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日光温室后墙夜间非稳态导热特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】对日光温室后墙夜间的非稳态导热特性进行研究,为发挥后墙保温作用提供理论依据。【方法】在位于山东泰安的试验温室内,分别于温室后墙距地面0.1,1.1,2.1,3.1和4.1m处及地面距离后墙0.1m处设置测点,选取2015年越冬季某一晴天和阴天,在18:00至翌日06:00,每隔1h测定后墙各测点的温度和热流密度,计算各测点温度变化率、热流密度积分值、后墙内部热量流动量,以及后墙与地面之间的热量流动量,研究夜间温室后墙不同高度蓄热量变化与放热量之间的关系、地面温度与后墙温度之间的关系,以及后墙内部和后墙与地面之间的热量流动。【结果】晴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙中上部放热量逐渐降低然后趋于平稳,后墙下部放热量逐渐增多,后墙中部放热总量最多;后墙温度24:00之前高于地面温度,24:00之后低于地面温度,后墙与地面之间存在热量流动;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为14.2%。阴天夜间后墙中上部蓄热量变化基本相同且大于后墙下部蓄热量变化,后墙放热量从上到下逐渐增多;后墙温度低于地面温度,地面流入后墙热量占后墙放热总量的比值为3%;后墙内部热量流动数量占后墙放热总量的比值为25.5%。【结论】后墙高度、后墙不同高度蓄热量影响后墙不同高度放热量;后墙高度对放热量的影响贯穿后墙放热过程的始终,后墙蓄热量对放热量的影响主要集中在后墙放热前期;后墙热量存在自上而下的整体迁移流动。 相似文献
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为探究日光温室土壤温度偏低的原因,以传热学对流换热理论为基础,以土壤蓄热温差占温室垂直方向上最大空气温度与地面温度之差的比例(温差比例)为研究对象,针对日光温室垂直方向上的温度分布开展研究。在位于山东泰安的日光温室内,选取温室中部后墙南5.4m,距离地面0,0.1,1.1,2.1,3.1,4.27,4.37m高度处为测点,分别设置温度传感器T1～T7,地面设置热流板H1;选取试验期间土壤蓄热量高、中等、低3天试验数据,对不同高度各测点温度之间的关系进行研究;计算垂直高度上的最高空气温度,计算不同太阳辐射情况下的温差比例。试验数据验证了温室空气温度自下而上逐渐升高,然后逐渐降低;温室空气存在逆温层和对流层,存在逆温现象;逆温层上部空气密度小于下部空气密度,上部高温空气不能流动到地面,逆温层两端温差较大。计算结果表明:不同太阳辐射情况下垂直方向上最大空气温度积分与地面温度积分之差分别为890℃、770℃、175℃,土壤蓄热温差积分分别为310℃、200℃、68℃,温室散热温差积分分别为120℃、20℃、27℃,土壤蓄热时间分别为6h 55min、4h 50min、2h 20min;后墙南5.4m处逆温层、对流层高度分别为0～3.1m、3.1～4.37m;试验期间不同太阳辐射情况下温差比例分别为34.8%、26%、38.9%。结果表明:太阳辐射强度高时土壤蓄热温差和蓄热时间多于太阳辐射强度低时的土壤蓄热温差和蓄热时间;对流层空气产生自然对流,温室热量向温室外部大量散失;逆温现象造成的温差比例偏小是造成土壤总体蓄热量少、土壤温度偏低的主要原因。 相似文献
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针对日光温室土壤温度不均衡的问题,运用传热学非稳态导热理论,测定分析跨度方向上不同测点地面温度变化率和土壤放热量之间的关系,对下挖式日光温室土壤夜间的非稳态导热过程进行研究。结果表明:1)日光温室地面放热量受地面温度和跨度位置综合作用,地面温度越高、跨度位置越大,土壤放热量越多;2)不同测点地面温度变化率和土壤放热量不成比例,土壤存在水平方向上的热量流动;3)土壤边际效是受到后墙下土壤、温室外土壤缓冲作用引起的;4)本试验中,受后墙下土壤缓冲,土壤放热增加量占土壤放热量比例为6.06%～7.34%;受温室外土壤缓冲,土壤放热减少量占土壤放热量比例为31.8%～50.28%;边际效应对土壤温度环境具有不利影响。 相似文献
