<p>北 方 園 藝2017( 21) : 79-87 Northern Horticulture ·設(shè)施園藝 ·第一作者簡(jiǎn)介 : 王昭 ( 1991-) ， 女 ， 遼寧鞍山人 ， 碩士研究生 ， 研究方向?yàn)闇厥噎h(huán)境調(diào)控 。E-mail: wangzhao9199126com基金項(xiàng)目 : 高等學(xué)校博士學(xué)位點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目( 20130204110007) 。收稿日期 : 20170710doi: 1011937/bfyy20172069地中熱交換材料對(duì)日光溫室環(huán)境的影響王 昭 ， 鄒 志 榮 ， 陳 振 東( 西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院 ， 陜西 楊凌 712100)摘 要 : 以不銹鋼 、HDPE、改良 PVC-u 材料制成的地中熱交換系統(tǒng)為試驗(yàn)材料 ， 與傳統(tǒng)的 PVC-u( 對(duì)照 ) 進(jìn)行對(duì)比 ， 研究了 4 種材料對(duì)熱交換系統(tǒng)的進(jìn)口及出口溫濕度 、不同深度土層溫度的影響 ， 以期篩選出一種對(duì)溫室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)和蓄熱性能方面均表現(xiàn)突出的地中熱交換系統(tǒng)材料 。結(jié)果表明 : 白天不銹鋼與改良 PVC-u 降溫性能相近且均優(yōu)于對(duì)照 ， 夜間改良 PVC-u 保溫性能最好 ; 改良 PVC-u 夜間除濕效果最佳 ， 不銹鋼次之 ; 在地下 30 cm 處 ， 不銹鋼組蓄熱性能明顯優(yōu)于對(duì)照 ， 夜間改良 PVC-u 組保溫性能最佳 ; 在地表 20 cm 處 ， 晴天 ，不銹鋼組的蓄熱性能及改良 PVC-u 組的保溫性能均略優(yōu)于對(duì)照 ; 陰天溫度下降階段 ， 改良PVC-u 組的保溫性能優(yōu)勢(shì)明顯 ; 地下 10 cm 處 ， 4 組保溫蓄熱性能無(wú)明顯差異 。從對(duì)溫室熱環(huán)境方面考慮 ， 4 組中改良 PVC-u 性能最佳 。關(guān)鍵詞 : 保溫 ; 蓄熱 ; 地中熱交換中圖分類號(hào) : S 626. 5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 : A 文章編號(hào) : 10010009( 2017) 21007909日光溫室保溫蓄熱效果是溫室性能的標(biāo)志 ，同時(shí)也影響著溫室內(nèi)作物產(chǎn)量和品質(zhì) ， 因此改進(jìn)溫室的保溫蓄熱性能是一項(xiàng)重大研究課題 。溫室的低溫主要是冬季光輻射能較少的夜間時(shí)段 。目前對(duì)于改善溫室保溫蓄熱性能的研究主要集中在 : 改變溫室結(jié)構(gòu) ， 提高其采光及保溫性能 1-4;通過(guò)改變后墻材料和結(jié)構(gòu)增加其蓄熱量 5-8; 通過(guò)地下蓄熱裝置 ， 提高室內(nèi)及土壤溫度 9-10; 研制新型溫室加熱蓄熱裝置 ， 在熱能充足時(shí)將其儲(chǔ)存起來(lái) ， 在溫度較低時(shí)釋放 ， 達(dá)到保溫蓄熱調(diào)節(jié)室溫地溫的效果 11-12。溫室內(nèi)土層作為溫室最大的蓄熱體 ， 其潛力巨大的保溫蓄熱性能并未得到足夠的重視和充分的開發(fā) ， 該研究從基本的熱交換系統(tǒng)的原材料角different agents against cucumber gray mold were 28. 72%， 53. 21% and 56. 32% Compared with thetreatments of gray mold， the control effects on powdery mildew disease were 36. 99%， 58. 80% and 58. 93%The contents of leaf area and fruit number per plant were increased in varying degrees after spraying oleozonand Bacillus subtilis， the increasing value of which were 25. 23% and 31. 78% in leaf area， 12. 15% and19. 79% in fruit number respectivelyIn conclusion， the control effects of three different treatments were above80% when applied before the appearance of the symptom， while the efficacy were only 60% after theappearance of the symptomsPlant growth-promoting effects on cucumber was also observed when used oleozonand Bacillus subtilis The results showed that the application of biological pesticide should be put on theprevention of diseasesKeywords: gray mold; powdery mildew; biological control度入手 ， 擬通過(guò)分析 4 種常見材料的地中熱交換系統(tǒng)對(duì)室溫 、不同深度土層及空氣濕度的影響 ， 挑選出一種保溫蓄熱性能好及投入較少的材料 。