櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 12 白義奎 李天來(lái) 張文基 等 日光溫室地基溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型及 試驗(yàn)分析 J 北方園藝 2010 13 49 53 13 白義奎 劉文合 遼沈 型日光溫室環(huán)境及保溫性能研究 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2003 19 5 191 196 14 佟國(guó)紅 Christopher D M 趙榮飛 等 復(fù)合墻體不同材料厚度對(duì) 日光溫室溫度的影響 J 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 51 6 999 1007 15 楊昊諭 于海業(yè) 東北地區(qū)日光溫室保溫性能實(shí)驗(yàn)研究 J 內(nèi) 蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2007 28 3 8 10 16 亢樹(shù)華 房思強(qiáng) 戴雅東 等 節(jié)能型日光溫室墻體材料及結(jié)構(gòu) 的研究 J 中國(guó)蔬菜 1992 6 1 5 17 李成芳 李亞靈 溫祥珍 日光溫室保溫板外置復(fù)合墻體的溫度 特性 J 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2009 29 5 453 457 18 劉思瑩 戴希楠 黃 龍 等 北京地區(qū)常用類型日光溫室的冬 季氣溫特性分析 J 中國(guó)蔬菜 2011 增刊 1 20 25 19 劉淑梅 薛慶禹 李 春 等 天津地區(qū)不同墻體處理對(duì)日光溫室 保溫性能影響初探 J 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 2012 28 35 170 179 20 陳青云 汪政富 節(jié)能型日光溫室熱環(huán)境的動(dòng)態(tài)模擬 J 中國(guó) 農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 1996 1 67 72 21 孟力力 楊其長(zhǎng) Gerard P A B 等 日光溫室熱環(huán)境模擬模型的 構(gòu)建 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2009 25 1 164 170 22 徐 凡 馬承偉 劉 洋 天津一種典型磚墻日光溫室熱環(huán)境現(xiàn) 狀的測(cè)試與分析 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2013 18 4 188 195 劉曉勤 賈少剛 魏翠琴 等 雙熱源太陽(yáng)能熱泵溫室供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 48 11 234 239 doi 10 15889 j issn 1002 1302 2020 11 046 雙熱源太陽(yáng)能熱泵溫室供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建 劉曉勤 賈少剛 魏翠琴 高志宏 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江湖州 313000 摘要 當(dāng)前農(nóng)業(yè)溫室的調(diào)控消耗了大量的燃煤 該問(wèn)題制約了溫室甲魚(yú)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展 因此利用太陽(yáng)能熱泵技術(shù) 為溫室供暖是很有必要的 參照工廠化甲魚(yú)養(yǎng)殖溫室構(gòu)建了 30 m 2 實(shí)驗(yàn)溫室 以浙北地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算了 實(shí)驗(yàn)溫室的熱負(fù)荷 以實(shí)驗(yàn)溫室為研究對(duì)象 設(shè)計(jì)了雙熱源混聯(lián)式太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)并優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 提高了系 統(tǒng)的能效比和運(yùn)行的穩(wěn)定性 且系統(tǒng)的運(yùn)行方式靈活多選 以實(shí)驗(yàn)溫室熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行了系統(tǒng)的部件選 