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针对日光温室夜间后墙不同高度放热量差别较大的现象,运用物理学矢量原理、气体分子动理论,对外界低温通过覆盖面在后墙形成的放热机理进行推导,结合放热机理和后墙不同高度温度差别对后墙不同高度放热量差别的影响进行研究。结果表明:1)外界低温驱动力水平分量大小随后墙高度降低不断增大,外界低温驱动力水平分量密度随后墙高度降低不断减小,后墙放热驱动是外界低温驱动力水平分量大小和密度乘积的函数,随后墙高度降低不断增大。2)后墙放热后温度不断下降,后墙放热量自上而下逐渐增多,下侧放热量是上侧放热量的2～3倍。3)推导出的后墙放热机理能够解释后墙不同高度放热量差异,后墙不同高度放热量差异主要是由于外界低温通过覆盖面在后墙产生的放热驱动不同造成的;后墙放热是外界低温驱动下的被动放热。4)后墙温度较高时,后墙放热量受后墙温度和后墙放热驱动共同作用,此时后墙中部放热量也会较多;后墙温度较低时,后墙放热量主要受后墙放热驱动作用。 相似文献
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针对宁夏二代日光温室和引进的山东五代日光温室进行传热特性分析,得出无论从晴、阴天还是从长季节观测分析,山东五代日光温室的墙体放热量均极显著大于宁夏二代温室的墙体放热量;山东五代日光温室的地面放热量显著小于宁夏二代温室的地面放热量;通过计算整个冬季的墙、地放热总量可知,山东五代日光温室的墙、地放热总量比宁夏二代日光温室的墙、地放热总量高9.9%。并且以整个长季节观测数据为基础,计算得到了两种类型日光温室的墙体与地面对温室热量的贡献率,在整个冬季,宁夏二代温室的墙体放热量低于地面放热量2%,山东五代温室的墙体放热量高于地面放热量34%。 相似文献
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测试和田沙漠组装式温室的光热环境,尤其是温室的蓄放热量及保温能力,为和田地区日光温室性能做出评价,采用数据记录仪对温室内外环境的光热环境进行测定,结果表明,晴天光照度平均为18058 lx,空气温度可达40℃以上,且土层越深,地温越稳定;地面蓄热时平均热流密度为47.85 W/m2,放热时平均热流密度为16.91 W/m2;土壤表面温度和空气平均值分别为15.47、15.30℃;最大值可达37.90、45.00℃;墙体吸热时平均热流密度为13.91 W/m2,放热时平均热流密度为5.40 W/m2;墙体表面温度和空气温度平均值分别为15.76、14.61℃,最大值可达72.10、55.30℃;地面白天最大蓄热量为2.03 MJ/m2,地面最大放热量为1.35 MJ/m2,墙体白天最大蓄热量为0.76 MJ/m2,墙体最大放热量为0.40 MJ/m2.从温光特性方面来看,沙漠组装式温室各环境因子变化较大,温室内部空气温度、墙体温度、地表温度波动较大,热稳定较差;地面是主要的蓄放热体,温室墙体蓄热量、放热量很小,难以起到稳定温室夜间温度的作用. 相似文献
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基于主动蓄热循环系统的温室性能试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《江苏农业科学》2018,(20)
为了提高冬季夜间温室温度,提出将温室白天得到的热量储存到后墙墙体中,采用风机实现蓄热放热过程,风机所需电量可由光伏系统提供。基于北京的天气,2种情况下均安装地面面积为272 m~2的温室,以保持温室维持在较高的温度下。试验结果表明,主动蓄热系统所产生的温室平均气温在10. 9~14. 8℃之间,平均值为12. 09℃。参考温室中的气温在3. 4~10℃之间,平均值为6. 5℃。室外温度比室内温度低约16. 3℃。电力供暖和天然气供暖系统供暖成本比主动蓄热系统分别高267. 8%和53. 6%,煤炭供暖成本比主动蓄热系统低28. 2%。主动蓄热系统采暖能够作为化石能源供暖的替代技术。 相似文献
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典型天气下大跨度日光温室内的微气候特点 总被引：4，自引：0，他引：4
为了解大跨度日光温室在典型天气下室内微气候环境特点，对沈阳地区一座跨度12m日光温室阴天、晴天情况下的室内外太阳辐射、空气温度、空气相对湿度以及各壁（土壤、薄膜、后坡、墙体）内表面的热流量、表面温度进行了测试。1月份阴天、晴天测试结果显示：晴天时太阳辐射透过率日均值近60％；揭帘后至夜间（9：00—23：00），晴天室内空气平均温度比阴天高5．5℃；夜间（18：00－23：00）0．2m土壤温度平均值晴天为11．6℃、阴天为9．9℃；前屋面、后坡几乎全天从室内吸热，土壤及后墙向室内平均放热量是阴天的1．5倍；晴天室内空气日均相对湿度为87％，阴天为93％。 相似文献