1 材料與方法1. 1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地點(diǎn)位于陜西省楊凌示范區(qū)西北農(nóng)林科技大學(xué)北校光伏主動(dòng)蓄熱墻體科研溫室 ， 坐北朝南 ， 東西長(zhǎng) 16 m， 南北長(zhǎng) 9 m， 脊高 4. 9 m， 后墻高3. 7 m， 前屋面為傾角可變?cè)O(shè)計(jì) ， 前屋面角度活動(dòng)范圍在 23°38° 鋼骨架為鍍鋅鋼管距離 1. 5 m，后屋面角 40°， 有頂通風(fēng)和底通風(fēng) 。1. 2 試驗(yàn)材料不銹鋼組 : 定制一根壁厚 1 mm、長(zhǎng) 6 m、直徑20 cm 的不銹鋼管 ; PVC-u( 對(duì)照組 ) : 浙江 EA 公司生產(chǎn)的長(zhǎng) 6 m、直徑 20 cm、壁厚 4. 9 mm 的PVC-u 硬質(zhì)聚氯乙烯排水管一根 ; HDPE 組 : 陜西巖歐井市政道路設(shè)施有限公司生產(chǎn)的公稱壓力0. 6 MPa、長(zhǎng) 6 m、直徑 20 cm 管壁厚 7. 7 mm 的HDPE 管一根 ; 改良 PVC-u 組 : 浙江 EA 公司生產(chǎn)的 6 m 長(zhǎng)直徑 31. 5 cm 截面 145°的 PVC-u 一根 ; 楊凌騰達(dá)泡沫廠生產(chǎn)的 60 cm×120 cm×5 cm擠壓泡沫苯板 ( XPS) ; 風(fēng)機(jī) 5 V 直流風(fēng)機(jī) ， 上海諳能風(fēng)機(jī)有限公司 12 V 直流風(fēng)機(jī) 2 個(gè) ， 其中直流風(fēng)機(jī)的電能由位于 2 棟溫室之間的緩沖間外部的太陽(yáng)能板提供 ， 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由外界光照強(qiáng)度決定 。1. 3 試驗(yàn)方法該試驗(yàn)在光伏日光溫室內(nèi)進(jìn)行 ， 根據(jù)作物根系分布情況及投入成本 ， 地下熱交換系統(tǒng)敷設(shè)于上表面距地表 40 cm 處 ， 按照南北方向排布 ， 選取不銹鋼管 、普通 PVC-u( 對(duì)照 ) 、HDPE 管 、改良PVC-u 管按照從西至東的方向排列 ， 相鄰 2 根管道間相隔 2 m， 在管道中間及東西兩側(cè)豎直鋪設(shè)有苯板隔熱層 ， 減少管道之間的熱傳遞 ; 為了減少風(fēng)速及光照對(duì)溫度的影響 ， 不銹鋼管與普通 PVC管共用一個(gè)進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口 ， HDPE、改良 PVC-u共用一個(gè)進(jìn)風(fēng)口及出風(fēng)口 。北側(cè)為入風(fēng)口高 2.5 m，南側(cè)為出風(fēng)口高 0. 3 m， 風(fēng)機(jī)由光伏板供電位于出風(fēng)口處 。對(duì) 4 種地下熱交換系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口 、出風(fēng)口的溫濕度 、風(fēng)速及土層溫度進(jìn)行測(cè)定 ， 將不銹鋼管 、HDPE 管 、改良 PVC-u 管與普通 PVC-u 作對(duì)比 。日光溫室內(nèi)栽培作物選擇 “金鵬 M6088”番茄 。1. 4 項(xiàng)目測(cè)定分別在 4 組風(fēng)道距離進(jìn)出風(fēng)口拐彎 10 cm 處管道上表面切一個(gè) 4 cm×4 cm的正方形孔并將溫濕探頭置于管道截面中心位置 ， 密封好 ， 并在每根管道這 3 個(gè)測(cè)點(diǎn)距地表 30、20、10 cm 處各布置一溫度探頭 ， 每布置一個(gè)探頭都要將土夯實(shí) ， 長(zhǎng)期溫度記錄儀及長(zhǎng)期溫濕度記錄儀均設(shè)定每 10 min 記錄一次 。距后墻 4 m、地表 1. 5 m 處各布置一套溫光濕探頭 。室外溫光濕探頭距離前屋面底腳 5 m， 高1. 5 m 全天無(wú)陰影遮擋處布置一套溫光濕探頭 ，長(zhǎng)期溫光濕記錄儀設(shè)定每 10 min 記錄一次 。2 結(jié)果與分析2. 1 風(fēng)道相同位置溫濕度比較2. 1. 1 風(fēng)道相同位置溫度比較典型晴天 ( 2016 年 1 月 18 日 ) ， 從圖 1 可以看出 ， 進(jìn)風(fēng)口 、出風(fēng)口處 4 組溫度變化趨勢(shì)相同 ，差異存在與溫度波動(dòng) 。00: 0009: 00 蓋保溫被的后半夜 ， 4 組出風(fēng)口溫度較進(jìn)風(fēng)口溫差減小 ， 與對(duì)照相比 ， 在該時(shí)間段不銹鋼組溫度平均高出0. 5 ， HDPE 組與對(duì)照持平 ， 改良 PVC-u 組高于對(duì)照 0. 