北方地區(qū)日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)研究.pdf

1、本論文的研究對象為北方地區(qū)葡萄栽培日光溫室技術。葡萄栽培日光溫室技術主要是為作物創(chuàng)造適宜生長的光照、溫度、水分、土壤等環(huán)境因素。對于溫室生產(chǎn)來說，溫室的光照、溫度是制約溫室發(fā)展的主要環(huán)境因素。往往通過補溫來調(diào)控室內(nèi)環(huán)境，目前在東北、西北高寒地區(qū)，日光溫室補溫費用占運行總費用的50％～60％。對于溫室生產(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?？紤]到日光溫室地域分布廣泛，應用數(shù)量大，使用時間長等特點，對日光溫室

2、的補溫措施進行改進和創(chuàng)新是我國北方地區(qū)葡萄栽培日光溫室技術轉變和更新的關鍵。如何針對不同地域合理的設計、營造適宜的溫室環(huán)境需要深入的研究和探討，從而為日光溫室進行環(huán)境調(diào)控提供科學依據(jù)，本文對此進行實驗和理論研究，重點探討了以下問題:
　　首先，分析了日光溫室采光性能的主要影響因素?？茖W地認識了溫室內(nèi)光照強度的分布特點，系統(tǒng)地分析了日光溫室各表面光照強度與溫室結構之間的關系。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、后坡長度、日光溫室朝向。
　　其次，設計和搭建日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)，對其進行實驗研究。通過對日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)、無采取任何加熱設施系統(tǒng)在不同運行情況下的土壤溫度和空氣溫度測試得出日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)（土壤加水）與無采取任何加熱設施系統(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)在運行過程中土壤溫度較穩(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，定性地評價了在日光溫室燃池耦合土壤供暖系統(tǒng)條件下植物關于空氣溫濕度、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，十個影響植物熱舒適變量V、LAI、CO2濃度、室外風速vo、Qp、△Wi、to、ti、圍護結構表面溫度t、Ep

5、之間的定量關系。
　　最后，針對日光溫室燃池耦合土壤供熱系統(tǒng)，利用節(jié)能率、費用現(xiàn)值、費用年值、投資回收期定性評價了該系統(tǒng)的經(jīng)濟性。研究得出該系統(tǒng)的節(jié)能率為46.14％，費用現(xiàn)值和費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