温室蔬菜大棚生物质能火墙供暖系统

传统温室大棚受气候条件限制,难以在恶劣条件下满足作物生长对热环境的需求。提出一种以玉米秸秆等生物质为一次能源输入的温室大棚火墙供暖系统。该系统由烟气发生装置、烟气处理装置、末端换热装置、烟气输送管网和动力机组成,通过燃烧秸秆等农林废弃物制备一定温度烟气并将烟气滤后通过火墙散热末端满足温室大棚热环境条件的需求。其中,火墙散热末端是系统关键组成部分。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟平台,分析与优化散热火墙关键设计参数,并分析不同工况下系统性能,搭建全尺寸实验平台,验证该系统的热力性能,并与传统无供暖的温室大棚进行对比。研究结果表明,生物质能供热火墙最优物理结构参数为:烟气流通孔道左右两侧对称排布,管径为63 mm,隔热层铺设深度为20 cm。当烟气温度高于130℃、烟气流速超过3 m/s时,该系统能满足温室大棚热环境条件的需求。从能耗和经济性方面考虑,最优运行参数为:烟气温度130℃、烟气流速3 m/s。在夜间最不利工况下,生物质能供暖火墙系统作用下的温室空气平均温度提高了4.3℃。在其他工况下,温度提升幅度最大为5.8℃,最小为3.3℃。该研究对于科学应用秸秆等生物质,改善温室大棚热环境具有十分重要的意义。研究所得到的示范系统设计参数可以直接用于实践,为其他类似系统设计提供有效参考。

温室大棚采暖热负荷计算

本文计算了通化地区常见的温室大棚热负荷,通过对传热损失、渗透热损失以及地面热损失的计算,选择出合理的采暖装置。