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【目的】研究GN-N10B日光温室内的温度、光照环境特征,为设施生产中温室环境的调控及改良提供理论依据.【方法】采用TP700数据采集器和TNHY-7型农业气象监测仪,对10m跨新型日光温室结构(GN-N10B型石墙钢架日光温室)的室内气温、后墙内表面温度和光照强度进行多点连续监测.【结果】晴天条件下,温室内气温和后墙内表面温度在揭帘后(9∶30)开始升高,至14∶00和15∶00达到最高,分别为35.0℃、39.5℃,气温每小时升高4.4℃,温室内外平均温差为21.6℃;阴天条件下,温室内气温和后墙内表面温度在10∶30开始缓慢升高,至13∶30和14∶30达到最高,分别为21.0℃和19.5℃,气温每小时升高1.4℃,温室内外平均温差为16.9℃.整个越冬期(2014-12-12至2015-03-06)温室内平均最低温度为12.3℃.晴天,白天温室气温在升温阶段(9∶00~14∶00)南北方向分布较均匀,在降温阶段(14∶00~16∶00)分布不均匀,南、北两端低,中间高,相差2.2℃;夜间温室气温在水平方向分布均较均匀;在垂直方向,温室气温随高度的增加呈下降趋势,近地面处气温高,中部和顶端气温低,相差1.0℃.晴天温室内光强≥10klx的时长达到7.5h,≥30klx的时长达到4.5h,可以满足温室内作物正常生长.温室平均透光率为68.95%.【结论】GN-N10B型石墙钢架日光温室可满足茄果类等喜温性蔬菜越冬生产的需要,适宜在甘肃河西走廊及其气候相似区域推广应用. 相似文献
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为探索寿光各代日光温室引进喀什地区后蓄热保温性能降低的原因，以气象学土壤热量收支平衡理论为依据，对2000—2020年越冬季潍坊市和喀什市的气象因素进行对比。结果表明，喀什市平均日照时数、地面接收到的太阳辐射强度分别为潍坊市的92.94%、91.55%～94.77%。喀什市白天最高气温比潍坊市最高气温低3.79℃;喀什市夜间最低气温比潍坊市最低气温低3.50℃,日光温室夜间放热量多。喀什市日光温室蓄放热更容易失去平衡，温室温度降低；外地引进寿光各代日光温室后，要对采光面倾斜程度、温室跨度、温室保温被厚度等进行调整，以适应引进地区的气象条件。 相似文献
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《山西农业大学学报(自然科学版)》2017,(6)
[目的]研究解决日光温室冬季夜间温度过低,难以满足作物正常生长需求的问题。[方法]在前人研究成果的基础上,设计并建造了一种以毛细管为热交换器的太阳能-毛细管蓄放热系统,该系统以水为蓄热介质,通过水循环将白昼温室过余的太阳能存储在水中;夜间再通过水循环将热量释放回温室中,起到增温效果。[结果]在晴朗天气下,白昼水温升温明显,可提高4.9℃以上水温,蓄热量在207.8MJ以上,单位蓄热量可达5.0MJ·m~(-2);在放热阶段,放热量在110~140MJ之间,夜间可提高室内气温2.7℃以上。[结论]增温效果显著,表明系统可以有效地实现热量在空间、时间上的转移、利用,达到削峰填谷的作用。 相似文献
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日光温室建筑参数对室内温度环境的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
温室建筑参数对室内的环境有直接影响。通过对具有不同朝向、墙体高度、后坡仰角的单斜面日光温室室内温度环境的对比实验，探讨了温室建筑参数对室内温度环境的影响。测试结果表明：晴天时，南偏西温室室内夜间温度高于正南及南偏东温室：但阴天时，温室朝向对室内温度环境无明显影响；在朝向正南，保持后坡仰角、跨度、后坡长度不变的情况下，随墙体高度的增加，夜间室内温度增加；保持后墙高度、跨度、后坡长度不变的情况下，随后坡仰角的增加，各处理温度差异不明显。 相似文献
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日光温室土质墙体内温度与室内气温的测定分析 总被引：9，自引：0，他引：9
为研究日光温室土质墙体的保温性及室内温度环境特征,对日光温室的后墙、地面、空气进行了不同层次的温度监测和理论分析.结果表明:日光温室后墙在传热过程中,由内向外随墙体厚度的增大传入热量逐渐减少.在后墙垂直方向内表层0.2 m处,墙体中下部温度最高,顶部和基部温度较低;3月份一日内墙体表面温度平均比地表面温度高3.3℃;夜间放热时间比地面长约3 h,且单位面积墙体比单位面积地面放热多.白天,在温室南北方向由北向南气温逐渐增高;垂直方向气温由下到上逐渐升高;夜间,在南北方向由北向南气温逐渐降低,垂直方向气温没有明显变化.无论白天夜间,日光温室内南北方向气温差异比垂直方向气温差异大. 相似文献
