跨季节太阳能蓄热温室的热环境调控与运行特性研究

发布时间：2021-11-04 14:11

　　太阳能温室是一种人工建立的适合于植物生长的小气候系统,该系统的特殊性在于透明围护结构传热系数高,漏热快,与常规建筑物相比基本没有蓄热能力,冬季室内外温差较小,无法满足温室植物12-15℃的最低温度要求。而夏季由于“温室效应”造成热量在室内积聚,温度过高影响植物生长。在上海这样的夏热冬暖地区如何对温室热环境进行调控是十分重要的课题。研究针对上海的气候特点在实验温室中搭建了两套相互独立的系统调节温室内热环境:太阳能跨季节蓄热供暖系统及夏季蒸发冷却降温系统。通过前期建模分析与后期实验验证探讨了系统运行的特性规律。本文具体内容如下:1.本文基于建立的温室夜间热平衡模型,首先对环境外部扰量对室内热环境的影响进行了探讨找出夜间温室散热主要形式;其后,从供热过程中的供应侧角度入手分析了三种以温室地表面散热为主的供热方式,探讨了其运行参数对温室室温的影响;最后,从环境温度及植物需求温度的需求侧为切入点,以供热保证率为评价指标,评价了热源温度相同情况下三种供热方式的优缺点及适用情况。研究证明了利用温室特殊结构,将地下土壤作为热源、裸露地表面作为散热面的供热方式是可行的。此外鉴于辐射供暖对热源温度要求不高... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

温室土壤基质供暖系统

图 1-2 跨季节/长期显热蓄热方式[36]Fig.1-2 Types of inter-seasonal sensible thermal energy storage蓄热大的比热容和较高的蓄热释热率，从热力学角度来看是最佳的蓄作为蓄热及释热容器也在民用及工业方面运用广泛。一般由不锈钢或混凝土材料浇注而成，放置于建筑顶部或地下，箱的建造不受建造空间或地理环境的影响。由于水温越高其密度逐步向水箱顶部流动，从而形成温度分层。为了减少冷热水之间率，目前应用最多的是分层水箱[37]，通过结构优化和流量控制加箱中温度分层情况，是由多方面因素决定的，包括水箱形状和水流进出口的位置和几何形状，蓄热和释热的流体温度和流速以制策略和措施等。有文献对比表明，充分分层的水箱能比完全混系统整体效率方面分别提高 6%和 20%[6]。此外，有学者通过在增加分层效果及蓄热密度[8-10]。温度分层外，对于蓄热水箱的研究还集中于箱体设计及壁面和保蓄热过程中的热量损失。常用的保温材料有玻璃棉，高密度聚胺

保证率可达 57%，可直接获取的年均蓄热量为 353kWh/m2地下含水层蓄热无法通过建造外部保温层来防止漏热，有积比例来将热损控制在一个可接受的范围内[39]。热方式将热量直接存于地下土壤中，对应用当地地质要求较类型为岩石和饱和水土壤。土壤通过与埋设在地表30~100实现蓄热和释热的功能。蓄热阶段时，载热流体的流向为持中心区域的高温从而减少边界热损失；释热阶段时，载用中，垂直埋管交换器比水平布管更为典型，主要分为单热的优点之一能够应用模块化设计的思路，随着供热需求增加或减少投入运行的地埋管数量来调节蓄热体体积及热小，储存相同热量时埋管蓄热的土壤体积是水箱蓄热的3地底下无需占用建筑空间，且竖直埋管换热器在地源热泵高，该种蓄热方式在国际上研究也逐渐增多，在大型跨季项目中也得到了成功应用[40-45]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]地热技术在温室供暖中的应用[J]. 左睿,蒋绿林,高伟.  安徽农业科学. 2009(13)
[2]连栋温室供暖方式的效益分析[J].   现代农业. 2006(10)
[3]温室缀铝膜保温幕节能性能的实验研究初报[J]. 凌坚,马承伟,林聪,黄之栋,沈黎明.  农业工程学报. 2002(01)

博士论文
[1]太阳能辅助二氧化碳热泵性能和应用研究[D]. 邓帅.上海交通大学 2013



本文编号：3475889