型 構(gòu)建了太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究所需的溫度 流量及輻照度等傳感器采集相關(guān)參 數(shù) 系統(tǒng)為太陽(yáng)能單獨(dú)運(yùn)行 空氣源熱泵單獨(dú)運(yùn)行 熱泵太陽(yáng)能串聯(lián)運(yùn)行 太陽(yáng)能熱泵并聯(lián)運(yùn)行等多種運(yùn)行模式下的 實(shí)驗(yàn)研究 可獲得各種運(yùn)行模式下太陽(yáng)能 熱泵和系統(tǒng)整體的性能參數(shù) 為開(kāi)展試驗(yàn)研究打下了基礎(chǔ) 同時(shí)也可為同類 設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供參考 關(guān)鍵詞 溫室 能源 熱負(fù)荷 太陽(yáng)能熱泵 實(shí)驗(yàn)研究 中圖分類號(hào) TU832 1 7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1002 1302 2020 11 0234 06 收稿日期 2019 09 25 基金項(xiàng)目 浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃 編號(hào) 2015C32112 作者簡(jiǎn)介 劉曉勤 1967 女 江蘇揚(yáng)州人 碩士 副教授 主要研究 方向?yàn)榻ㄖ?jié)能與暖通空調(diào)技術(shù) E mail 365358379 qq com 溫室農(nóng)業(yè)目前已經(jīng)不再受氣候的影響 北亞熱 帶季風(fēng)氣候區(qū)冬季時(shí)熱源主要來(lái)自于小型煤爐 但 這會(huì)造成環(huán)境污染 1 2 清潔能源的開(kāi)發(fā)利用以及 節(jié)能技術(shù)的推廣使用 是現(xiàn)代綠色生態(tài)環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè) 發(fā)展提出的新要求 也是必然趨勢(shì) 太陽(yáng)能屬于清 潔能源 熱泵技術(shù)有高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì) 將兩者合二 為一既能避免太陽(yáng)能作為熱源受天氣影響的缺點(diǎn) 也間接提升了系統(tǒng)性能 3 4 太陽(yáng)能與熱泵技術(shù)嫁 接 對(duì)于改進(jìn)能源消耗與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾 意 義重大 5 6 太陽(yáng)能熱泵技術(shù)目前在溫室農(nóng)業(yè)方面 建筑物冬季供暖方面的應(yīng)用如雨后春筍 7 9 本研 究以工廠化飼養(yǎng)甲魚(yú) 人工構(gòu)建溫室為研究對(duì)象 創(chuàng)建了養(yǎng)殖面積為 30 m 2 的實(shí)驗(yàn)室 構(gòu)建了太陽(yáng)能 及熱泵 2 個(gè)熱源 按溫室供暖規(guī)范設(shè)計(jì)了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 臺(tái) 用于溫室供暖和太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的試驗(yàn)研究 為溫室清潔能源供暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究提供 參考和依據(jù) 1 甲魚(yú)養(yǎng)殖溫室概況 養(yǎng)殖溫室的室溫需維持在 35 養(yǎng)殖池水溫需 維持在 30 左右 如此有利于甲魚(yú)的快速生長(zhǎng) 實(shí) 驗(yàn)溫室采用普通聚苯乙烯泡沫塑料 EPS 作為溫室 四周墻壁和頂棚的保溫材料 EPS 板的內(nèi)外兩側(cè)采 432 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期 用彩鋼板夾緊以起到支撐與隔離外界的作用 溫 室的地面首先平整好泥土層 然后覆蓋 1 層防潮塑 料薄膜 最后再鋪以 100 mm 厚的硅酸鋁保溫棉 用 以隔絕水池與地面之間的熱量傳遞 養(yǎng)殖池為長(zhǎng) 方形 采用 2 mm 厚的鋼板焊接成型 做好防銹處理 后覆蓋 1 層加厚防水布 養(yǎng)殖池西側(cè)是 1 個(gè)鋪設(shè)木 地板的過(guò)道 溫室結(jié)構(gòu)示意圖詳見(jiàn)圖 1 溫室頂棚 呈斜面 南北墻和頂棚為長(zhǎng)方形 東西墻為梯形 溫 室尺寸參數(shù)見(jiàn)表 1 經(jīng)計(jì)算溫室四周墻體與頂棚面 