【摘要】：夏季溫室降溫問(wèn)題一直是我國(guó)設(shè)施園藝環(huán)境調(diào)控研究的方向之一。目前針對(duì)日光溫室白天降溫方法研究很多,夜間降溫方法較少。傳統(tǒng)的日光溫室降溫方法并不適合夏季夜間調(diào)控溫室作物栽培環(huán)境。并已有研究表明,夜間室內(nèi)環(huán)境溫度同樣決定作物生產(chǎn)質(zhì)量與產(chǎn)量。所以針對(duì)日光溫室夏季夜間降溫方式的研究,對(duì)園藝作物的栽培具有重要意義。東北地區(qū)冬季擁有大量天然冷源,本課題利用這一地域優(yōu)勢(shì),將冬季天然冰進(jìn)行儲(chǔ)存,作為夏季夜間日光溫室降溫冷源,根據(jù)試驗(yàn)溫室夏季環(huán)境情況,設(shè)計(jì)冰蓄冷降溫系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)兩部分,第一部分為蓄冰池設(shè)計(jì),通過(guò)分析夏季試驗(yàn)溫室環(huán)境情況,計(jì)算儲(chǔ)冰體積,確定蓄冰池結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)結(jié)果為:蓄冰池體積為6m×6m×2m立方體,圍護(hù)結(jié)構(gòu)外層為15cm聚苯板,內(nèi)層為24cm磚墻混凝土,磚墻內(nèi)側(cè)為2mm防水塑料,上層采用15cm的聚苯彩鋼板密封。第二部分為熱交換系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要分為蓄冰池?zé)峤粨Q器設(shè)計(jì)與室內(nèi)送風(fēng)管道。通過(guò)冰蓄冷空調(diào)內(nèi)融冰模型,計(jì)算換熱管管長(zhǎng)關(guān)系,選擇出口溫度為0℃的換熱管管長(zhǎng),并利用CFD商用軟件COMSOL進(jìn)行仿真分析其性能。結(jié)果為:針對(duì)試驗(yàn)溫室環(huán)境設(shè)計(jì),熱交換管長(zhǎng)度為16.2m,管徑為0.05m,管數(shù)為30的蓄冰池?zé)峤粨Q系統(tǒng)滿足試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。COMSOL模擬夏季環(huán)境蓄冰池?fù)Q熱結(jié)構(gòu)結(jié)果為:在進(jìn)口溫度為25℃,進(jìn)口速度為13.31m/s時(shí)可以獲得出口溫度為0℃的冷氣。換熱管前1米是換熱效果最好的,隨著管長(zhǎng)的增加,換熱效率減小。室內(nèi)送風(fēng)管到設(shè)計(jì)主要通過(guò)COMSOL軟件建模分析管道不同側(cè)壁開孔數(shù)量實(shí)現(xiàn)溫室內(nèi)的均勻送風(fēng)。分析了在相同側(cè)壁開孔孔徑為0.05m,數(shù)量為100的均勻開孔,在上述基礎(chǔ)上管道末端分別增加25和50數(shù)量的3種不同開孔數(shù)量的開孔方式,模擬結(jié)果表明:在管道末端增加孔數(shù)可以增加管內(nèi)流速,增加管道末端出氣量,其中,末端孔數(shù)增加25的第二種開孔方式,管道末端出口溫度最低,最終確定為本試驗(yàn)管道設(shè)計(jì)方案。通過(guò)以上設(shè)計(jì),模擬夏天的環(huán)境對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了棚溫檢測(cè),栽培區(qū)有效降溫溫差最大為6.7℃,平均溫差為4.4℃,降溫效果明顯。與其它利用熱交換器原理進(jìn)行降溫研究的系統(tǒng)相比,以冰作為冷源的冰蓄冷降溫系統(tǒng)比以土壤和蓄水層為冷源的降溫系統(tǒng),在相對(duì)較小的風(fēng)機(jī)流量基礎(chǔ)上獲得較大的熱交換管溫差,從而增加了系統(tǒng)制冷量,降溫效果明顯。結(jié)合系統(tǒng)初始建造和夏季運(yùn)行費(fèi)用分析,本系統(tǒng)較適合自然冷源豐富地區(qū)保溫性與密閉性較好的溫室結(jié)構(gòu)使用。溫室內(nèi)適合夏季高品質(zhì)或反季節(jié)蔬菜水果及栽培環(huán)境需無(wú)光條件的食用菌栽培。
【圖文】：

材料與方法方法室計(jì)的冰蓄冷降溫系統(tǒng)所選試驗(yàn)溫室為實(shí)驗(yàn)基地滑蓋溫室（41o4士攜其團(tuán)隊(duì)研究的一種新型節(jié)能型日光溫室（王騰 2017），以材料為建筑常用材料—輕型巖棉彩鋼板。與傳統(tǒng)保溫覆蓋材棉彩鋼板熱阻更大，散熱更小，密閉性好，并且可在溫室的頂控制，更加方便與精準(zhǔn)（李天來(lái) 2005）。如圖 2-1 和表 2-1 為。

沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文管模型驗(yàn)證試驗(yàn)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，利用仿真模型進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的方法越來(lái)越試驗(yàn)相比更加方便，不需要前期投資就可以看到不同變量帶給了依據(jù)，省時(shí)省力。本文借助 COMSOL 軟件模擬夏季情況分內(nèi)部換熱管設(shè)計(jì)效果以及換熱性能，于冬季進(jìn)行換熱管模型驗(yàn)材料選擇流量為 100m3/h，功率為 550kW 的高壓風(fēng)機(jī) 1 臺(tái)，測(cè)量風(fēng)錄溫度數(shù)據(jù)的 CR-3000 和若干熱電偶線。材料準(zhǔn)備如圖 2-2。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S625

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本文編號(hào)：2698367