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, , , , , ,#,孙周平,沈阳农业大学园艺学院,设施园艺教育部重点实验室,2013.8,滑动覆盖装配式节能日光,温室,2013.11,前言,新型日光温室的结构特点,新型日光温室的节能特性,新型日光温室的光温特性,新型日光温室的应用,总结,目 录,日光温室是中国独具知识产权的温室类型。,辽宁是日光温室的发源地。,20,世纪,80,年代日光温室,从辽宁省的海城和瓦房店兴起,以来,,迅速推广至,中,国北方地区,。,一、前 言,Anshan,Shenyang,原始日光温室,辽沈,型节能日光温室,2012,年,中,国日光温室,面积,92.8,万,ha,,,年产蔬菜总量,2.5,亿吨,产生巨大的经济、社会和生态效益。,成功解决了我国北方地区冬春淡季蔬菜供应问题。,成为解决我国北方地区“三农”问题的支柱产业,。,一、前 言,L,30,年来,日光温室外形结构没有根本改变,“三面墙一面坡,(,采光,),,保温被,+,卷帘机”传统结构存在许多难以克服的问题。,一、前言,前屋面,北 墙,西山墙,后 坡,前屋面,卷帘机,保温被,保温被外置,防雨、防雪、防风、防火能力差,温室骨架为异形曲面,难于实现自动化控制,保温被卷放过程中 与棚膜、骨架摩擦,棚膜易损坏,东西山墙挡光,(,8%,),土地利用效率较低(,45%,),土墙和砖墙,破坏大量土地和农业生态环境,结构问题,一、前 言,保温被,草帘,光照与温度分别不均匀,作物长势不一致,温室前部栽培空间狭小,性能问题,一、前 言,South,Middle,North,二、新型日光温室的结构特点,新一代滑动覆盖装配式节能日光温室,二、温室结构特点,二、温室结构特点,闭合中,完全闭合,新型结构日光温室动画演示,外保温覆盖件、西山墙、顶部和底部通风窗可实现自动,打开与关闭,二、温室结构特点,二、温室结构特点,温室骨架半圆弧形结构,岩棉彩钢板覆盖件可滑动打开、关闭,东西移动山墙可分别在上、下午打开、关闭,改变了日光温室“三面墙一面坡,保温被,+,卷帘机”的传统结构,温室构件工厂化生产,温室建设装配式安装,解决土墙和砖墙对土地资源的破坏,实现日光温室的自动化控制,二、温室结构特点,主要参数,跨度,:,12,-,14,m,脊高,:,5,.,5,-6.0 m,长度,:,65,m,采光角,:,41.5,有效栽培栽培空间:,3.5-4.5 m,二、温室结构特点,4.5m,二、温室结构特点,脊高前移,新型温室土地利用率,68%,,提高,20%,以上;,单体温室生产面积利用率,94%,(砖墙,86.6%,,土墙,60%,),二、温室结构特点,单骨架挂载试验,承重量:,2300kg/4,个挂点,100kg/,平方米,使用寿命:,20,年以上,三、新型日光温室的节能特性,日光温室节能设计理论,三、节能特性,三大基本要素 :,采光,蓄热,保温,3.1,采光特性,对照,:(,辽沈,型土墙日光温室,),跨度,:,7m,脊高,:,3.3m,北墙底度,:3m,顶宽,:1m,凌源市,30,多万亩,,80%,栽培黄瓜,新型日光温室,:,跨度,:12m,脊高,:5.5m,温室,类型,新型日光温室,Control,辽沈,型土墙日光温室,前,屋面采光角,41.5 ,25.2 ,单位温室采光面积,/,m,2,/m,2,1,1,平均采光率,/%,82.7,77.4,表,1,新型日光温室的采光特性,陈端生等,(1992):,冬季圆,形屋面采光,优于椭圆,形。,传统日光温室的蓄热体:地面,+,墙体,(,后墙、后坡、山墙,),3.2,蓄热特性,研制水循环蓄热系统,改进空气,-,地中热交换蓄热系统,可取代土质墙体的蓄热功能。