發(fā)布時(shí)間：2020-07-19 15:52

【摘要】：近年來,溫室的建設(shè)規(guī)模逐年增加,溫室能耗問題受到廣泛關(guān)注。本文從溫室節(jié)能角度出發(fā),利用溫室采光部分收集自然光熱資源的特性,借助土壤蓄、取熱能力,建立了溫室用地源熱泵系統(tǒng),夏季將溫室內(nèi)多余的熱量收集并儲(chǔ)存于地下土壤,冬季從地下土壤中提取熱量,實(shí)現(xiàn)溫室熱量的季節(jié)性平衡利用,減少溫室能源消耗,響應(yīng)節(jié)能環(huán)保號(hào)召。首先通過一年內(nèi)土壤溫度及室內(nèi)溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出,溫室夏季室溫高,土壤溫度出現(xiàn)熱失衡現(xiàn)象,為改善系統(tǒng)使用效果,著重從土壤熱量蓄取平衡角度進(jìn)行研究;其次建立溫室模型,模擬出溫室的全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷特性,發(fā)現(xiàn)溫室的全年累計(jì)冷熱負(fù)荷比為1.56,具備熱量轉(zhuǎn)移利用的可能性;然后利用TRNSYS軟件建立地源熱泵系統(tǒng)模型,對(duì)不同年累計(jì)冷熱負(fù)荷比下的系統(tǒng)運(yùn)行效果研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)年累計(jì)冷熱負(fù)荷比在0.9~1.1時(shí),土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定,熱泵源側(cè)進(jìn)水溫度能滿足規(guī)范要求,熱泵可在壽命期內(nèi)高效保質(zhì)運(yùn)行;最后,分析年累計(jì)冷熱負(fù)荷比與項(xiàng)目地的地溫恢復(fù)特性,提出兩種運(yùn)行調(diào)節(jié)方案,方案一(設(shè)置系統(tǒng)在11:00~19:00間運(yùn)行)與方案二(設(shè)置系統(tǒng)在8:00~12:00與15:00~24:00間運(yùn)行)均能有效改善系統(tǒng)蓄熱季熱堆積問題,減小土壤熱失衡幅度,維持壽命期內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行效果,且方案一相較于方案二的運(yùn)行效果更好。本課題主要是對(duì)北京市某溫室用地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及模擬,從土壤熱量穩(wěn)定及系統(tǒng)長(zhǎng)期保質(zhì)運(yùn)行角度進(jìn)行研究,既可以利用模擬方法為實(shí)際工程提出合理的改善運(yùn)行方案,又可以豐富現(xiàn)有地源熱泵系統(tǒng)的研究工作。另外本文中將地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程,主要使用地?zé)崮�、太陽能及少量電�?多為清潔能源,可減少污染物排放,有助于節(jié)能環(huán)保。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU83
【圖文】：

地源熱泵系統(tǒng)在溫室應(yīng)用過程中應(yīng)是一項(xiàng)節(jié)能高效的供能手段，但在實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行存在一定的問題。本章主要對(duì)現(xiàn)有工程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并分析實(shí)際工程運(yùn)行效果，找到問題出現(xiàn)的根本原因。2.1 工程背景溫室作為一種常見的農(nóng)業(yè)建筑設(shè)施，在對(duì)自然光熱資源的利用方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。受溫室效應(yīng)影響，溫室的采光部分（如塑料薄膜、采光玻璃等）具有集熱保溫的特性，能夠收集太陽輻射并轉(zhuǎn)化為溫室熱量，提高設(shè)施內(nèi)部環(huán)境溫度[4]因此，溫室可看作是一個(gè)很好的太陽能集熱裝置�？紤]到北京屬于夏熱冬冷地區(qū)，太陽能資源較為豐富，土壤熱容系數(shù)較高，蓄熱條件良好等客觀環(huán)境優(yōu)勢(shì)[39]。為合理利用溫室的環(huán)境調(diào)控特點(diǎn)，選擇在北京市郊某日光溫室內(nèi)進(jìn)行地源熱泵系統(tǒng)的建設(shè)。其系統(tǒng)建設(shè)示意圖如圖 2-1 所示。

移至冬季采暖使用，有助于溫室類農(nóng)業(yè)建筑設(shè)施全年產(chǎn)出太陽能的季節(jié)性平用。使用最普通廉價(jià)的土壤作為蓄熱材料，蓄存免費(fèi)的太陽能用于供暖熱源。新點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)有助于降低農(nóng)業(yè)設(shè)施的供熱費(fèi)用，同時(shí)減少大氣污染，改善環(huán)境，環(huán)保。.2 工程概況.2.1 溫室簡(jiǎn)介該項(xiàng)目所用溫室為北京市某園區(qū)內(nèi)日光溫室，溫室長(zhǎng)為 42m，寬為 12m，高.5m，方位角為 8°，該溫室北側(cè)圍護(hù)后墻為 600mm 厚帶有保溫結(jié)構(gòu)的磚墻，東山墻均為 280mm 厚帶有保溫結(jié)構(gòu)的混凝土實(shí)墻，覆蓋材料為雙層聚乙烯塑料。溫室結(jié)構(gòu)圖紙與項(xiàng)目建成溫室圖片分別見圖 2-2、圖 2-3。溫室為新建溫室乙烯塑料薄膜表面灰塵、破損等較少，薄膜的透光性較好，透光系數(shù)為 0.85。建造嚴(yán)格按照《北京市日光溫室建造規(guī)范》[40]。

第 2 章 工程介紹圖 2-3 項(xiàng)目建成溫室圖Fig. 2-3 Greenhouse pictures for the project主要用于種植常見蔬果及花卉等植物，溫室的溫度一般維持會(huì)對(duì)植物造成損傷。由于各種蔬果的生長(zhǎng)溫度要求不盡相同溫度設(shè)置盡可能的貼近于植物最佳生長(zhǎng)溫度，因此該溫室設(shè)0℃[42]。圖及設(shè)備參數(shù)

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