積總計(jì)為 76 2 m 2 2 溫室維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷計(jì)算 2 1 基本氣象參數(shù) 實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所涉及氣候 太陽(yáng)能輻照度 等參數(shù)詳圖 2 表 1 溫室參數(shù) 項(xiàng)目 面積 m 2 尺寸 mm 材料 頂棚 36 93 8 430 4 380 100 mm 厚 EPS 板 地面 35 70 8 430 4 230 100 mm 厚硅酸鋁保溫棉 東西墻 13 12 1 000 2 100 4 230 100 mm 厚 EPS 板 北墻 17 70 8 430 2 100 100 mm 厚 EPS 板 南墻 8 43 8 430 1 000 100 mm 厚 EPS 板 過(guò)道 2 80 700 4 000 木板 養(yǎng)殖池 30 00 7 500 4 000 500 3 mm 厚鋼板 2 2 溫室維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷 選擇平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 式 1 12 進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu) 熱負(fù)荷 Q wh 的計(jì)算 Q wh F wh K T sn T sw 1 式中 為圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫差修正系數(shù) F wh 為圍護(hù)結(jié)構(gòu) 的面積 m 2 T sn 為溫室室內(nèi)溫度 取值為 35 T sw 為 室外溫度 取月均氣溫 K 為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系 數(shù) W m 2 維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù) K 以及溫差 修正系數(shù) 的計(jì)算參考國(guó)家規(guī)范 13 14 維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷計(jì)算值年最冷月 1 月 如表 2 所示 熱負(fù)荷平均是 1 173 W 結(jié)果顯示 白天和黑 夜溫度差變化引起熱負(fù)荷發(fā)生波動(dòng) 1 月份最低氣溫 532 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期 約為 5 此時(shí)熱負(fù)荷為 2 112 W 不同月份下的 圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷及溫室日需熱量詳見(jiàn)圖 3 由圖 3 可知 溫室年總需熱量為 21 940 MJ 標(biāo)煤熱值為 29 27 MJ kg 考慮小煤爐的熱效率為 60 2 則此 溫室年消耗標(biāo)煤約 1 250 kg 表 2 1 月份溫室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平均熱負(fù)荷 EPS 導(dǎo)熱系數(shù) 1 維護(hù)結(jié)構(gòu)面積 m 2 室內(nèi)外平均 最大溫度差值 K W m 2 平均 最大散熱量 W 0 042 W m 76 2 30 40 0 294 1 173 2 112 3 太陽(yáng)能熱泵溫室供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建 3 1 太陽(yáng)能熱泵溫室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為滿足溫室供暖的多種工況以及節(jié)能運(yùn)行要 求 設(shè)計(jì)了雙熱源混聯(lián)式太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng) 圖 4 該系統(tǒng)由溫度傳感器 熱泵機(jī)組 風(fēng)機(jī)盤(pán)管 蓄熱水 箱 流量傳感器 太陽(yáng)能集熱器 供暖水箱 循環(huán)水 泵 連接管件等組成 系統(tǒng)中太陽(yáng)能可單獨(dú)運(yùn)行加 熱蓄熱水箱或者供暖水箱中的水 熱泵設(shè)置了以空 氣作為熱源的蒸發(fā)器 以蓄熱水箱的水作為熱源的 2 個(gè)蒸發(fā)器 冷凝器用來(lái)加熱供暖水箱中的水制取 供暖所需的高溫?zé)崴?