太阳能热利用温室制冷空调及热发电技术讲义.ppt

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1、第六讲太阳能热利用-四、太阳能温室五、太阳能制冷空调技术六、太阳能热发电技术四、太阳能温室温室热平衡温室设计温室结构及特点太阳能温室太阳能温室是根据温室效应的原理加以建造的，利用太阳的能量来提高塑料大棚内或玻璃房内的室内温度，以满足植物生长对温度的要求。人们往往把它称之为人工暖房。根据用途分：展览温室、栽培与生产温室、繁殖温室根据室内温室分：高温温室（一般冬季要求18-36℃）、中温温室（冬季要求12-25℃）、低温温室（冬季要求5-20℃）、冷室（冬季要求0-15℃）根据太阳能与温室结合方式分：被动太阳能温室、主动太阳能

2、温室根据温室的结构分：土温室、砖木结构温室、混凝土结构温室、钢结构或有色金属结构温室根据温室透光结构材料分类：玻璃窗温室、塑料薄膜温室、其他透光材料的温室按温室朝向和外形分类：南向温室、东西向温室太阳能温室分类4.1温室热平衡热量平衡是温室小气候形成的物理基础，也是温室设计和栽培管理的基础。温室从太阳辐射获得热量，并在室内的结构物、空气、土壤与作物之间进行着复杂的热、质交换。白天夜间热平衡方程Q为到达室内的净辐射量，W；等于太阳总辐射强度、温室采光面积和温室透明覆盖材料的透过率的乘积，Q=IA。Qt为维护结构外表面的散热

3、量，是温室的主要散热损失。在建造时，后墙、山墙、后室顶要用导热系数小的材料并适当加厚或加保温材料；晚间在采光面上用草苫、纸被等覆盖，以减少散热。Qv为温室缝隙的散热损失，是从门窗缝隙、屋面或墙体裂缝及放风孔口泄露的热湿空气带走的热量。一般在密闭情况下约为Qt的10%，但要注意尽量减少门窗缝隙及维护结构的破损。Qs为土壤传热损失，主要是土壤在沿地面方向向室外冷土壤的传热。可通过在温室四周挖防寒沟，在沟内填马粪、稻壳、落叶或碎草等，然后在表面覆土踩实的办法减少横向传热损失，或采用室内地面下凹的办法；Ql为土壤及植物中的水分蒸发

4、所消耗的潜热传热量，正常的需热量。Qf为室内物体及空气等的增温热量，不是热损失，只是维护结构吸热升温后增大向外的散热。每小时换气次数4.2温室设计温室的采光设计温室的方位前屋面倾角采光屋面形状温室的总体尺寸设计跨度与高度、前后屋面与墙体尺寸、温室长度等温室的场地选择、规划与温室细部结构设计温室结构材料选择包括骨架材料、墙体材料、覆盖材料等4.2温室设计温室的采光设计温室的方位前屋面倾角采光屋面形状基本上是东西延长、坐北朝南，为了早见阳光可向南偏东10。北纬40以北的地区，冬天早上气温过低，为接受太阳光而过早打开苫布得不

5、偿失。在严寒地区，为延长午后光照蓄热时间以利于夜间保温，以南偏西10左右为好。4.2温室设计温室的采光设计前屋面倾角前屋面倾角决定了太阳光的入射角。太阳光透射量的多少也和入射角有关。试验表明，入射角在0～40时，透光量最大，且随入射角增大下降不明显；在40～60范围内，随入射角增大下降明显；60～90范围内，随入射角增大急剧下降。入射角为0的屋面倾角是最好的，即正午时，有：所以，最佳倾角应为冬天赤纬角为负值，此时算出的倾角太大，考虑到40范围内的入射角对阳光透射量影响不大，合理的前屋面倾角可在以上计算结

6、果基础上减40。通常取值：北纬40以南，取为23～25，北纬40以北，倾角大于254.2温室设计温室的采光设计采光屋面形状采光屋面的水平投影占温室跨度的比例在6/7～2/3范围内。后坡短而采光面所占比例大的温室采光效果好。采光面形状主要有半圆拱形、椭圆拱形、两折式（大小双斜面式、一斜一立式）和三折式4种形式。采光面不同也影响采光效果。4.3温室结构及特点（1）单窗面温室-小型玻璃温室结构简单，投资少，保温性能好，主要是冬季使用。太阳高度较小，阳光可射到室内采光面小，遮阴的柱子多，影响采光4.3温室结构及特点（2

7、）双窗面温室分为前窗倾斜和前窗直立两种。保持了单窗面温室保温性能好、结构简单的优点，并增加了采光面，使采光改善。4.3温室结构及特点（3）短后坡高后墙半拱形塑料日光温室长前坡、短后坡、高中脊及大仰角，加大了温室采光面，显著提高采光量，是对长后坡、矮后墙半拱形塑料日光温室的改进。保温能力比长后坡温室有所下降，但增加了采光量和后墙的吸热蓄热，弥补了夜间保温能力下降的不足。提高了土地利用率，室内作业方便，冬季亦能进行果蔬生产，近年来发展很快。4.3温室结构及特点（4）鞍II型塑料日光温室采用钢桥架结构，抗载荷能力强。其采光、增温

8、和保温效果均好于同等跨度、高度的一坡一立面式塑料日光温室。使用面积大，采光好，后坡下也可种植番茄、黄瓜等喜温作物。4.3温室结构及特点（5）塑料大棚一般为钢筋拱棚结构（也有用竹皮、钢管做拱棚骨架），四周铺塑料薄膜，无墙体维护结构，通常为南北向延长，采光均匀、充足。室内温度较低，只高出外界2～3℃，在北纬