主動式溫室太陽能地下蓄熱系統(tǒng)的研究

【摘要】： 本文針對冬季溫室地溫低，嚴(yán)重影響作物生長發(fā)育的問題，利用太陽能地下蓄熱技術(shù)提高地溫，滿足作物生長對溫度的要求。 在研究和設(shè)計主動式溫室太陽能地下蓄熱系統(tǒng)中，采用溫度自記儀器，測試了室溫及土壤中六個不同深度的溫度數(shù)據(jù)，繪制了相關(guān)溫度變化曲線，該曲線表明了主動式溫室太陽能地下蓄熱系統(tǒng)能有效提高冬季溫室土壤的溫度，并且減小了日溫變化幅度。 基于傳熱學(xué)的熱傳導(dǎo)方程，利用測試的地溫數(shù)據(jù)，選用差分法計算了土壤熱擴(kuò)散率，應(yīng)用SAS軟件擬合了非線性方程，建立了日光溫室土壤溫度場的數(shù)學(xué)模型。模型中充分考慮了土壤熱擴(kuò)散率、時間對溫室土壤不同深度的溫度影響，可計算出任一時間、土壤不同深度的溫度。研究表明，模型的數(shù)值模擬結(jié)果與實測值在數(shù)值和變化趨勢上符合較好，為進(jìn)一步分析溫室內(nèi)土壤導(dǎo)熱特性提供了手段和依據(jù)。 根據(jù)現(xiàn)代溫室耗熱量的分析，建立了溫室熱平衡方程，由該方程確定的集熱器面積與溫室種植面積的優(yōu)化比例為1:5，經(jīng)試驗驗證，該比例能滿足作物冬季生長對溫度的要求。 本文研究的太陽能蓄熱系統(tǒng)實現(xiàn)了太陽能夏天貯冬天用、日間貯夜間用、晴天貯陰天用的目的，在不進(jìn)行人工增溫的條件下，能滿足作物的冬季生長要求。從節(jié)能、環(huán)保的角度，為溫室冬季增溫開創(chuàng)了一條有效途徑。 【關(guān)鍵詞】：主動式溫室 太陽能利用 地下蓄熱 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：S214.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• 1 緒論6-16
• 1.1 國內(nèi)外設(shè)施農(nóng)業(yè)的能源戰(zhàn)略6-8
• 1.2 太陽能在溫室中利用的研究進(jìn)展8-14
• 1.2.1 太陽能被動利用的研究8-11
• 1.2.2 太陽能主動利用的研究11-14
• 1.3 課題的提出14-16
• 1.3.1 溫室冬季極待解決的問題14
• 1.3.2 解決對策14-15
• 1.3.3 課題的提出15-16
• 2 主動式溫室太陽能地下蓄熱系統(tǒng)的工作原理及增溫實驗16-29
• 2.1 太陽能地下蓄熱系統(tǒng)的工作原理16-17
• 2.2 地下蓄熱增溫系統(tǒng)主要設(shè)備及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計17-20
• 2.2.1 主要設(shè)備17-18
• 2.2.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計18-20
• 2.3 實驗環(huán)境20-21
• 2.4 實驗方法21-29
• 2.4.1 測定時間及測試參數(shù)21
• 2.4.2 測試儀器21
• 2.4.3 測試方法21-23
• 2.4.4 測試結(jié)果與分析23-29
• 3 溫室熱平衡方程的建立及集熱器面積的設(shè)計29-37
• 3.1 溫室熱平衡方程29-33
• 3.1.1 溫室熱負(fù)荷Q_l的分析29-32
• 3.1.2 溫室吸收太陽輻射能Q_s的分析32-33
• 3.2 實驗溫室熱平衡分析及計算33-35
• 3.2.1 實驗溫室熱負(fù)荷Q_l的計算33-34
• 3.2.2 實驗溫室吸收太陽輻射能Q_s的分析計算34-35
• 3.3 太陽能集熱器面積的設(shè)計35-36
• 3.4 集熱器面積設(shè)計的驗證36-37
• 4 日光溫室地溫模型的建立及數(shù)值模擬37-45
• 4.1 日光溫室地下溫度的數(shù)學(xué)模型37-41
• 4.2 日光溫室地下溫度的模擬41-45
• 4.2.1 α值的計算42-43
• 4.2.2 地下溫度的回歸方程及模擬43-44
• 4.2.3 地下溫度與氣溫的回歸分析44-45
• 5 溫室地下蓄熱的經(jīng)濟(jì)性分析及技術(shù)要點45-48
• 5.1 節(jié)能效果45
• 5.2 經(jīng)濟(jì)效益45-46
• 5.3 地下蓄熱系統(tǒng)的技術(shù)要點46-48
• 5.3.1 集熱系統(tǒng)應(yīng)用上的技術(shù)要點46-47
• 5.3.2 地下管系設(shè)計的技術(shù)要點47-48
• 6 結(jié)論與建議48-51
• 6.1 結(jié)論48-50
• 6.2 進(jìn)一步研究的建議50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 英文摘要54

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