本文關(guān)鍵詞：基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國傳統(tǒng)日光溫室獨有的特點是北墻的存在,從理論上講,白天溫室北墻吸收太陽能并進行熱量的轉(zhuǎn)化儲存,夜間儲存在溫室北墻的熱量會釋放到室內(nèi)以提高室內(nèi)空氣溫度,但是受墻體蓄放熱能力有限的影響,日光溫室太陽能利用率低,從而導(dǎo)致室內(nèi)空氣溫度可能會出現(xiàn)滿足不了植物正常生長需要的情況。針對這一問題,在本課題組長期研究燃池陰燃能量梯級利用的基礎(chǔ)上,以提高日光溫室太陽能利用率為目的,本文設(shè)計基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng),將重點圍繞基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)設(shè)想提出的前期研究、系統(tǒng)設(shè)計搭建及實驗測試分析開展以下研究內(nèi)容。首先,為探明日光溫室熱環(huán)境中存在的問題,以日光溫室熱環(huán)境為研究對象,從實測、理論兩個方面對研究對象進行深入分析。選取三個不同城市的日光溫室進行實測調(diào)研,通過對實測數(shù)據(jù)的分析,明確實際運行中傳統(tǒng)日光溫室室內(nèi)熱環(huán)境主要存在的問題；同時基于日光溫室REPS概念,本文建立日光溫室與外界熱交換的熱平衡方程,分析日光溫室得熱和失熱的途徑,以建筑節(jié)能設(shè)計中的開源節(jié)流原則為理論依據(jù),提出如何改善日光溫室熱環(huán)境的方法；此外還以大連溫室為對象建立北墻墻體一維非穩(wěn)態(tài)傳熱模型,對傳熱模型進行有限差分并利用MATLAB編制相應(yīng)的求解程序,用實測數(shù)據(jù)驗證模型的準(zhǔn)確性,并以數(shù)值模擬計算的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析墻體能量流動途徑及有效蓄放熱能力,并證明保溫板的存在對減少墻體熱量損失的重要性。其次,根據(jù)前期研究日光溫室熱環(huán)境存在的問題,本文提出基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng),并對該系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理進行闡述。通過對系統(tǒng)各組成裝置進行細(xì)化設(shè)計及系統(tǒng)的搭建,本文對搭建的系統(tǒng)設(shè)計實驗測試方案,并在采暖期進行實驗測試。通過對實驗測試結(jié)果的分析,實驗溫室的平均溫度分別比對比溫室1平均溫度高3.92℃C、對比溫室2平均溫度高12.23℃；實驗溫室的土壤平均溫度比對比溫室1高1.2℃,表明基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的增溫效果比較顯著；同時對實驗溫室室內(nèi)環(huán)境因子(C02、空氣濕度、風(fēng)速)的測試數(shù)據(jù)進行分析,以相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)作為評判依據(jù),表明系統(tǒng)的使用不會對植物的生長起抑制作用,并利用測試數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的熱特性進行理論分析,系統(tǒng)中的主動蓄放熱裝置能夠提高22.8%的太陽能利用率,測試期間系統(tǒng)的平均供暖能力為0.26MJ,系統(tǒng)三種能源利用的分配率大小為生物質(zhì)能太陽能地?zé)崮�。從系統(tǒng)的作用效果和熱特性上表明系統(tǒng)具有實際可行性。最后,系統(tǒng)的經(jīng)濟性和是否符合國家政策等評價指標(biāo)對成果的推廣應(yīng)用具有重要意義。本文利用系統(tǒng)實驗的測試數(shù)據(jù),對系統(tǒng)的節(jié)能率、生態(tài)效益、植物營養(yǎng)品質(zhì)、經(jīng)濟性進行分析,通過與電加熱系統(tǒng)相比,基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的節(jié)能率為82.9%；在一個采暖周期內(nèi),系統(tǒng)運行過程中所釋放的二氧化碳量為278.1kg,與溫室鍋爐熱水供暖系統(tǒng)相比,系統(tǒng)能夠減少673.19kg二氧化碳的釋放量,具有較大的生態(tài)效益；通過利用輻熱積模型對在基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)作用下的小白菜的營養(yǎng)品質(zhì)進行模擬計算分析,實驗溫室小白菜的維生素、纖維素、可溶性糖、可溶性蛋白模擬值依次比對比溫室1高4.66mg·100g-1、0.72%、0.05mg·g-1、0.04mg·g-1,說明系統(tǒng)的作用有利于提高室內(nèi)生產(chǎn)作物的營養(yǎng)品質(zhì),進而可以增強生產(chǎn)作物在市場上的競爭力。通過對系統(tǒng)進行經(jīng)濟性綜合評價分析,與熱風(fēng)供暖系統(tǒng)和鍋爐熱水供暖系統(tǒng)相比,基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的費用年值、費用現(xiàn)值均是最低的；根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗,實驗溫室按照每年800元的生產(chǎn)效益計算,貸款年利率按10%計算,經(jīng)計算基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的投資回收期為2.7a,比熱風(fēng)供暖系統(tǒng)和鍋爐熱水供暖系統(tǒng)的投資回收期分別低0.2a、0.3a,因此基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟性評價優(yōu)于這兩個傳統(tǒng)能源供暖系統(tǒng)；本文對傳統(tǒng)日光溫室室內(nèi)熱環(huán)境分別進行實測和理論的研究,總結(jié)其存在的問題；根據(jù)其存在的問題設(shè)計基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng),從實驗測試、理論分析、綜合性評價三方面表明系統(tǒng)的可行性和實用性,為基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)的實際應(yīng)用提供可靠的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：日光溫室 室內(nèi)熱環(huán)境 傳熱模型 供暖系統(tǒng) 綜合性評價