9 ; 09: 0014: 00， 保溫被開啟 ， 室溫及系統(tǒng)內(nèi)部均處于快速上升階段 ， 入口處溫差較小 ，與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組降溫量平均高出 1. 5 ，HDPE 組高出 0. 1 ， 改良 PVC-u 組高出 1. 4 ;14: 0018: 00， 室內(nèi)溫度快速下降 ， 系統(tǒng)入口溫度隨之下降 ， 出口溫度變化趨勢(shì)相同 ， 但溫度分化更加明顯 ， 空氣經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng) ， 各組平均降溫量與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組高出 1. 4 ， HDPE 組高出0. 4 ， 改良 PVC-u 組高出 1. 6 ; 18: 0000: 00，蓋保溫被的前半夜 ， 由于室外溫度變化變緩 ， 且蓋保溫被起到隔熱保溫的作用 ， 室內(nèi)溫度可以保持在一個(gè)較高的溫度 ， 此時(shí)熱交換主要起到保溫放熱的作用 ， 室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)溫度較高的土層 ， 溫度小幅度上升 ， 平均升高溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組多升高 0. 3 ， HDPE 組降低 0. 2 ， 改良 PVC-u 組多升高 0. 2 ， 該階段溫度上升的原因?yàn)橐归g系統(tǒng)內(nèi)空氣流動(dòng)沒有風(fēng)機(jī)輔08 北 方 園 藝 11 月 ( 上 )圖 1 晴天進(jìn)出風(fēng)口溫度變化趨勢(shì)Fig. 1 Temperature variation trend of inlet and outlet in sunny day助 ， 為自然通風(fēng) ， 風(fēng)速較慢 ， 為土層與空氣熱交換提供較長(zhǎng)的時(shí)間 。典型陰天 ( 2016 年 1 月 16 日 ) ， 從圖 2 可以看出 ， 與晴天相比進(jìn)風(fēng)口 、出風(fēng)口分化更加明顯 ，其中在溫度高峰期的 13: 0016: 00 表現(xiàn)更加明顯 。00: 0009: 00， 進(jìn)出風(fēng)口溫度保持緩慢波動(dòng)下降趨勢(shì) ， 空氣經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng)與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組溫度平均多升高 0. 6 ， HDPE 組平均多升高 0. 1 ， 改良 PVC-u 組平均多升高 0. 8 ;09: 0014: 00， 溫度進(jìn)入快速上升階段 ， 14: 00 進(jìn)出口及室內(nèi)溫度為全天峰值 ， 10: 0014: 00， 經(jīng)系統(tǒng)后 ， 進(jìn)出口溫度均處于下降狀態(tài) ， 與對(duì)照相比 ，不銹鋼組多降低 0. 7 ， HDPE 組與對(duì)照持平 ， 改良 PVC-u 組多降低 0. 6 ; 14: 0017: 00， 進(jìn)出口及室內(nèi)溫度進(jìn)入快速下降階段 ， 其中經(jīng)系統(tǒng)熱交換后 ， 各組平均降溫值與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組 、改良 PVC-u 組多降溫 0. 3 ， HDPE 組則少降溫0. 3 ; 17: 0000: 00， 進(jìn)出口及室溫溫度降低速度減緩 ， 相比晴天 ， 可明顯看出此時(shí)進(jìn)出口分化更加明顯 ， 這是由于陰天室外光強(qiáng)較弱 ， 風(fēng)機(jī)運(yùn)行速度較慢 ， 空氣與土層的對(duì)流換熱更充分 ， 熱交換系統(tǒng)的材料差異對(duì)溫度造成的影響更明顯 ， 各組平均升高溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組多升高 0. 5 ，HDPE 組平均溫度升高值與對(duì)照持平 ， 改良 PVC-u 組多升高 0. 7 ?？梢钥闯?， 陰天時(shí) ， 放下保溫被期間 ， 與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組及改良 PVC-u 組均表現(xiàn)出良好的保溫性能 ， 改良 PVC-u 組略優(yōu)于不銹鋼組 ， 揭開保溫被期間 ， 室溫最高的時(shí)間段13: 0015: 00， 不銹鋼組 、改良 PVC-u 組分別表現(xiàn)出對(duì)照的 2. 5 倍 、3. 0 倍降溫效果 。全天 HDPE組系統(tǒng)對(duì)溫度影響與對(duì)照無(wú)明顯差異 。圖 2 陰天進(jìn)出風(fēng)口溫度變化趨勢(shì)Fig. 2 Temperature variation trend of inlet and outlet in cloudy day18第 21 期 北 方 園 藝從總體上看 ， 4 組系統(tǒng)均可達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的效果 ， 白天 ， 與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組系統(tǒng)平均多降溫 1. 