连栋温室地中热交换系统贮热加温的试验农业工程学报.pdfVIP

第 15 卷　第 2 期 农 业 工 程 学 报 V o l. 15　N o. 2 　　　 　　　　　　　 　　　　　　　 160 1999 年 6 月 T ransactions of the CSA E Jun. 1999 连栋温室地中热交换系统贮热加温的试验 ① 马承伟 　黄之栋　穆丽君 ( 中国农业大学) 摘　要　为解决连栋温室冬季能耗大、费用高的问题, 进行了采用地中热交换系统部分代替燃煤 的贮热加温试验。测定了空气和管道周围土壤贮、放热前后的温度等参数变化, 系统在夜间加温能 力可达加温热流量 60 2 , 可有效保证夜间室内气温高于室外 11 ℃以上。 W m 关键词　连栋温室　地中热交换系统　贮热　加温　节能 在温室节能方面, 日、美、法等国均进行过利用地中热交换系统贮能加温的研究。国内从 ( ) 1983 年开始, 一些科研单位也相继进行了温室 塑料大棚 地中热交换系统的试验, 并已在我 国华北、东北地区的一些塑料大棚和日光温室中得到推广应用。 为加速发展我国工厂化高效农业, 1997 年 2 月国家科委正式启动工厂化高效农业示范工 程项目。该项目的北京分项在北京市科委组织下, 由中国农业大学水利与土木工程学院研究开 发的华北型连栋塑料温室已于 1998 年 9 月在北京市顺义“三高农业示范区”建成。为解决连栋 温室冬季运行能耗大、费用高的问题, 华北型连栋塑料温室除采用了屋顶双层充气薄膜覆盖、 内部设置保温幕等措施加强保温外, 并设置了地中热交换系统, 进行了将该系统用于大型连栋 温室的试验研究。 1　连栋温室地中热交换系统方案 如图 1 所示, 温室为南北脊向, 8 连跨, 跨度 8m , 共 11 开间, 柱距 3 m , 面积 2 112m 2 。顺温 室脊向在地下埋设直径 100mm 的PV C 单壁波纹管, 管道采用对称中分式布置方式, 以减小 管道进出口之间的长度, 提高热交换效率并减小送风阻力。管道一端在室内靠近南、北墙处通 出地面, 另一端通向温室中部管沟, 管沟上部安装 7 台轴流式风机。 管道埋深06 m , 间距 07 m , 每跨管道数量 11 根。从管沟至管道出口约 16m , 管道数量 共计 2 ×11 ×8= 176 根, 管道总长2 816m , 过风总截面积 1382 m 2 。管道中设计气流速度取作 6 , 则总风量为 29 860 3, 每台风机的设计风量为 4 265 3。为使管道两端土壤贮、放 m s m h m h 热均匀, 提高换热效果, 采用正反转特性相近的双向轴流风机, 交替正、反向送风。风机直径 400 , 在 4 265 3 风量时其全压约为 285 , 配用电机功率 11 。 mm m h Pa kW ( ) 地中热交换系统的运行方式是, 在白昼温室内气温高于某设定值 一般为 20～ 25 ℃ 时, ( 风机启动使室内热空气从地中管道流过向土壤内贮热; 在夜间温室内气温低于某设定值 一般 ) 为 8～ 12 ℃ 时, 风机启动使室内冷空气从地中管道流过, 土壤加热气流, 加温热量随气流补充 至温室内。 收稿日期: