Performance of underground heat storage system in a double-film-covered greenhouse

An underground heat storage system in a double-film-covered greenhouse and an adjacent greenhouse without the heat storage system were designed on the basis of plant physiology to reduce the energy consumption in greenhouses. The results indicated that the floor temperature was respectively 5.2℃, 4.6℃ and 2.0 ℃ higher than that of the soil in the adjacent reference greenhouse after heat storage in a clear, cloudy and overcast sky in winter. Results showed that the temperature and humidity were feasible for plant growth in the heat saving greenhouse.

压缩空气储能地下储气库热力学改进模型研究

【目的】明晰地下储气库的热力学过程是压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)电站安全设计与运行调度的重要基础。【方法】现有地下储气库热力学模型在计算热量交换时,存在高压储气阶段热损失偏大和低压储气库阶段补热过多的不足。本文在全面分析地下储气库热力学模型理论基础合理性的前提下,先分析储气库热量计算偏差的形成根源;再提出改进模型。【结果】研究结果表明:现有的热力学计算解析模型忽略了CAES地下储气库在运行过程中温度分布的不均匀性,这种温度分布的不均匀导致储气室洞壁与压缩空气之间的对流换热模型失真,导致温度计算结果偏差大。考虑混合对流换热的改进模型二可以较好地解决储气阶段温度计算结果与真实结果之间偏差过大的问题。算例分析证明了改进模型二的合理性。【结论】本文的改进模型二可为CAES地下储气库容积优化设计与效率分析提供计算依据。

温室地下蓄热系统蓄热和加温性能

针对温室地下蓄热系统热量损失大、系统运行效率低的缺点 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统 ,测试了蓄热与加温时进出口空气温度、湿度、换热管道出口处流速、土壤温度。试验结果表明 ,系统蓄热与加温时空气流经换热管道温度、焓值变化明显 ,平均蓄热热流密度为 2 3～ 81W/ m2 ,平均加温热流密度为 82～ 96 W/ m2 ,能够明显提高苗床温度 ,蓄热量与加温热量均是系统消耗电能的 10倍以上 。

主动式太阳能集热/土壤蓄热塑料大棚增温系统及效果

试验研究了一套主动式太阳能塑料大棚增温系统。它以空气为载热介质,土壤为蓄热介质,白天利用太阳能空气集热器加热空气,由风机把热空气抽入地下,通过地下管道与土壤的热交换,将热量传给土壤储存。夜间热量缓慢上升至地表,从而使土壤保持恒温。经过连续4d的加温试验得出:与利用自然辐照的对比温室相比,主动式太阳能塑料大棚的夜间气温平均升高3.8℃,地温平均升高2.3℃,系统蓄热量可达228.9～319.1MJ。试验结果证明,这种结合太阳能空气集热器和土壤蓄热的塑料大棚增温系统,能有效地提高棚内的气温和地温,具有良好的发展前景。

连栋温室地中热交换系统贮热加温的试验

为解决连栋温室冬季能耗大、费用高的问题，进行了采用地中热交换系统部分代替燃煤的贮热加温试验。测定了空气和管道周围土壤贮、放热前后的温度等参数变化，系统在夜间加温能力可达加温热流量６０Ｗ／ｍ２，可有效保证夜间室内气温高于室外１１℃以上。

温室地下蓄热系统换热特性研究

针对现行温室地下埋管式换热系统结构的缺点 ,为充分利用地下蓄热 ,提高地温和夜间环境温度 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统。测定了系统蓄热与放热时进出口空气温度、湿度与换热管道出口处空气的流速。试验结果表明 ,温室地下蓄热系统蓄热和放热时进口空气与出口空气的温度差、焓差较大 ,其差值随系统运行时间降低 ,白天蓄热量与夜间释放热量大于系统消耗的电能 ,蓄热时运行时间不宜大于 4.5h。

温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热效果影响

为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热增温效果及对温室温度与湿度环境的影响,分别测试了该系统换热管道以不同空气流速蓄热时换热管道进出口空气温度和湿度、地坪温度以及相邻无蓄热系统温室内的气温、土壤温度和室外温度。结果表明,白昼晴朗时,当换热管道内空气以流速0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s进行蓄热时,地坪温度均高于相邻无蓄热系统温室内的土壤温度,平均温差分别为0.8、1.1、3.1、3.9、4.3、5.6℃,系统蓄热效果随换热管道空气流速增加而增强。在系统换热管道内空气流速以0.6~2.8 m/s蓄热时,温室内热空气流经换热管道温度明显降低,使蓄热温室内的气温低于相邻温室气温0.1~0.6℃,但蓄热温室气温在常见温室栽培作物所需的适宜温度范围内,换热管道以不同空气流速蓄热对温室的温度环境影响较小。