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU832
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-23
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 溫度對植物生長影響研究13-15
• 1.2.2 溫室圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能研究15-16
• 1.2.3 溫室供暖技術(shù)研究16-18
• 1.2.4 溫室微氣候研究18-20
• 1.3 本文的研究目標(biāo)與研究內(nèi)容20-21
• 1.3.1 研究目標(biāo)20-21
• 1.3.2 研究內(nèi)容21
• 1.4 本研究的技術(shù)路線21
• 1.5 本章小結(jié)21-23
• 2 基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)設(shè)想的前期研究23-46
• 2.1 日光溫室熱環(huán)境實測調(diào)研研究23-31
• 2.1.1 實測對象23-25
• 2.1.2 測試系統(tǒng)25-26
• 2.1.3 實測結(jié)果分析26-31
• 2.2 日光溫室熱環(huán)境模型及改善途徑研究31-35
• 2.2.1 資源-環(huán)境-植物系統(tǒng)的建立31-32
• 2.2.2 熱環(huán)境模型的建立32-34
• 2.2.3 改善途徑分析34-35
• 2.3 北墻傳熱數(shù)學(xué)模型研究35-45
• 2.3.1 假設(shè)條件36
• 2.3.2 傳熱模型數(shù)學(xué)方程36-37
• 2.3.3 求解與分析37-44
• 2.3.4 保溫層對墻體熱穩(wěn)定層的影響分析44-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 3 基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)研制46-55
• 3.1 系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理46-48
• 3.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成46-47
• 3.1.2 工作原理47-48
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計及搭建48-54
• 3.2.1 主動式蓄放熱裝置48-50
• 3.2.2 土壤-空氣熱交換裝置50-52
• 3.2.3 燃池?zé)彷o助裝置52-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)實驗研究55-69
• 4.1 實驗溫室概況55-57
• 4.1.1 氣候分析55-56
• 4.1.2 熱負(fù)荷計算56-57
• 4.2 實驗系統(tǒng)設(shè)計57-60
• 4.2.1 測點布置57-59
• 4.2.2 測試儀器59-60
• 4.2.3 運行控制60
• 4.3 實驗結(jié)果分析60-67
• 4.3.1 熱環(huán)境分析60-63
• 4.3.2 空氣品質(zhì)分析63-65
• 4.3.3 系統(tǒng)熱性能分析65-67
• 4.4 本章小結(jié)67-69
• 5 基于燃池利用的日光溫室供暖系統(tǒng)綜合性評價研究69-81
• 5.1 節(jié)能率及碳排放分析69-71
• 5.1.1 節(jié)能率分析69-70
• 5.1.2 碳排放分析70-71
• 5.2 植物營養(yǎng)品質(zhì)分析71-75
• 5.2.1 輻熱積模型概述71-73
• 5.2.2 模擬計算分析73-75
• 5.3 系統(tǒng)經(jīng)濟分析75-80
• 5.3.1 設(shè)備投資分析75-77
• 5.3.2 運行費用分析77-78
• 5.3.3 經(jīng)濟綜合評價78-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 6 結(jié)論與展望81-84
• 6.1 研究結(jié)論81-82
• 6.2 課題展望82-83
• 6.3 創(chuàng)新點83-84
• 參考文獻84-89
• 附錄A MATLAB程序代碼89-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表專利情況94
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與科研工作94-95
• 致謝95-96

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3 記者　馬順龍;武威發(fā)展日光溫室[N];甘肅日報;2006年

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5 馬順龍;古浪加快推進日光溫室建設(shè)[N];甘肅日報;2006年

6 記者　馬順龍;武威大力發(fā)展日光溫室[N];甘肅日報;2007年

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9 本報記者 張澤三 孫煜東 李平 楊大立 吳春梅;興建日光溫室 發(fā)展高效農(nóng)業(yè)[N];武威日報;2006年

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3 黃川容;北方日光溫室風(fēng)災(zāi)風(fēng)險分析及預(yù)警[D];南京信息工程大學(xué);2012年

4 孟育紅;基于對象影像分析技術(shù)提取日光溫室遙感信息方法研究[D];蘭州大學(xué);2012年

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