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基于主动蓄放热热能的日光温室除湿系统研究

文献类型： 学位论文

年份： 2016

导师姓名： 杨其长

作者： 周波

出版单位： 中国农业科学院

关键词： 日光温室;环境调控;加温;除湿;通风

研究方向： 农业生物环境与能源工程

摘要： 湿度是影响日光温室蔬菜生产的重要环境因子之一。为保证冬季节能生产,日光温室夜晚常处于完全封闭状态,室内湿空气不易排出,造成室内相对湿度过高,易诱发真菌性病害。传统日光温室主要依靠中午高温时调控温度来间接控制室内相对湿度,而温室内除湿必然消耗能源,如何在日光温室实现节能除湿调控是目前的重要课题。本研究是基于本团队前期开展的日光温室主动蓄放热的研究成果,利用主动蓄放热系统的热能,研究并设计了一套温室冬季夜晚节能除湿系统。日光温室主动蓄放热系统利用循环水作为媒介,白天通过水循环将太阳辐射热能存储在水池中,夜晚通过水-气热交换器利用储存的热能,即用于加热引入室内的低湿冷空气,然后通过风管将加热后的干空气通入温室中,湿空气被排出,实现除湿目的。本文首先分析了利用主动蓄放热系统热能引室外干空气进行温室加温除湿的可行性,在理论分析的基础上,设计了一套除湿系统,并在轻简装配型日光温室中进行试验验证。在此基础上,对除湿系统结构及控制策略进行优化,从通风加温角度提出一套比较完善的日光温室湿度调控节能方案,为基于主动蓄放热热能的日光温室除湿系统的工程应用提供了理论依据。通过试验研究,取得的主要结果包括:1.除湿系统通风换气次数为1次h-1,可以排出水汽15g h-1 m-2,保持室内平均相对湿度85%以下,提高夜晚室内VPD106 Pa。2.除湿系统运行的必要能耗为4.2 W m-2,低于通风除湿所造成潜热损失(9.5 W m-2)。主动蓄放热系统在除湿过程中,平均每天可提供639.4 kJ m-2的能量,可节约系统加热能耗49.8%。3.除湿系统适用于保温效果好的轻简装配型日光温室,该温室结合主动蓄放热系统可以提高夜晚温度4.5℃,比同样装有主动蓄放热系统的传统砖墙温室,夜间温度提高1.1℃以上,墙体占地面积减少72%,节约土地利用率。4.为降低通风过程中空气相对湿度梯度,通风管路上排气孔的总面积应为管道总面积的1.75倍;结合热回收装置,及在湿度高时才开启除湿系统,以减少系统运行时间,可以有效降低系统运行能耗。

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