供暖水箱中的水通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán) 管向溫室供暖 該系統(tǒng)具有太陽(yáng)能熱泵串聯(lián)方式運(yùn)行 太陽(yáng)能 熱泵并聯(lián)方式運(yùn)行 空氣源熱泵單獨(dú)運(yùn)行 太陽(yáng)能 單獨(dú)運(yùn)行等運(yùn)行方式 在冬季溫室熱負(fù)荷較高時(shí) 系統(tǒng)宜采用串聯(lián)方式運(yùn)行 在春夏秋季環(huán)境溫度較 高時(shí)系統(tǒng)既可以并聯(lián)方式運(yùn)行 也可以串聯(lián)方式運(yùn) 行 陽(yáng)光輻照特別好時(shí)則太陽(yáng)能單獨(dú)運(yùn)行 任何季 節(jié)下遇到連續(xù)陰雨天時(shí)則熱泵以空氣源形式單獨(dú) 運(yùn)行 此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下 1 提高了系統(tǒng)的能效比 COP 系統(tǒng)以串聯(lián) 方式運(yùn)行時(shí)太陽(yáng)能主要用來(lái)制取低溫?zé)崴?太陽(yáng)能 632 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期 集熱器的效率可有效提升 15 熱泵蒸發(fā)器側(cè)熱源為 低溫?zé)崴?制冷劑蒸發(fā)溫度較高 因此熱泵 COP 也 得到提升 末端散熱采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管強(qiáng)制換熱 因此 總體上系統(tǒng) COP 得到了有效提高 2 提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性 在氣溫出現(xiàn)連綿陰雨 天時(shí) 由空氣源熱泵向溫室提供熱量 為延長(zhǎng)設(shè)備 使用壽命 采用閉式循環(huán)運(yùn)行 就是讓太陽(yáng)能集熱 載體與水箱中的水隔開(kāi)運(yùn)行 為減少設(shè)備正常運(yùn)行 時(shí)的維護(hù)量 選用丙三醇 乙二醇等的水溶液來(lái)充 當(dāng)集熱載體 起到冬天防凍 平常防結(jié)垢 防腐的 作用 3 提高了系統(tǒng)運(yùn)行靈活性 系統(tǒng)運(yùn)行方式由 陽(yáng)光輻照強(qiáng)度 環(huán)境溫度經(jīng)溫室熱負(fù)荷計(jì)算后選 定 最大化運(yùn)用太陽(yáng)能 最大化實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能 運(yùn)行 3 2 太陽(yáng)能集熱器面積選擇 假如由太陽(yáng)能提供溫室所需全部熱負(fù)荷 則通 過(guò)式 2 計(jì)算可得到在不同月份隨環(huán)境溫度改變的 集熱器面積 表 3 結(jié)果顯示 集熱器面積所需最 大是在最冷月 達(dá)到了 35 m 2 通常 2 m 1 m 規(guī)格 的平板式集熱器采光面積為 1 9 m 2 則若按照 1 月 份的配置需要 18 5 塊 為保證太陽(yáng)能的工作效果和 安裝規(guī)整 太陽(yáng)能板的數(shù)目取值為 20 塊 F J Q d I c c 2 式中 F J 為集熱器所需面積 m 2 Q d 為溫室的每日 需 熱 量 值 MJ d I c 為太陽(yáng)能輻射總量 MJ m 2 d c 為集熱效率平均值 按 40 計(jì) 15 表 3 不同月份下溫室所需集熱器面積 月份 集熱器面積 m 2 月份 集熱器面積 m 2 月份 集熱器面積 m 2 1 月 35 0 5 月 8 3 9 月 7 1 2 月 32 0 6 月 6 2 10 月 11 3 3 月 20 0 7 月 3 0 11 月 25 0 4 月 13 0 8 月 3 5 12 月 32 2 3 3 供暖水箱容積選取 供暖水箱儲(chǔ)熱能力高低取決于水箱容積 而水 箱容積大小又反過(guò)來(lái)決定熱泵運(yùn)行的間隔時(shí)間 該值由式 3 進(jìn)行計(jì)算 計(jì)算時(shí)的相關(guān)條件 1 按照 1 月份溫室平均熱負(fù)荷 Q w 1 173 W 計(jì) 算 2 當(dāng)熱泵以空氣源形式單獨(dú)運(yùn)行 設(shè)定水箱內(nèi) 溫度差為 10 當(dāng)達(dá)到 60 時(shí)熱泵停止工作 當(dāng)水 溫下降到 50 時(shí)重新啟動(dòng) 當(dāng)供暖水箱容積 V g 選擇為 300 L 時(shí)的計(jì)算結(jié) 果為 178 min 也就是熱泵從停止運(yùn)行到重新啟動(dòng)需 時(shí)為 178 min 熱泵單獨(dú)運(yùn)行需 178 min 間隔時(shí)間 假設(shè)太陽(yáng)能在同時(shí)供熱 