4 ， HDPE 組多降溫 0. 1 ， 改良PVC-u 組多降溫 1. 8 ， 夜間 ， 與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組系統(tǒng)平均多升高 0. 4 ， HDPE 組 降 低0. 1 ， 改良 PVC-u 組多升高 0. 7 ， 白天不銹鋼組及改良 PVC-u 組對(duì)溫度調(diào)節(jié)效果最佳 ， 夜間改良 PVC-u 組保溫效果最好 ， 全天 HDPE 組相比對(duì)照無(wú)明顯差異 。2. 1. 2 風(fēng)道相同位置濕度比較晴天 00: 0009: 00， 該階段是空氣經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng)后濕度降低階段 ， 但各組出口濕度下降速度快于出口 ， 在該階段 ， 不銹鋼組比對(duì)照多降低2. 0%， HDPE 組多降低 0. 3%， 改良 PVC-u 組多降低 1. 4%， 可以看出在后半夜 ， 不銹鋼組及改良PVC-u 組相比對(duì)照有更好的降低室內(nèi)濕度的作用 ， HDPE 組與對(duì)照對(duì)濕度的影響相近 ; 10: 0018: 00， 空氣經(jīng)熱交換系統(tǒng)濕度升高 ， 且濕度波動(dòng)幅度較大 ， 4 組熱交換系統(tǒng)的濕度差值變大 ， 從平均濕度升高值方面比較 ， 不銹鋼組比對(duì)照多升高2. 5%， HDPE 組與對(duì)照相同 ， 改良 PVC-u 組多升高 3. 4%， 從圖 3 可以看出 ， 該階段改良 PVC-u 組濕度升高幅度略大于不銹鋼組 ， 對(duì)照及 HDPE 組變化幅度相近 ， 且不銹鋼組及改良 PVC-u 組的濕度高于對(duì)照及 HDPE 組 。18: 0000: 00， 該階段保溫被關(guān)閉 ， 空氣經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng)后濕度降低 ， 且濕度降低的幅度略大于保溫被關(guān)閉的后半段 ， 從濕度降低值方面與對(duì)照進(jìn)行比較 ， 不銹鋼組多降低 1. 6%， HDPE 組少降低 0. 1%， 改良 PVC-u 組多降低 3. 2%。綜合各個(gè)時(shí)間段各組進(jìn)出口濕度變化情況可以看出 ， 在保溫被關(guān)閉期間 4 組熱交換系統(tǒng)均能達(dá)到除濕的效果 ， 在保溫被打開期間能夠增加濕度 ， 改良 PVC-u 組的效果最佳 ， 且效果最為穩(wěn)定 ， 不銹鋼效果略差于改良 PVC-u 組 ，效果穩(wěn)定性最差 ， HDPE 組與對(duì)照組效果相近 。圖 3 晴天進(jìn)出口濕度變化趨勢(shì)Fig. 3 Humidity variation trend of inlet and outlet in sunny day由圖 4 可知 ， 陰天 00: 0007: 00， 經(jīng)過(guò)熱交換的空氣濕度均降低 ， 且濕度減小值不同于晴天緩慢下降的趨勢(shì) ， 為無(wú)規(guī)律波動(dòng) 。在濕度降低的平均值的角度進(jìn)行比較 ， 不銹鋼組比對(duì)照多降低1. 2%， HDPE 組多降低 0. 3%， 改良 PVC-u 組多降低 1. 9%， 4 組的濕度均在較大范圍內(nèi)波動(dòng) 。相比于晴天更加不穩(wěn)定 。08: 0018: 00， 溫室內(nèi)濕度持續(xù)上升 ， 從圖 4 可以看出 ， 在 08: 00， 進(jìn) 、出口濕度快速由降低變?yōu)樯?， 且在該時(shí)間段保持著較高且穩(wěn)定的加濕效果 。不銹鋼組比對(duì)照多升高2. 8%， HDPE 組多升高 0. 3%， 改良 PVC-u 組多升高 3. 9%， 可以看出在提高溫室內(nèi)空氣濕度方面 ，各組表現(xiàn)陰天優(yōu)于晴天 ， 改良 PVC-u 組依舊保持明顯優(yōu)勢(shì) ， 不銹鋼組次之 ， 19: 0000: 00， 保溫被關(guān)閉的前半夜 ， 濕度在熱交換系統(tǒng)的作用下保持減小的趨勢(shì) ， 且下降幅度低于后半夜 ， 不銹鋼組比對(duì)照多下降 1. 2%， HDPE 組多下降 0. 4%， 改良PVC-u 組多下降 2. 1%， 相比于晴天 ， 陰天在保溫被關(guān)閉前半夜在除濕方面的效果減弱 。28 北 方 園 藝 11 月 ( 上 )圖 4 陰天進(jìn)出口濕度變化趨勢(shì)Fig. 4 Humidity variation trend of inlet and outlet in cloudy day2. 2 30 cm 深處土層溫度比較由圖 5 可知 ， 典型晴天 ， 由于進(jìn)風(fēng)口溫度相近 ， 因此進(jìn)風(fēng)口處的地溫可以反映出不同系統(tǒng)的傳熱效果及保溫蓄熱性能 。00: 0009: 00， 4 組溫度均一直呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì) ， 在此階段不銹鋼組下降速度明顯高于其它 3 組 ， 在此期間 ， 不銹鋼組相比對(duì)照多下降 0. 