严寒地区日光温室主动太阳能供暖系统研究

论文摘要

本文对严寒地区的日光温室进行了深入的调研。以大庆地区为例,分析了严寒地区日光温室夜间低温对作物的影响及其原因。在此基础上,设计了一套主动太阳能供暖系统,该系统分为三个主要部分：集热部分、储热部分和采暖部分。可以使日光温室夜间温度及地温有所提高,在保证日光温室内作物能够安全过冬的同时,增加作物的产出量。本文的主要工作如下：1.对几种储热方式进行了分析,选择水作为存储介质的显热储存。通过对温室进行传热分析,确定温室在采暖季节各时间段的热负荷,在此基础上确定温室中储水箱的规格及其保温结构。2.结合大庆地区的地理位置和日照特点,提出了一种半固定式可调节太阳能集热器设置方式。可以根据不同月份太阳光线照射角度的变化,通过对集热器倾角进行调节,使集热器能够长期保持较高的集热效率。采用半固定式可调节集热器可使集热器的集热效率提高8.3%,为日光温室夜间采暖收集了更多的热量。根据温室夜间需热量,推算出应布置的集热器面积。3.采暖部分的设计选用的是靠近地面迂回铺设的加热盘管,在提高温室温度的同时,也可以维持土壤温度。通过对不同加热管线铺设方式下的温室环境进行模拟,确定了管线长度、距地面高度及管线间的距离。同时,本文模拟了温室在几种不同条件下的温度场,对加设主动太阳能供暖系统的合理性进行了分析,主动太阳能供暖系统可以将夜间温室温度提高3-5℃,为作物提供了一个安全的生长环境。4.对该主动太阳能供暖系统应用于日光温室进行了效益分析。该系统的运行为作物生长提供了适宜的温度,与燃烧煤炭等采暖方式相比每年可节约费用约800元,减少了一氧化碳、二氧化硫等有害气体及杂质的排放。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 绪论
• 0.1 日光温室的研究背景
• 0.2 研究的目的及意义
• 0.3 国内外研究现状
• 0.3.1 国外日光温室的研究现状
• 0.3.2 国内日光温室的研究现状
• 0.3.3 集热器的研究现状
• 0.4 本文的主要研究内容
• 第一章 严寒地区日光温室类型及供暖系统设计思想
• 1.1 严寒地区的分布及气候特点
• 1.2 常见的日光温室类型及特点
• 1.3 倾斜式日光温室建造方法
• 1.3.1 温室参数的确定
• 1.3.2 现场调研与验证
• 1.4 严寒地区夜间低温对日光温室内作物的影响
• 1.5 主动太阳能供暖系统的设计思想
• 1.6 本章小结
• 第二章 日光温室传热分析及储热部分设计
• 2.1 日光温室传热分析
• 2.1.1 得热过程分析
• 2.1.2 失热过程分析
• 2.1.3 夜间散热情况分析
• 2.2 储热部分分析及设计
• 2.2.1 几种热储存方式的介绍
• 2.2.2 储水箱补热工作时间
• 2.2.3 储水箱能量平衡
• 2.2.4 储水箱参数确定
• 2.2.5 储水箱保温结构设计与散热损失
• 2.3 本章小结
• 第三章 主动太阳能供暖系统集热部分研究
• 3.1 集热器倾角的计算方法
• 3.2 大庆地区的气候特征
• 3.3 最佳集热倾角分析
• 3.4 半固定可调节集热器的设置及集热效率分析
• 3.4.1 半固定可调节集热器的设置
• 3.4.2 集热效率分析
• 3.5 集热器的选型及防冻措施
• 3.6 集热器的连接方法
• 3.7 集热器位置的选择
• 3.8 本章小结
• 第四章 采暖部分设计及日光温室温度场模拟
• 4.1 温室大棚温度场的模拟及分析
• 4.1.1 温室大棚物理模型的建立
• 4.1.2 温室模拟数学模型的建立
• 4.1.3 gambit网格划分
• 4.1.4 建立求解模型
• 4.1.5 物性参数及边界条件的确定
• 4.1.6 模拟求解及结果分析
• 4.2 温室中采暖部分的设计
• 4.2.1 加热管线长度确定
• 4.2.2 加热盘管高度及间距的确定
• 4.2.3 采暖管线的铺设方式
• 4.3 加设主动太阳能供暖系统的温室夜间温度场模拟
• 4.4 日光温室主动太阳能供暖系统效益分析
• 4.4.1 经济效益
• 4.4.2 社会效益
• 4.4.3 环境效益
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 论文摘要