勢(shì)必會(huì)延長(zhǎng)熱泵的啟停間 隔時(shí)間 熱泵間歇工作的時(shí)長(zhǎng)表明供暖水箱容積 選取為 300 L 較為合適 Q ws T 60 C pv V gn w T gn 3 式中 Q ws 為溫室平均熱負(fù)荷 1 173 W T 為啟停間 隔 時(shí) 間 min C pv 為水定壓比熱容 4 18 kJ kg V gn 為供暖水箱有效容積 300 L w 為水密度 1 000 kg m 3 T gn 為供暖水箱內(nèi)溫度 差 10 3 3 蓄熱水箱容積的選取 冬季系統(tǒng)串聯(lián)運(yùn)行時(shí)熱泵水源蒸發(fā)器所需要 的熱量全部由蓄熱水箱中的熱水供給 蓄熱水箱則 由太陽(yáng)能進(jìn)行加熱 考慮到熱泵的水源蒸發(fā)器的 蒸發(fā)溫度即熱水水溫不能過(guò)高 否則會(huì)導(dǎo)致制冷劑 壓力過(guò)高對(duì)壓縮機(jī)造成損傷 因此蓄熱水箱的最高 水溫設(shè)定為 35 最低溫度設(shè)定為 10 則水箱的 溫差為 25 通過(guò)式 4 進(jìn)行計(jì)算 可得到供暖水 箱的容積 V X 為 976 L 時(shí)可滿足要求 考慮工業(yè)成 品水箱的規(guī)格 蓄熱水箱容積 V X 選取為 1 000 L Q d C pv w V X T X 4 式中 Q d 為 1 月份溫室日均需熱量 102 MJ T X 為 蓄熱水箱的溫差 取值為 25 3 4 熱泵機(jī)組的選型 通常情況下水源熱泵的 COP w 要遠(yuǎn)高于空氣源 熱泵的 COP A 但是必須考慮南方出現(xiàn)連續(xù)陰雨天的 情況 此時(shí)太陽(yáng)輻射照度不夠 以空氣源運(yùn)行形式 代替太陽(yáng)能來(lái)工作 熱泵則變成主要的熱負(fù)荷提供 者 太陽(yáng)能無(wú)法工作時(shí)熱泵只能夠以空氣源形式 運(yùn)行 此時(shí)熱泵承擔(dān)溫室的全部熱負(fù)荷 為保證熱 泵的制熱量能夠滿足溫室的需求 熱泵選型時(shí)應(yīng)以 空氣源形式運(yùn)行時(shí)的 COP A 進(jìn)行計(jì)算選型 1 月份最冷時(shí)溫室維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷為 2 112 W 考慮安全余裕 將系數(shù)取為 1 2 則兩者相 乘得到熱泵制熱功率為 2 535 W 空氣源熱泵 COP 取值為 1 5 16 經(jīng)計(jì)算得到熱泵壓縮機(jī)功率是 1 690 W 據(jù)此選擇壓縮機(jī)及熱泵機(jī)組即可 但功率 必須大于 1 690 W 系統(tǒng)無(wú)論以串聯(lián)方式 并聯(lián)方式或者空氣源熱 泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí) 熱泵冷凝器冷卻水的溫度區(qū)間均設(shè) 置為 50 60 即熱泵冷凝器的工作狀況較差 因 此熱泵的壓縮機(jī)性能要好 同時(shí)制冷劑的性能既要 732 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期 滿足蒸發(fā)器的低溫工況 也要滿足冷凝器的高溫 工況 3 5 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)配置與構(gòu)建 根據(jù)以上的太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè) 備選型 構(gòu)建了為 30 m 2 實(shí)驗(yàn)溫室供暖的雙熱源太 陽(yáng)能熱泵系統(tǒng) 系統(tǒng)的主要部件參數(shù)詳見(jiàn)表 4 構(gòu)建 的太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)詳見(jiàn)圖 5 表 4 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)主要部件參數(shù) 部件名稱 數(shù)量 單位 材料及規(guī)格 溫度傳感器 40 個(gè) Pt100 精度 0 1 熱泵機(jī)組 1 臺(tái) 額定輸入功率為 4 5 kW 制冷劑為 134a 風(fēng)機(jī)盤(pán)管 2 臺(tái) 0 18 kW 外觀尺寸 600 mm 700 mm 50 mm 蓄熱水箱 1 個(gè) 有效容積 1 000 L 渦輪流量傳感器 4 個(gè) DN25 4 20 mA 電流輸出 集熱介質(zhì) 若干 丙二醇水溶液 單位為 10 kg 桶 循環(huán)水泵 4 臺(tái) 揚(yáng)程 H 35 m 額定流量 Q 50 L min 太陽(yáng)能平板集熱器 20 塊 2 000 mm 