温室节能工程关键技术研究报告

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中文摘要：日光温室是我国独有的一种温室型式，具有节能、高效、低成本等突出优点，但也存在结构不合理、节能技术缺乏、智能化控制程度低、关键设备及核心技术受制于国外等现实问题，从节能战略与提升我国设施智能化装备水平的角度出发，本研究以“温室节能高效生产”为核心，从温室储能、结构优化方向入手，开展温室主动蓄放热技术、轻简装配式日光温室墙体结构与材料优化技术、太阳能土壤跨季度储热与智能化控制技术、温室相变蓄热-集热技术、温室构件集热技术的研究。在温室环境模拟及结构轻简化关键技术研究方面：通过CFD模拟提出了薄的厚重蓄热材料放在室内侧，无论后面材料排序如何，都能改进温室热性能的观点。利用MIDAS-GEN构建了钢桁架式日光温室和琴弦式日光温室前屋面的受力模型，确定了温室结构轻简化关键技术设计参数3套，提高土地利用率16%，琴弦式日光温室前屋面的用较钢桁架式日光温室前屋面节约10%。在温室主动蓄能及智能控制装备研发方面：以提升太阳辐射能截获与蓄积能力、主动调蓄白天热能用于夜晚增温并实现温室结构轻简化为目标，研发了温室主动蓄放热技术1项，研发基于主动蓄放热热能的环境调控技术2项，可将温室夜间湿度控制在85%以下，提高基质温度4℃以上。完善开发屋架组合管网水循环蓄热系统3套，中空墙体空气循环增强蓄热系统2套，日光温室利用屋架组合管网水循环蓄热系统实现的夜间加温热量，晴天平均达到149MJ /栋（640m2），阴天达到79MJ /栋（640m2）。在太阳能土壤跨季度储热技术及智能化装备研究方面：探明了使用相变材料对太阳能进行跨季节存储的可行途径。研制了菲涅尔线聚光集热土壤蓄热系统，在连续10天的日照时间内，加热管热量传递距离可以达到1-1.2m左右，土壤温升约2℃；在距离集热管0.4m的位置，土壤温升约3℃。研发一种高效储能装置，该装置中以季戊四醇+金属粉末+改性材料、支戊四醇+金属粉末+改性材料作为储能介质。综合研究结果表明，通过优化日光温室结构参数、研发低成本储能技术及智能控制装备来进一步提升日光温室节能效果，实现高效生产是非常重要的科学探索，温室节能工程关键技术的研究通过本项目的资助获得了较好的结果。

报告作者：

张义、郑宏飞、邹志荣、佟国红、马承伟

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作者单位：

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

北京理工大学

西北农林科技大学

沈阳农业大学

中国农业大学

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关键词：

日光温室节能主动蓄热热性能太阳能相变材料

全文页数：

141

报告类型：

进展报告

编制时间：

2018-01-08

立项年：

2013