4 ， 改良 PVC-u 少下降0. 5 ， HDPE 基本與對(duì)照組持平 。09: 0015: 00， 室溫及地溫快速上升 ， 在此期間與對(duì)照進(jìn)風(fēng)口相比 ， 不銹鋼組多升溫 1. 2 ， HDPE 組少升溫 0. 5 ， 改良 PVC-u 組進(jìn)口少升溫 0. 7 ， 出口處 ， HDPE 及改良 PVC-u 組升溫量略低于對(duì)照 ;15: 0018: 00 溫度快速下降 ， 在此期間 ， 進(jìn)口處 ，不銹鋼組相比對(duì)照多下降 0. 4 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組均少降溫 0. 6 ， 出口處 ， 不銹鋼組多降溫 0. 5 ， HDPE 組降溫值與對(duì)照持平 ， 改良PVC-u 組少降溫 0. 7 ; 18: 0000: 00 蓋保溫被的前半夜 ， 進(jìn)出口溫度均緩慢下降 ， 不銹鋼組下降速度明顯高于對(duì)照及其它 2 組 ， 進(jìn)口處 ， 與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組下降溫度多 0. 9 ， HDPE 組下降溫度多 0. 2 ， 改良 PVC-u 組下降溫度少 0. 1 。在地下 30 cm 處 ， 不銹鋼組升溫量明顯優(yōu)于對(duì)照 ，HDPE 組及改良 PVC-u 組升溫量與對(duì)照相近 ， 在溫度快速下降階段 HDPE 組及改良 PVC-u 組的降溫量與對(duì)照相近 ， 保溫被前半夜 HDPE 組及改良 PVC-u 組降溫量與對(duì)照相近 ， 后半夜改良PVC-u 組表現(xiàn)略優(yōu)于對(duì)照 。圖 5 晴天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 5 Temperature of different groups inlet and outlet in sunny day由圖 6 可知 ， 典型陰天 ， 00: 0010: 00， 室溫緩慢下降 ， 地溫呈緩慢下降趨勢(shì) ， 在 10: 00 進(jìn)出口溫度達(dá)到全天最低 ， 在此階段進(jìn)口溫度 ， 不銹鋼組比對(duì)照多下降 0. 6 ， HDPE 組與對(duì)照下降溫度基本持平 ， 改良 PVC-u 組比對(duì)照組少降低 0. 2 ;出口溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組多下降 0. 4 ，38第 21 期 北 方 園 藝HDPE 組與其基本持平 ， 改良 PVC-u 組少下降0. 2 ; 該 階 段 改 良 PVC-u 保 溫 優(yōu) 勢(shì) 明 顯 ，10: 0015: 00， 地溫為快速上升階段 ， 進(jìn)口處溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組進(jìn)口溫度多上升 0. 9 ，HDPE 組及改良 PVC-u 組基本與對(duì)照持平 ; 出口處溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組溫度多上升 0. 9 ，HDPE 組溫度少上升 0. 2 ， 改良 PVC-u 組少上升 1. 7 ; 15: 0017: 00， 地溫均快速下降 ， 光照強(qiáng)度降低造成光輻射能下降 ， 室外溫度降低 ， 二者共同作用導(dǎo)致室溫快速下降 ， 在此階段 ， 3 組進(jìn)口處溫度與對(duì)照相比不銹鋼組多下降 0. 9 ，HDPE 組多下降 0. 5 ， 改良 PVC-u 組少下降0. 2 ; 出口處溫度與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組少下降0. 2 ， HDPE 組多下降 0. 1 ， 改良 PVC-u 組少下降 0. 1 ， 此階段 ， 出口處 4 組保溫性能相近 ;17: 000: 00， 該階段保溫被關(guān)閉 ， 室溫及地溫緩慢下降 ， 溫室內(nèi)光照較弱 ， 在進(jìn)口處不銹鋼組比對(duì)照多下降 0. 5 ， HDPE 組少下降 0. 1 ， 基本持平 ， 改良 PVC-u 組少下降 0. 4 ; 出口處 ， 不銹鋼組比對(duì)照多下降 1. 0 ， HDPE 組少下降 0. 4 ，改良 PVC-u 組少下降 0. 5 ， 此階段不銹鋼組降溫量明顯高于對(duì)照 ， 改良 PVC-u 組保溫性能最佳 。陰天 3 組系統(tǒng)的性能差異相同 ， 但優(yōu)勢(shì)相比晴天略有削弱 。圖 6 陰天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 6 Temperature of different groups inlet and outlet in cloudy day2. 3 20 cm 深處土層溫度比較由圖 7 可知 ， 典型晴天 ， 熱交換系統(tǒng)的進(jìn)口處 ， 00: 0009: 00， 各組管道溫度緩慢下降 ， 進(jìn)口處不銹鋼組比對(duì)照多下降 0. 6 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組溫度變化幅度與對(duì)照基本一致 ， 不銹鋼組在該階段波動(dòng)明顯高于對(duì)照且溫度較低 ， 出口處 ， 不銹鋼組多下降 0. 