1 000 mm 供暖水箱 2 個(gè) 有效容積 300 L 連接管件 若干 公稱直徑 DN25 鍍鋅管 閥門 3 6 系統(tǒng)參數(shù)測(cè)量與可開(kāi)展項(xiàng)目 雙熱源太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)中設(shè)置的相關(guān)傳 感器及其測(cè)量點(diǎn)的參數(shù)詳見(jiàn)表 5 系統(tǒng)中配置的設(shè) 備 主要用來(lái)測(cè)試太陽(yáng)能輻射照度值 流量值 溫度 值等參數(shù) 通過(guò)對(duì)測(cè)試參數(shù)的采集 歸類 計(jì)算 整 理 得出太陽(yáng)能集熱器效率值 得出熱泵 COP 從而 模擬出相關(guān)參數(shù)變化曲線 本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以開(kāi)展的 實(shí)驗(yàn)研究項(xiàng)目如表 6 所示 4 結(jié)論與探討 本研究以 1 個(gè)養(yǎng)殖面積為 30 m 2 的甲魚(yú)養(yǎng)殖溫 室為研究對(duì)象 通過(guò)構(gòu)建自成系統(tǒng)的雙熱源太陽(yáng)能 系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱泵供暖 達(dá)到以下目的 為滿足溫室 供暖的多種工況以及節(jié)能運(yùn)行要求 設(shè)計(jì)構(gòu)建了 1 套雙熱源太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng) 該系統(tǒng)具備如下 特點(diǎn) 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理 運(yùn)行方式靈活多變 適用于 不同工況下 系統(tǒng)穩(wěn)定性好 經(jīng)濟(jì)效益佳 2 熱泵供暖測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備全 測(cè)點(diǎn)廣 效率 高 可用于各類運(yùn)行方式下系統(tǒng) 部件測(cè)試 在全社會(huì)提倡綠色建造的今天 環(huán)保意識(shí)滲透 到各行各業(yè)已是不爭(zhēng)的事實(shí) 應(yīng)用于溫室 促進(jìn)農(nóng) 業(yè)領(lǐng)域的變革 更有著特殊的意義 從生態(tài)文明角 度來(lái)發(fā)展農(nóng)業(yè) 是當(dāng)代為暖通空調(diào)專業(yè)人士提出的 新挑戰(zhàn) 任重而道遠(yuǎn) 參考文獻(xiàn) 1 李德堅(jiān) 唐 軒 殷志強(qiáng) 等 溫室太陽(yáng)能供暖 J 太陽(yáng)能學(xué)報(bào) 2002 23 6 557 563 2 鄺平健 劉喜斌 燃煤熱風(fēng)爐解決北方溫室供暖問(wèn)題的研究 J 農(nóng)機(jī)化研究 2007 3 221 222 3 陽(yáng)季春 季 杰 裴 剛 等 間接膨脹式太陽(yáng)能多功能熱泵單獨(dú) 制熱水性能實(shí)驗(yàn)研究 J 太陽(yáng)能學(xué)報(bào) 2008 29 6 678 683 4 鐘 浩 李志民 羅會(huì)龍 等 空氣源熱泵輔助供熱太陽(yáng)能熱水系 統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 J 建筑節(jié)能 2011 39 3 36 39 5 曠玉輝 王如竹 于立強(qiáng) 太陽(yáng)能熱泵供熱系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究 J 太陽(yáng)能學(xué)報(bào) 2002 23 4 1 6 832 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期 表 5 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù) 序號(hào) 名稱 數(shù)量 要求 單位 1 太陽(yáng)輻照度 1 1 min 記錄 1 次 W m 2 2 介質(zhì)體積流量 Q 1 Q 4 4 1 min 記錄 1 次 L min 3 蓄熱水箱水溫 T 3 T 6 4 1 min 記錄 1 次 4 供暖水箱水溫 T 9 T 10 2 1 min 記錄 1 次 5 養(yǎng)殖池水溫 T 11 T 12 2 1 min 記錄 1 次 6 溫室室溫 T 15 T 18 4 1 min 記錄 1 次 7 環(huán)境溫度 T 21 T 22 2 1 min 記錄 1 次 8 熱泵冷凝器進(jìn)口溫度 T 7 1 T 