日光温室空气温度与墙体温度的相关性分析.doc

日光温室墙体温度与空气温度的相关性研究与分析 张志录，孙治强* （河南农业大学园艺学院，郑州，450002） 摘要: 以河南省郑州市土质墙体下沉式日光温室为例，采用试验测试与理论分析相结合的方法，研究了室内外气温对温室内墙体温度、土壤温度的影响及其相互关系，以期为温室的建造与发展提供理论数据。测试与分析结果表明：室内气温明显受室外气温的影响，而墙体温度与土壤温度依赖室内气温，却又反作用于室内气温，相互之间相关性突出。通过对温度变化规律的分析和数值计算，建立了温室内墙体温度与室内外空气温度相互关系的数学模型， 通过验证，墙体温度模拟值与实测值基本一致，拟合良好。 键词：日光温室； 空气温度； 墙体温度；热流密度 Abstract: Experiment, testing the cob wall temperature, heat flux and air temperature in the sunken solar greenhouse in Zhengzhou of Henan Province, study on the relationship between them. Results showed: indoor air temperature is significantly affected by outdoor, and the back wall temperature dependents on it. however, in night time, it dependents on back wall temperature instead. Based on numerical calculation and data analysis, a mathematical model of air and wall body temperature in greenhouse is established, and value of simulation of wall body temperature is consistent with the test data on the whole. Key words: sunken solar greenhouse; air temperature; wall body temperature; heat flux 0引言 温度是影响作物生长的重要生态因子。温室内的空气时刻在与围护结构、土壤及室外空气进行着热量交换，因而，室温时刻在变化着。白天，墙体和土壤吸收太阳辐射并储存热量，夜间把蓄存的热量释放到室内以提高室温，因此，墙体温度与温室内空气温度之间有很重要的相互依赖关系，墙体温度对维持室内热环境平衡尤其是夜间温度起着关键性的作用[1]。室内土壤层是整个温室系统中质量最大的部分, 它对温室的瞬时温度变化影响较小, 但对温室在较长时间内保持较高温度的作用不可忽视[2]。 空气温度和墙体温度的关系,已有一些初步研究。日光温室墙体与地面吸放热量测定分析[3]，比较了不同天气对墙体与地面吸、放热量的影响，并定量计算了墙体和地面全天的吸、放热量；日光温室土质墙体内温度与室内气温的测定分析[4]，研究了墙体温度随气温的时、空变化而变化的规律；日光温室墙体内部温度状况分析[5]，研究发现墙体温度受到温室内和温室外气温的影响，墙体内部不同深度间存在明显的差异。冬季日光温室北墙内表面热流分析[6]，研究发现室内空气与墙体间传热为湍流状态，而非平流状态；白天北墙表面以辐射换热量为主，是对流换热量的2.6倍；高寒丘陵地区机建厚墙体日光温室保温性能研究[7]，对比了不同墙体结构对冬季温室内气温的影响；莱芜日光温室气温变化规律研究[8]，总结出温室内外气温相关性阴天时最大，多云天次之，晴天最小；且白天相关性明显小于夜间；冬季温室内增温效果显著。辽沈I型日光温室环境特性的研究1——冬季散热规律的研究[9]，发现该型温室在冬季不加温的情况下，室内外温差可达31.4℃，北墙的保温效果良好。但以往的研究尚没有建立关于空气温度与墙体温度相互关系的数学模型。为了便于温室管理，有必要对温室的墙体温度和室内外空气温度进行测试，通过数值分析的方法求解墙体温度场及其与室内、外气温之间的关系，建立合理的数学模型，以便管理者在得知室外气温时，就可知道室内气温和墙体温度；同时，也为温室的温度管理及温室墙体的设计与建造提供一定的科学依据。 1 实验材料与方法 1.1 实验地点及实验温室 实验选址于河南省郑州市荥阳市(34°36＇N， 113°21＇E)王村镇西大村国家绿色蔬菜示范园区。该园区有温室1000余座，分为四个棚区。其中，实验温室所在的中心棚区建于2008年5月，有温室400余座，全为下沉式土质墙体结