3 ， HDPE 組無(wú)明顯差異 ， 改良 PVC-u 組少下降 0. 3 ， 出口處不銹鋼組溫度最不穩(wěn)定 ， HDPE 組和改良 PVC-u 組保溫性能略有優(yōu)勢(shì) ; 09: 0016: 00， 進(jìn)口處與對(duì)照相比不銹鋼組多上升 0. 8 ， HDPE 組少上升 0. 1，改良 PVC-u 組少上升 0. 6 ， 不銹鋼組蓄熱量高于對(duì)照 ; 出口處與對(duì)照相比 ， 不銹鋼組比對(duì)照多上升 0. 6 ， HDPE 組與改良 PVC-u 組少上升 0. 2， 不銹鋼組蓄熱量略高于對(duì)照 ， HDPE 組及改良PVC-u 組與對(duì)照性能差異不明顯 ; 16: 0018: 00，比系統(tǒng)內(nèi)溫度下降拐點(diǎn)晚出現(xiàn) 1 h， 進(jìn)口處 ， 不銹鋼組相比對(duì)照多下降 0. 6 ， HDPE 組及改良PVC-u 組分別少下降 0. 2 及 0. 1 ; 出口處 ， 不銹鋼組比對(duì)照多降低 0. 6 ， HDPE 組及改良PVC-u 組分別少降溫 0. 2、0. 1 ， 變化幅度差距較小 ; 18: 000: 00， 此階段為保溫被關(guān)閉期間 ， 20cm 處地溫均緩慢下降 ， 其中進(jìn)口處 ， 不銹鋼組相比對(duì)照多下降 0. 2 ， HDPE 組少下降 0. 2 ， 改良 PVC-u 組少下降 0. 8 ; 出口處 ， 不銹鋼組相比對(duì)照多下降 0. 4 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組均比對(duì)照少下降 0. 1 ， 可見在前半夜 ， HDPE 組及改良 PVC-u組的保溫性能略優(yōu)于對(duì)照 ， 不銹鋼組保溫性能略差 。距地表 20 cm 處 ， 與對(duì)照相比 ，HDPE 組的保溫優(yōu)勢(shì)不明顯 ， 不銹鋼組的蓄熱量及改良 PVC-u 組的保溫性能均略優(yōu)于對(duì)照 。在保溫被關(guān)閉期間 ， 改良 PVC-u 組的保溫優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)突出 。在高溫區(qū) ， 不銹鋼組的蓄熱優(yōu)勢(shì)明顯 。48 北 方 園 藝 11 月 ( 上 )圖 7 晴天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 7 Temperature of different groups inlet and outlet in sunny day典型陰天 ， 由圖 8 可以看出 ， 陰天全天溫度變化幅度明顯小于晴天 ， 00: 0009: 00， 不銹鋼組比對(duì)照多下降 0. 3 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組下降溫度比對(duì)照少下降 0. 1 ， 改良 PVC-u 組與對(duì)照持平 ; 出口處不銹鋼組多下降 0. 1 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組少下降 0. 2、0. 1 ， 出口溫度變化幅度明顯低于進(jìn)口 ， 且最低溫度更加接近 ;09: 0015: 00， 溫度加速上升階段 ， 進(jìn)口處 ， 除了不銹鋼組比對(duì)照多上升 0. 7 外 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組變化幅度與對(duì)照相同 ; 出口處 ， 不銹鋼組比對(duì)照多上升 0. 4 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組分別少上升 0. 1、0. 2 ; 可見在此階段 ， 進(jìn)口處 ， 不銹鋼組有較強(qiáng)的蓄熱優(yōu)勢(shì) ， 出口處蓄熱優(yōu)勢(shì)減弱 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組性能與對(duì)照相近 ;15: 0018: 00， 溫度快速下降 ， 進(jìn)口處不銹鋼組多下降 0. 2 ， 改良 PVC-u 組少下降 0. 2 ; 出口處 ， 不銹鋼組多下降 0. 2 ， 與進(jìn)口表現(xiàn)相近 ，HDPE 組及改良 PVC-u 組分別少下降 0. 2、0. 4; 在該時(shí)段 ， 改良 PVC-u 組的保溫性能優(yōu)勢(shì)明顯 ; 18: 0000: 00， 前半夜 ， 進(jìn)口處 ， 不銹鋼組多下降 0. 2 ， HDPE 組及改良 PVC-u 組分別少降低0. 1 及 0. 2 ; 出口處 ， 不銹鋼組多下降 0. 1， HDPE 組及改良 PVC-u 組分別少降低 0. 3 及 0. 4 ， 該時(shí)段 ， 出口處 HDPE 組及改良 PVC-u組保溫效果優(yōu)于出口 ， 且改良 PVC-u 組優(yōu)于HDPE 組 ， 不銹鋼組性能效果與對(duì)照相近 。綜上可以得出 ， 在地表 20 cm 處 ， 夜間不銹鋼組性能與對(duì)照相近 ， 在溫度下降階段 ， 改良 PVC-u組的保溫性能優(yōu)勢(shì)明顯 ， HDPE 組保溫性能在前半夜略優(yōu)于對(duì)照 ， 但與改良 PVC-u 組仍存在差距 。