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日光温室主动蓄放热冠层增温系统性能研究 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】设计日光温室主动蓄放热冠层增温系统(Active heat storage-release system for canopy warming,AHSCW)并进行实地试验,分析该系统对番茄冠层的增温效果,为进一步探讨主动蓄放热热能的高效应用方式和作物局部增温系统的设计提供参考。【方法】在第六代主动蓄放热系统基础上设计AHSCW,以太阳能为热源,白天通过水循环将太阳能以热能的形式收集于蓄热水池内,夜间通过冠层增温管道释放热量,对番茄冠层进行局部增温。以使用AHSCW的日光温室为试验温室,未加温的日光温室为对照温室,通过测定太阳辐射强度、番茄冠层空气温度、水温及水泵耗电量参数及不同时期番茄的株高、茎粗和产量,对系统的增温效果进行测试与分析。【结果】白天AHSCW的蓄热量为166～194 MJ,夜间放热量为129～142 MJ,能量利用效率为67%～86%;该系统能够提高番茄冠层区域气温1.4～3.0℃;AHSCW温室果实产量为1.14 kg/m~2,是对照温室(0.64 kg/m~2)的1.77倍。【结论】AHSCW可以明显提高番茄冠层气温,保证番茄的越冬生产,促进番茄生长,增加其产量并可使果实提前成熟上市。 相似文献
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日光温室是一个体形系数很大的设施农业建筑,温室的建筑墙体构造方式及其建筑材料热物性等都直接影响墙体保温与蓄热特性乃至温室热环境。该研究基于课题组研发的GH-20相变材料,以传统墙体、被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体为比较研究对象,结合实测结果,分析比较了墙体构筑方式、材料热物性等因素对日光温室墙体热性能的影响规律。研究结果表明,较传统墙体,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的表面温度夜间明显高于传统墙体,早晨保温被开启时相差最大,为3.0℃;传统墙体中间层温度变化幅度最小,主-被动式墙体中间层的温度变化幅度明显提高,最大为14.4℃、最小为2.2℃、平均为7.5℃,中间墙体层的显热蓄热"热库"作用显现;夜间,被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体、主-被动式太阳能相变蓄热"三重"墙体的放热量分别提高了103%和118%,其中51%的放热量在后半夜(2:00～10:00)释放,有效地改善了夜间温室热环境,相变材料的"热量开关"作用显现。 相似文献
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《农业工程技术:农产品加工》2018,(25)
运用非稳态导热"层"的概念,以衰减度为研究对象,对墙体内外两侧表面温度周期性变化引起的墙体非稳态导热过程进行研究。研究表明:墙体蓄热层功能是由墙体内侧的非稳态导热过程来完成,墙体御冷层功能是由墙体外侧的非稳态导热过程来完成;计算了示例墙体衰减度为零时蓄热层、御冷层理论厚度分别为0.6、0.6 m,计算了示例墙体蓄热层30 cm蓄放热量占墙体总蓄放热量的比例为94%。结果表明,墙体非稳态导热过程是由外界温度周期性变化引起的自然过程,其特点由墙体热工参数决定;温室保温作用是通过外侧墙体蓄放热过程抵御外界低温影响、通过内侧墙体蓄放热过程在夜间向温室内部释放热量;示例墙体理论厚度为1.2 m。 相似文献
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日光温室山墙及栽培基质热通量特征分析 总被引：2，自引：2，他引：0
试验采用PC-2R型热通量记录仪对酒泉肃州区非耕地日光温室的山墙及栽培基质热通量进行实时监测,并对温室山墙及栽培基质热通量变化特性进行了分析.结果表明:温室东西山墙单位面积吸热量平均值分别为1.41MJ/m2和1.67MJ/m2,单位面积墙体放热量平均值为0.34MJ/m2和0.63MJ/m2;天气状况只影响山墙热通量值的大小,对其热通量达到最大值的时刻无影响;白天栽培基质表层平均吸热量为0.59 MJ/m2,夜间栽培基质表层平均放热量为0.17 MJ/m2;随栽培基质深度的增加,热通量变化幅度逐渐降低,蓄热的时间依次延迟;15cm以下基质热通量全天均为负值,晴天与阴天吸放热差异不明显;晴天夜间山墙单位面积放热量高于基质,阴天则小于基质. 相似文献