,地面,北墙,山墙,水循环蓄热,系统,空气,-,地中热交换蓄热系统,后坡,新型温室没有墙体的蓄,放,热功能,解决,蓄热问题,是新型温室成功的关键环节,水循环蓄热系统,组成,:,水池,(32m,3,),、采光板,(360m,2,),、水泵、水管和控制器等,,白天,9:30-15:00,运行,水温,16-17,升高到,24,(7-8,),,,蓄热,936MJ,;,晚上,0:30-6:30,运行,水温降低,7-8,,散热,936MJ,单位温室面积,散,热量,1200kJ/m,2,。土墙晚上散热,761kJ/m,2,(李建设等,2010,),3.2,蓄热特性,水池,采光板,水,管,水泵,图,1,日光温室气温与水循环系统水温的变化,(2013.1.25-27),3.2,蓄热特性,空气,-,地中热交换蓄热系统,组成:,10,台风机、,10,个送风管、地中热交换管、出风口,两方面改进:,地下散热管南北走向,风机位于顶部,(顶部温度,40,),白天,10:00-15:00,运行,,0.5m,土壤中的,蓄热,量约,200MJ,;,晚上 没有运行,对照,温室:下雨或下雪后,防寒被和草帘等热阻降低,30%-50%,左右,。,3.3,保温特性,温室,类型,新型日光温室,Control,土墙日光温室,外保温材料,20cm,岩棉,+,彩钢板,一层草帘,+,一层棉被,热阻,/,K/W,5.1,3-4,表,2,日光温室保温特性分析,3.4,新型温室总体节能特性,室外气温:,-25.8,,,土墙温室:,9,10,新型温室:,13.3,新型温室温差,:,39.1,图,2,晴天时日光温室昼夜温度变化,(,2013.1.25,26,),(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013),对照土墙温室,:,顶放风,1,月,25,日打开,顶放风,1,月,26,日关闭,晚上,最低,温度,白天温度,新型温室,:,顶放风关闭,12,月到,2,月中,新型温室气温比对照低,3-5,,,新型温室可以有效蓄积利用太阳能,四,、新型日光温室的光温性能,图,3,日光温室日光照强度变化,(A),和,南北方向,光照分布,(B),4.1,光环境特性,光照强度提高,5%,左右,每天,2,万,Lux,光照时间长,1,小时左右,南北方向光照分布比较均匀,(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013),A,B,图,4,日光温室,1m(A),和,2.5m(B),高度,南北方向的气温变化(),4.2,温度环境特性,4.2.1,南北方向温度变化,A,B,(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013),晚上,南中北间温差小于,0.3.,白天,南中北温差,3-5,有时南侧稍微高一点,图,5,新型日光温室中部的垂直气温变化,(),4.2,温度环境,4.2.2,垂直方向温度变化,(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013),顶部放风从,2,月中旬打开,白天,5m,处温度最低、,4m,温度最高(顶放风打开),.,晚上,垂直温度差小于,0.5,五、新型日光温室的应用,新型温室运行情况,冬季每天消耗电量,16.2KW,保温覆盖件开闭,1.5KW,水循环系统,8.625KW,空气,-,地中热交换系统,6KW,农用电,0.46,元,/KW,,每天电费,7.4,元,六、总 结,新型节能日光温室的主要特点,:,太阳能利用效率高,温室防雨、防雪、防风、防火,实现自动化控制,温室栽培空间大,光温分布比较均匀,作物生长整齐,土地利用率提高,构建工厂化、标准化生产,装配式安装,减少土地破坏,运行费用低,新型日光温室:,集成了,的优点,,为日光温室自动化控制、现代化发展提供新的途径。,六,、总 结,大型连体温室,温光分布均匀,传统日光温室,蓄热与保温好,谢谢!,
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