7 3 3 1 min 記錄 1 次 9 熱泵冷凝器出口溫度 T 8 1 T 8 3 3 1 min 記錄 1 次 10 風(fēng)機(jī)盤(pán)管進(jìn)口溫度 T 13 1 T 13 3 3 1 min 記錄 1 次 11 風(fēng)機(jī)盤(pán)管出口溫度 T 14 1 T 14 3 3 1 min 記錄 1 次 12 集熱器進(jìn)口溫度為 T 1 1 T 1 3 3 1 min 記錄 1 次 13 集熱器出口溫度為 T 2 1 T 2 3 3 1 min 記錄 1 次 14 熱泵水源蒸發(fā)器進(jìn)口溫度 T 19 1 1 min 記錄 1 次 15 熱泵水源蒸發(fā)器進(jìn)口溫度 T 20 1 1 min 記錄 1 次 表 6 太陽(yáng)能熱泵供暖系統(tǒng)可開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容 序號(hào) 研究工況 研究目標(biāo) 1 太陽(yáng)能自運(yùn)行供暖性能 1 獲取太陽(yáng)能集熱器的平均熱效率 2 太陽(yáng)能自運(yùn)行制取熱水 1 獲取太陽(yáng)能集熱器日均熱效率值 2 獲取最佳的集熱介質(zhì)流量值 3 熱泵自運(yùn)行供暖性能 1 獲取不同供暖水流量下溫室溫度值 變化曲線值 2 獲取供暖工況下熱泵日均 COP 值 變化曲線值 4 熱泵自運(yùn)行制取熱水 1 獲取熱泵壓縮機(jī)進(jìn)出口溫度值 2 獲取熱泵壓縮機(jī)進(jìn)出口壓力等變化曲線值 3 獲取熱 泵的 COP 隨制取熱水溫度的變化曲線值 4 獲取環(huán)境溫度對(duì)熱泵 COP 的影響變化曲線 5 太陽(yáng)能 熱泵串聯(lián)運(yùn)行供暖性能 1 獲取溫室溫度日變化曲線值 2 獲取水源熱泵的 COP 隨時(shí)間與蒸發(fā)溫度的變化曲 線 3 獲取系統(tǒng)的日均 COP 及多日的 COP 的變化曲線 4 獲取太陽(yáng)能集熱器的日均效 率值及多日的日均效率值的變化曲線 6 太陽(yáng)能 熱泵并聯(lián)運(yùn)行性能供暖 1 獲取太陽(yáng)能集熱器的日均效率值 不同日的日均效率值的變化曲線 2 獲取系統(tǒng)的日 均 COP 值 不同日的 COP 變化曲線值 3 得到溫室的溫度日變化曲線 6 涂愛(ài)民 董 華 朱冬生 等 太陽(yáng)能熱泵 地板輻射供熱系統(tǒng)實(shí) 驗(yàn)研究 J 暖通空調(diào) 2007 37 1 108 112 7 李曉磊 王 勇 太陽(yáng)能 低溫?zé)峄厥湛諝庠礋岜寐?lián)合供暖系 統(tǒng)集熱側(cè)設(shè)計(jì)計(jì)算方法 J 暖通空調(diào) 2016 46 10 99 103 8 陳 冰 羅小林 畢方琳 等 溫室太陽(yáng)能與空氣源熱泵聯(lián)合加溫 系統(tǒng)的試驗(yàn) J 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 2011 13 1 55 59 9 鄭榮進(jìn) 孫文君 張建高 等 基于可再生能源供熱的設(shè)施水產(chǎn)養(yǎng) 殖試驗(yàn)溫室設(shè)計(jì) J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2011 27 10 218 221 10 張喜亮 邱新法 陳世春 等 南太湖湖州地區(qū)太陽(yáng)總輻射的氣 候?qū)W計(jì)算及特征分析 C 浙江省氣象學(xué)會(huì) 第六屆長(zhǎng)三角 氣象科技論壇論文集 2009 11 黃 艷 蔡 敏 嚴(yán)紅梅 浙江省太陽(yáng)能資源分布特征及其初步 區(qū)劃研究 J 科技通報(bào) 2014 30 5 78 85 12 楊世銘 陶文栓 傳熱學(xué) M 4 版 北京 高等教育出版 社 2006 13 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50019 2003 S 14 溫室加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 JB T 10297 2001 S 15 高志宏 賈少剛 魏翠琴 等 平板型太陽(yáng)能熱水裝置性能實(shí)驗(yàn) 研究 J 太陽(yáng)能 2015 11 59 62 16 魏翠琴 高志宏 賈少剛 等 太陽(yáng)能熱泵熱水裝置性能實(shí)驗(yàn)研 究 J 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2016 7 265 268 932 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020 年第 48 卷第 11 期