能及经济性分析65-70
• 6.1 辅助加热系统的节能分析65-66
• 6.2 辅助加温系统的经济分析66-69
• 6.3 辅助加热系统的环境效益69
• 6.4 本章小结69-70
• 第七章 结论和建议70-72
• 7.1 本文主要结论70-71
• 7.2 进一步研究的建议71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 附录A 太阳高度角78-79
• 作者简历79

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