圖 8 陰天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 8 Temperature of different groups inlet and outlet in cloudy day2. 4 10 cm 深處土層溫度比較從圖 9 可以看出 ， 典型晴天 ， 地面 10 cm 深處 ， 地中熱交換系統(tǒng)全天進(jìn)出口溫度并無(wú)顯著差異 ， 00: 0009: 00、09: 0015: 00、15: 0018: 00、18: 0000: 00， 分別為該土層的溫度緩慢下降階段 、快速上升階段 、快速下降階段及緩慢下降階58第 21 期 北 方 園 藝段 ， 在這 4 個(gè)階段 ， 各組溫度變化值與對(duì)照差異均不大于 0. 4 。由此可見在晴天 ， 土層 10 cm 處 ， 3組系統(tǒng)與對(duì)照對(duì)距地表 10 cm 土層溫度無(wú)明顯影響 。從圖 10 可以看出 ， 典型陰天 ， 00: 0009: 00、09: 0015: 00、15: 0018: 00、18: 0000: 00 各組溫度變化值與對(duì)照差異均不大于 0. 3 。由此可見 ， 在不同天氣條件下 ， 全天的各時(shí)間段 3 組熱交換系統(tǒng)與對(duì)照均對(duì)距地表 10 cm 深處的土層溫度的影響無(wú)明顯差異 。圖 9 晴天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 9 Temperature of different groups inlet and outlet in sunny day圖 10 陰天不同熱交換系統(tǒng)進(jìn)出口地溫Fig. 10 Temperature of different groups inlet and outlet in cloudy day3 結(jié)論該研究結(jié)果表明 ， 室溫調(diào)節(jié)方面 ， 13: 0014: 00， 熱交換系統(tǒng)對(duì)室溫的調(diào)節(jié)效果達(dá)到最佳 ，晴天 ， 白天不銹鋼組 、HDPE 組和改良 PVC 組降溫量分別高出對(duì)照 0. 9、0. 7、1. 4 。陰天 ， 白天不銹鋼組 、HDPE 和改良 PVC 降溫量分別高出對(duì)照 0. 9 和 2. 3 。濕度調(diào)節(jié)方面 ， 晴天 ， 白天空氣經(jīng)過(guò)熱交換系統(tǒng)后 ， 濕度升高 ， 改良 PVC 組 、不銹鋼組濕度升高量比對(duì)照高 3. 4%、2. 5%， 夜間改良 PVC 組濕度下降量比對(duì)照高 3. 2%; 陰天 ， 白天改良 PVC 組和不銹鋼組濕度升高量分別高出對(duì)照 3. 9%、2. 8%，夜間改良 PVC 組濕度升高量低于對(duì)照 1. 6%。地溫調(diào)節(jié)方面 ， 距土層 30 cm 處 ， 晴天 ， 白天不銹鋼組升溫量高出對(duì)照 0. 9 ， HDPE 組和改良 PVC 組升高量分別低于對(duì)照 0. 5、0. 7 ， 夜間 ， 改良 PVC 組降低量低于對(duì)照 0. 5 ， 陰天 ， 白天不銹鋼組升溫量高于對(duì)照 1. 0 ， 夜間改良PVC 組降溫量低于對(duì)照 1. 1 ， 不銹鋼組高于對(duì)照 0. 6 ; 距土層 20 cm 處 ， 晴天 ， 白天不銹鋼組升溫量高于對(duì)照 0. 8 ， 改良 PVC 組升溫量低于對(duì)照 0. 6 ， 夜間 ， 改良 PVC 組降溫量低于對(duì)照0. 8 ， 不銹鋼組高于對(duì)照 0. 4 ， 陰天 ， 白天不銹鋼組升溫量高于對(duì)照 0. 7 ， 夜間不銹鋼組降68 北 方 園 藝 11 月 ( 上 )溫量高于對(duì)照 0. 3 ; 距土層 10 cm 處 ， 4 組熱交換系統(tǒng)對(duì)地溫影響無(wú)明顯差異 。從溫室內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié) 、地溫調(diào)節(jié)等方面綜合考慮 ， 建議采用改良的 PVC 作為地中熱交換的管道材料 。參考文獻(xiàn) 1 郄麗娟 ， 趙付江 ， 韓曉倩 ， 等 雙屋面日光溫室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和溫光性能分析 J 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) ， 2014( 5) : 145-148 2 張義 ， 方慧 ， 周波 ， 等 輕簡(jiǎn)裝配式主動(dòng)蓄能型日光溫室 J 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) ( 溫室園藝 ) ， 2015( 25) : 36-38 3 孫周平 ， 黃文永 ， 李天來(lái) ， 等 彩鋼板保溫裝配式節(jié)能日光溫室的溫光性能 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2013( 19) : 159-167 4 張勇 ， 鄒志榮 ， 李建明 傾轉(zhuǎn)屋面日光溫室的采光及蓄熱性能試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2014( 1) : 