新型循环储热温室大棚.doc

新型循环储热温室大棚 问题提出的背景 地温问题是温室大棚发展的一个难点，国内外都在地温问题上做过诸多努力。解决的办法多为造价高、收益不尽人意，而没能得到推广。北方冬天地温低，作物易发生冻害；连栋温室冬天运行费用高，也是使其得不到很好推广的重要因素。 我们经过研究试验，成功地开发出“新型循环储热温室”已获专利，专利号：200620078843.4。 就是根据能量守恒定律、暖通原理并利用相变材料，在温室内的地下埋设三道或数道管道，在管道一端设置风机，适时开闭风机，棚内热空气吸入管道并传导至土壤，土壤便吸储了热能，以供夜间或阴冷低温天气时缓慢释放。其效果非常显著。在高纬度的北方也可予留备用加热通道口，以便补充加温。 循环储热系统的运行方式 ????在白昼温室内气温高于某设定值(一般为25--3℃)时，风机启动使内热空气从地中管道流过，把热量传导给土壤，在土壤内贮热在夜间温室内气温低时，地温高于室温，土壤内储的热便缓慢由土壤向室内释放，平抑了昼夜温差。夜间室内空气被土壤加温，管周土壤温度在放热开始后，逐步降低，管周土壤温度低于离管道较远处土壤，热量逐步由远处传来，到次日开始再度贮热运行，管周土壤温度又回升至16℃左右。循环储热系统运行，有效地保证了温室内的温度条件。由相关实验观测，在夜间室外气温-2.8～-4℃时，室内气温保持在8.6℃以上，维持了12.6～13.4℃的室内外温差。在循环储热系统运行加温的期间，夜间室内气温均可达到8℃以上，室外气温在0℃以下时，室内外温差均可维持在11℃以上。适时（如清晨）开启风机将室内潮湿空气导入地中管道，降低相对湿度以减少病害；同时风机的启动使室内冷湿空气从地中管道流过，土壤加热气流，加热空气流补充至温室内，达到快速提高室温的目的。棚温上升时再次开启风机，又进入储温运行。这种循环储热温室，具有两低一高即 低投入、低风险、高效益的独特特点。 循环储热系统与传统暖气加热的对比? ??? ? 由唐俊昌、邹志荣、程志慧主编的《高效设施园艺生产技术大全》书中，温度调控技术一节提到：“研究表明，夜间温室内热量的来源是地中蓄储的热能，这些热量通过辐射加热室内空气，并以惯流放热、缝隙放热和土壤横向传热三种主要放热方式消耗掉。惯流放热是指透过覆盖材料或围护结构的热量这部分消耗热量最大，约占总耗热的75%--80%，”这一放热途径是传统温室加热方式无法解决的问题。也就是说我们耗用的燃料绝大多数被浪费了，可利用的有效热量非常少。传统的加热方式是加热了棚内的空气温度，热量又是上层空气温度高于下层，植物可利用的是相对低温空气；而循环储热系统的热量是由地下传导到植物根系，再向叶面乃至空间辐射的，绝大多数的热量被利用了。在储热设施投入方面每平方米元，在冬季运行耗电在度每天亩。 连阴天时循环储热系统的效果 ????? 这是一个令人关注的问题。在阴天，白昼温室内达不到贮热所需气温条件，不能贮热。但管周土壤具有一定温度，夜间仍可放热。而且，由于地下土壤体积和热容量较大，根据经验和估算，土壤经一夜放热后，其平均温度仅下降1℃左右，即使连阴数日，夜间仍可利用循环储热系统加温，只是效果逐渐变差。 节能与经济性? ????根据试验结果与气象资料分析，我国北方地区大约11月和3月上旬共四个月的寒冷期内，靠循环储热系统即可满足温室内加温的需要，如采用双膜保温效果更好。而循环储热系统的运行仅消耗少量的电能，每亩温室面积00W左右。按平均每天运行10小时计，用电量仅kW.h/d。基于这些，我们提出改变加热途径，利用地下管道加热来提高地温的方式，改变了连栋温室及大棚的加热方法。主要的热源取自太阳能。如有必要可设置备用通道，燃煤等也仅作为辅助，这样既节能又环保。在温室节能方面，荷兰、美国、日本等国均进行过利用地中热交换系统贮能加温的研究。国内从八十年代开始，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，其结论与我们是一致的，节能效果显著，系统的夜间加温热流量可达60W/m2左右。循环储热系统用于大型连栋温室具有显著的贮热和放热效果，一般白昼系统运行时，室内空气向管道贮热后，气温可降低6～8℃；夜间室内空气通过管道被土壤加温，气温升高达4～5.5℃。 上述问题的解决，无疑是设施农业一场革命，已得到行业人士和部分专家的认可，我们还希望能得到国家有关部门和专业人士的关注和重视。我们也希望在加速发展我国工厂化高效农业、解决连栋温室冬季运行能耗大、费用高及沼气发展、新农村建设，节能、降耗、环保问题上有所突破。