空气流速对温室地下蓄热系统加温时热湿传递的影响

为确定温室地下蓄热系统换热管道空气流速对其加温运行时热量交换和水蒸气迁移的影响,测试了该系统以不同换热管道空气流速蓄热后,夜间加温时换热管道进出口空气温度与湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气的含湿量、焓、蓄热功率。结果表明,在冬季晴朗的天气下,系统以0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s的换热管道空气流速白昼蓄热后,夜间以与蓄热时相同的空气流速加温时,温室内低温高湿空气流经换热管道后,温度、焓显著增加,相对湿度明显降低,加温功率随换热管道流速增加而增加,平均加温功率分别达1.0、1.6、3.2、6.4、7.2、7.7 kW;当换热管道空气流速小于2 m/s时,加温效果不显著;当换热管道空气流速大于2.5 m/s时持续加温能力差;在满足作物夜间生长所需温度条件时,应以2.0 m/s的换热管道空气流速加温。

日光温室带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体体系

基于已有日光温室专用多曲面槽式空气集热器,提出一种带竖向空气通道的太阳能相变蓄热墙体构筑体系,通过主动与被动相结合的蓄热方式,提高日光温室后墙体的太阳能热利用率。为了验证构筑体系的科学性和可行性,分别搭建了日光温室专用多曲面槽式空气集热器试验系统和带竖向空气通道的相变蓄热墙体试验系统,分析了太阳辐射强度、集热器内空气流速、日光温室中间显热蓄热墙体层内空气流动参数（空气流速、空气通道间距、空气流动方向）等对空气集热器太阳能热利用率以及墙体主动蓄热能力的影响规律。研究结果表明：当集热器内空气速度为1.4-1.8 m/s时,集热器的综合集热性能最佳,集热量随着太阳辐射强度的增加而升高;当墙体内竖向空气通道间距为400 mm、空气通道内空气速度为0.26 m/s、空气流动方向为上进下出时,相变蓄热墙体换热效率为66.2%,主动蓄热量约为9.43 MJ/m3,其中中间砌块层的蓄热量约占82.3%,墙体日蓄放热效率为98.4%。

温室地下蓄热系统换热管道流速分布与蓄热性能研究

基于作物幼苗期对气温与土壤温度的要求,设计了一种新型地下蓄热系统,对影响换热管道内热量交换的主要因素——空气流速进行测试.结果表明,空气流量在各换热管道内分布均匀,且管内空气流动呈紊流状态,有利于增强空气与管壁间的对流传热;理论分析可知,该蓄热系统能够贮存大量热能,且蓄热量大于其消耗的电能,节能效果明显.

温室地下蓄热系统温度的分布试验

设计了温室地下蓄热系统,并测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、地坪温度。结果表明,系统蓄热时,温室内纵向最大气温差为1.9℃,地坪温度沿温室横向、纵向变化幅度小,且随着蓄热过程的进行,气温、地温趋于一致;加温时,温室内纵向最大气温差为0.8℃,地坪横向、纵向最大温差分别为0.6℃、1.9℃,温度分布均匀。

空气流速对温室地下蓄热系统湿热传递影响试验

为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热量和水蒸气迁移的影响,建立合理的运行模式,测试了该系统以0.6～2.8m/s的空气流速蓄热时换热管道进、出口空气温度和相对湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气含湿量与焓及蓄热功率。结果表明,在冬季白昼晴朗时,系统分别以0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8m/s的空气流速进行蓄热,温室内热空气流经换热管道焓值明显降低,以不同流速蓄热时进、出口空气焓差的变化幅度、变化趋势相近,换热均充分;蓄热功率随流速增加而增加,当空气流速小于2m/s时,蓄热功率不足,系统蓄热时较佳的空气流速为2.5～2.8m/s,蓄热时间应以10:30～14:30为宜。

双层覆盖温室地下蓄热系统保温效果试验

针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室地下蓄热系统蓄热后，夜间保温时温室内温度分别高于外界温度5．1～9．8℃、4．8～6．9℃、4．2～6.4℃，室内外平均温差分别为6．9℃、5．4℃、5．3℃，其能耗费用低于燃煤热水锅炉加温费用，系统具有良好的保温性能，节能效果明显。

温室地下蓄热系统蓄热加温效果试验

为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明:在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别使地坪温度平均高于未蓄热温室地温4.8℃,4.4℃,具有良好的蓄热效果;阴天时蓄热时间应适当缩短,但由于长期蓄热,其地温仍高于相邻温室2.6℃。在白昼为晴朗、多云、阴天的情况下,夜间系统加温使温室内气温分别高于相邻未蓄热温室3.1℃,2.0℃,1.5℃,与外界分别保持3.95℃,3.21℃,2.35℃的平均温差,在加温期间具有良好的加温效果,至少可以满足温室加温能耗的35.7%。