129-137 5 李凱 ， 宋丹 ， 王宏麗 ， 等 日光溫室瓶膽式相變墻體熱性能研究 J 北方園藝 ， 2013( 5) : 40-42 6 管勇 ， 陳超 ， 李琢 ， 等 相變蓄熱墻體對(duì)日光溫室熱環(huán)境的改善 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2012( 10) : 194-201 7 凌浩恕 ， 陳超 ， 陳紫光 ， 等 日光溫室?guī)жQ向空氣通道的太陽(yáng)能相變蓄熱墻體體系 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， 2015( 3) : 336-343 8 武國(guó)峰 ， 徐躍定 ， 常志州 ， 等 秸稈塊墻體日光溫室保溫蓄熱性能分析 J 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) ， 2015( 12) : 2402-2409 9 王永維 ， 梁喜鳳 ， 王俊 ， 等 溫室地下蓄熱系統(tǒng)換熱管道空氣流速對(duì)蓄熱效果影響 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ， 2009( 5) : 173-177， 202 10 方慧 ， 楊其長(zhǎng) ， 張義 基于熱泵的日光溫室淺層土壤水媒蓄放熱裝置試驗(yàn) J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2012( 20) : 210-216 11 孫維拓 ， 郭文忠 ， 徐凡 ， 等 日光溫室空氣余熱熱泵加溫系統(tǒng)應(yīng)用效果 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2015( 17) : 235-243 12 孫維拓 ， 張義 ， 楊其長(zhǎng) ， 等 溫室主動(dòng)蓄放熱 -熱泵聯(lián)合加溫系統(tǒng)熱力學(xué)分析 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) ， 2014( 14) : 179-188Effect of Underground Ventilation Pipe on ThermalEnvironment of Solar GreenhouseWANG Zhao， ZOU Zhirong， CHEN Zhendong( College of Horticulture， Northwest Agriculture and Forestry University， Yangling， Shaanxi 712100)Abstract: In this study， the heat exchange system of stainless steel， HDPE， promoted PVC material were takenas the research object， compared with traditional PVC Different depth of soil temperature， inlet and outlettemperature and humidity of four systems were analyzed to choose a material that excellent performance inenvironment control and heat-storaging performance The results showed that in daytime stainless steel wassimilar performance to promoted PVC in cooling， and the two groups were better than control group， at nightpromoted PVC was the best heat insulation; promoted PVC was the best dehumidification at night with stainlesssteel following; at the depth of 30 cm， stainless steel thermal storage was better than control group， at nightpromoted PVC was the best heat insulation; at the depth of 20 cm， in sunny days heat storage of stainless steeland heat insulation were better than control group; in cloudy， promoted PVC heat insulation had obviousadvantages; at the depth of 10 cm， four groups performance was similar Consider the greenhouse thermalenvironment， promoted PVC was the best materialKeywords: thermal insulation; thermal storage; underground ventilation78第 21 期 北 方 園 藝</p>