北方地區(qū)日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)研究.pdf

1、本論文的研究對(duì)象為北方地區(qū)葡萄栽培日光溫室技術(shù)。葡萄栽培日光溫室技術(shù)主要是為作物創(chuàng)造適宜生長(zhǎng)的光照、溫度、水分、土壤等環(huán)境因素。對(duì)于溫室生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，溫室的光照、溫度是制約溫室發(fā)展的主要環(huán)境因素。往往通過(guò)補(bǔ)溫來(lái)調(diào)控室內(nèi)環(huán)境，目前在東北、西北高寒地區(qū)，日光溫室補(bǔ)溫費(fèi)用占運(yùn)行總費(fèi)用的50％～60％。對(duì)于溫室生產(chǎn)節(jié)約能源，提高能源利用效率，降低能耗，是提高溫室生產(chǎn)效益的重要途徑。考慮到日光溫室地域分布廣泛，應(yīng)用數(shù)量大，使用時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，對(duì)日光溫室

2、的補(bǔ)溫措施進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新是我國(guó)北方地區(qū)葡萄栽培日光溫室技術(shù)轉(zhuǎn)變和更新的關(guān)鍵。如何針對(duì)不同地域合理的設(shè)計(jì)、營(yíng)造適宜的溫室環(huán)境需要深入的研究和探討，從而為日光溫室進(jìn)行環(huán)境調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，本文對(duì)此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論研究，重點(diǎn)探討了以下問(wèn)題:
　　首先，分析了日光溫室采光性能的主要影響因素。科學(xué)地認(rèn)識(shí)了溫室內(nèi)光照強(qiáng)度的分布特點(diǎn)，系統(tǒng)地分析了日光溫室各表面光照強(qiáng)度與溫室結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)影響日光溫室整體采光性能的主要影響因素是傾斜面與水

3、平面夾角、后坡長(zhǎng)度、日光溫室朝向。
　　其次，設(shè)計(jì)和搭建日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)、無(wú)采取任何加熱設(shè)施系統(tǒng)在不同運(yùn)行情況下的土壤溫度和空氣溫度測(cè)試得出日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)（土壤加水）與無(wú)采取任何加熱設(shè)施系統(tǒng)（土壤不加水）相比，白天提高了土壤平均溫度5～6℃，夜晚提高土壤平均溫度3～4℃，且日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中土壤溫度較穩(wěn)定，并且白天日光

4、溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)能提高平均氣溫4℃左右;
　　再次，定性地評(píng)價(jià)了在日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)條件下植物關(guān)于空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度、光照等方面的熱舒適性。在此基礎(chǔ)上，建立日光溫室室內(nèi)空氣的質(zhì)能平衡、室內(nèi)水汽平衡方程、作物冠層平衡方程、通風(fēng)模型，得出植物的熱舒適性平衡方程。該方程反映了植物處于平衡狀態(tài)時(shí)，十個(gè)影響植物熱舒適變量V、LAI、CO2濃度、室外風(fēng)速vo、Qp、△Wi、to、ti、圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度t、Ep

5、之間的定量關(guān)系。
　　最后，針對(duì)日光溫室燃池耦合土壤供熱系統(tǒng)，利用節(jié)能率、費(fèi)用現(xiàn)值、費(fèi)用年值、投資回收期定性評(píng)價(jià)了該系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。研究得出該系統(tǒng)的節(jié)能率為46.14％，費(fèi)用現(xiàn)值和費(fèi)用年值分別比日光溫室燃池—地中熱交換系統(tǒng)低23.95％和23.98％，比熱風(fēng)加熱系統(tǒng)低56.99％和57％，比熱水加熱系統(tǒng)低38.2％和38.26％，比電加熱系統(tǒng)低71％和71.05％。
　　綜上所述，日光溫室燃池耦合土壤供熱系統(tǒng)能夠提高溫室植物的