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【目的】探明不同气候类型下大长度日光温室东西方向的温度变化规律,以期为大长度日光温室温度的智能调控和农业生产的科学管理提供参考依据。【方法】以廊坊市草莓生产温室(东西长100 m、南北跨度10 m、脊高5 m)为研究对象,在温室东西方向布设10组监测点,对2020年冬季日光温室草莓全天候动态温度数据进行采集,采用反距离权重算法对东西方向上的温度进行建模,并获取温度高值区和低值区。【结果】晴天、多云天气和阴天夜间东西方向上的温度变化均较小,温度高值区出现在中部,低值区出现在东西两侧;晴天和多云天气揭开棉被后,太阳初升时温室内温度呈西高东低的变化趋势;13:00后由于生产管理过程中上通风口开启的不均性,温度高值区的出现位置不同,主要集中在温室的中东侧,低值区主要集中在东西两侧;2月温度高值区9:00前在温室中部,10:00－17:00高值区主要分布在东西两侧的10 m和90 m处,18:00后高值区主要分布在温室东侧20～30 m处和西侧70 m;温度低值区最大概率出现在60 m处。阴天高值区主要集中在温室中部,低值区在10 m处;温度快速升温和降温时段主要集中在上通风口打开前和盖棉被时。【结论】夜间温度低值区主要集中在温室的东侧或西侧的区域,若有低温冻害天气发生时,应在东侧或西侧采取增温措施;在温室的高温时段,可根据作物的生长气象指标,适当在温室内增设风机,避免温度不均对作物生长产生影响。 相似文献
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太阳能空气集放热系统在温室中的热性能研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】设计一种太阳能空气集放热系统并在温室中进行实际测试,以此探究该系统的热性能表现,分析其各项性能参数,为后续改进优化太阳能空气集放热系统及其在温室中的应用提供依据。【方法】在太阳能平板集热器的基础上,通过给集热器加装用于基质升温的散热管道来进行太阳能空气集放热系统的设计,该系统以太阳能为热源,白天集热器收集太阳热能并实现对空气的加热,同时在管道风机的作用下通过空气循环将热空气输送到散热管道中释放热量,以此实现系统的集热和放热,从而提升基质温度。将日光温室用聚苯板分隔,以采用了太阳能空气集放热系统的隔间作为试验区域,以不采取任何措施的隔间作为对照区域,通过测定温室环境温度、集热器内部空气温度、散热管道温度、太阳辐射强度、空气流速和基质温度,分析空气流速、环境温度、太阳辐射强度对系统瞬时集热量和集热效率的影响,并分析集热器和散热管道从进气口到出气口各部位的温度变化,最后对该系统的整体热性能以及与温室对照区域基质的温度差异进行分析和比较。【结果】通过实测,空气流速为2.0 m/s时,太阳能空气集放热系统的集热效率和瞬时集热量最高,分别为67.7%和494.4 W/m2,在此流速下,集热器内空气温度平均提升27 ℃,散热管道进气口到出气口平均温差为16.2 ℃;系统集热效率还受环境温度和太阳辐射强度的影响,其随着二者的增加逐渐提高;系统运行期间,系统集热量为6.0~9.3 MJ/m2,放热量为4.7~6.8 MJ/m2,能量利用效率为73%~78.2%;典型晴天条件下,温室试验区域基质温度始终高于对照区域,平均高2.7 ℃。【结论】太阳能空气集放热系统性能表现优异,具有较高的集热效率和放热性能,同时具有较高的能量利用效率,适合在温室中进行推广应用。 相似文献
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【目的】研究温室葡萄不同受光架式和冠位叶片组织结构及其叶绿体超微结构的变化,为温室葡萄栽培提供理论依据。【方法】以温室的棚架、单篱架、双篱架葡萄为试材,分别采用光学显微和电子显微镜技术观测不同架式和冠位叶片的显微结构和叶绿体的超微结构。【结果】温室葡萄棚架受光优于篱架,篱架下部叶片受光极差,阴天对篱架受光的影响比棚架大,对下部影响比上部大;温室葡萄叶片的总厚、栅栏组织厚、组织密度CTR值及栅栏海绵组织比值等光合组织结构有所退化,但不同受光架式间和冠位间有差异。棚架的叶片质量均匀,光合组织发达,篱架的下部叶片结构严重退化;叶片总厚、栅栏组织厚与光照强度呈显著正相关;葡萄棚架叶片和篱架上部叶片的叶绿体数、基粒数、基粒片层数明显高于篱架下部的叶片。【结论】温室葡萄采取棚架栽培时整体叶片的叶绿体发育正常,而篱架下部叶片因长期弱光胁迫导致叶绿体结构发生异常变化。 相似文献