苏南地区夏季浅层地热交换对大棚降温效果初探

为研究苏南地区浅层地热交换系统的降温效果,2016年5月至7月在江苏省张家港市某塑料大棚内进行试验,分别测定棚内60、40、15 cm土层深处地温、换热管道进地处和出地处的温度和湿度,计算并分析焓差、蓄热量、平均热流量、平均热流密度、能效功耗情况。结果表明:在该地区5—7月,试验大棚晴天平均降温为3.4℃,多云天为1.5℃,阴雨天为0.8℃。湿度变化与对照相比差异不显著,晴天在40%~90%之间,多云天在60%~100%之间,阴雨天在80%~100%之间。3个连续晴天中,对照大棚在60 cm土层深处地温基本处于21.3℃的恒温状态,处理大棚在21.8℃±0.4℃平稳波动;对照大棚在40 cm土层处日平均地温为22.7℃,平均以0.1℃/d上升,处理大棚为23.9℃,平均以0.4℃/d上升;对照大棚在15 cm土层处日平均地温为24.8℃,处理大棚为25.7℃,以0.5℃/d波浪式上升。在热交换方面,试验大棚焓差0.166~9.560 kJ/kg,蓄热量3.94×10~5kJ,日耗电能0.8×10~5kJ,能效比4.21。初步证明浅层地热交换系统在苏南地区具有实用可行性。

新型双集热管多曲面槽式空气集热器在乌鲁木齐日光温室的应用研究

【目的】提高日光温室主动蓄热能力,使温室内热环境得到保障。【方法】提出一种新型双集热管多曲面槽式空气集热器,将此集热器与日光温室后墙结合构成主-被动式墙体体系,将此墙体体系应用于新疆日光温室,研究该集热器在日光温室中应用的可行性及应用效果。【结果】在集热器长度为16 m、集热器单支玻璃管接收器内空气流速为2.5 m/s的条件下,集热器出口温度可达75℃,集热效率可达50%。该集热系统通过日光温室墙体主动蓄热方式,在冬季实测期间累计可为日光温室提供约为2 400 MJ的太阳能。【结论】该结果可为集热器的推广应用提供参考。

太阳能温室空气-土壤热交换器系统的技术进展

配有空气-土壤热交换器贮能系统的被动式太阳能温室,因能充分利用可再生能源-太阳能,而日益受到重视,并获得许多商业应用。介绍了被动式太阳能温室中空气-土壤热交换贮能系统的工作原理和贮能温室换热数学模型的研究及其应用进展,提出了应进一步研究的内容。

地铁区间隧道热环境与土体蓄放热特性的监测研究

通过对上海某地铁区间热环境空气温度、壁面温度、热流密度等参数约14个月的监测数据分析,得到了地铁区间空气温度随时间和位置的变化特性及区间土体蓄放热特性。区间隧道空气温度与室外空气温度的最大温差冬季为13℃,夏季为4℃;区间隧道土体冬季以放热为主,典型日热流密度范围为-2~23 W/m~2;不同季节区间土体蓄放热是区间空气温度维持相对稳定的关键。

南方温室内空气循环式蓄热除湿系统的冷凝、蓄热与除湿效应

根据2003年1月、2月的相关观测资料,研究了冷凝温室内空气循环式蓄热除湿系统的冷凝、蓄热与除湿效应。结果表明:冷凝温室在2003年1月的晴天里,集水池平均每天蓄积冷凝水7681cm3,折合温室产生冷凝水量32g/m2和12.1g/m3;平均每天冷凝水吸收的汽化热为18858kJ。在典型晴天,冷凝温室下、中、上各层的日平均相对湿度分别比对照温室降低2.7个百分点、3.5个百分点、2.6个百分点,日平均绝对湿度分别比对照温室降低2.7g/m3、4.1g/m3、4.5g/m3;在1月份,2座温室内同日同层次的相对湿度与绝对湿度,均呈现出冷凝<对照,但以晴天差异尤为明显,阴雨天差异较小。空气循环式温室蓄热除湿系统的冷凝、蓄热、除湿效果明显。

固体蓄热砖孔道结构参数对蓄/释热性能的影响

电加热固体储能供热装置通过将低谷电转化为热能,可以实现电力调峰,对减少环境污染、提高能源利用率具有十分重要的意义.结合工程实际中的蓄热砖结构,基于流固耦合换热原理,对不同孔道结构固体蓄热单元的蓄/释热过程进行仿真研究,分析和比较了蓄热砖孔道结构和进口空气流速等参数对蓄热单元蓄/释热性能的影响.模拟结果发现:与不加矩形孔道的蓄热单元相比,在蓄热阶段,添加矩形孔道的蓄热单元的平均温度和温升速率降低,与空气的换热量增加.在释热阶段,添加矩形孔道的蓄热单元的温降速率增加,与空气的换热量增加,热量释放更充分;在蓄/释热过程中,随着矩形孔道宽高比增加,蓄热单元的温度分布更加均匀;在释热过程中,进口空气流速和矩形孔道宽高比越小,释热速度越慢,所需释热时间越长.当进口空气流速为1.5 m/s时,模型1释热33.5 h,模型4释热18.2 h.