日光温室结构参数对室内温光环境的影响

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日光温室作为一种能够进行反季节种植的农业设施,保证了蔬菜、水果等人们所需食物的不断季生长,增加了农民的收入,促进了农村经济的发展.本文以太谷区不同生产型日光温室为研究对象,通过对前屋面角、后墙结构、前后坡比和保温比等日光温室建造参数的研究,明晰对日光温室的温度影响较大的因素,进而为当地的日光温室建造提供理论参考.研究结果如下:(1)增大前屋面角,透过前屋面的太阳光将增加,室内温度分布更加均匀.当前屋面角为23°时,日光温室内的平均光照透过率为58.8%,温度分布南北向温差为1℃,东西向的温差为1.3℃,当前屋面角为30°时,室内平均光照透过率为65.2%,温度分布南北向温差为0.7℃,东西向的温差为0.9℃;当前屋面角为33°时,室内平均光照透过率为68%,温度分布南北向温差为0.5℃,东西向温差为0.75℃.说明随前屋面角的增大,日光温室的光照性能增强,温度空间分布变均匀.(2)单一材料结构墙体的日光温室保温性能强,但墙体过厚,土地利用率低;夹芯墙体日光温室比保温板外置墙体的日光温室保温性能优越.通过对气温时间分布、空间分布及不同天气条件下的气温与地温的试验研究,单一均质墙体的保温性能强,但过厚,占地面积大.夹芯墙体日光温室较保温板外置墙体日光温室内的气温更高,空间分布也更加均匀,不同天气条件下的气温与地温更高.(3)后坡短前坡长,增加太阳光进入日光温室的有效面积,使墙体吸收更多热量在夜间释放,维持一定的温度.当前后坡比为7:1时,南北向气温变化顺序依次为中部>北部>南部,中部的平均气温为18℃,与北部的温差为1.6℃,与南部的温差为2℃.当前后坡比为7.7:1.3时,南北向气温变化顺序依次为北部>中部>南部,北部的平均气温为17℃,与中部的温差为0.7℃,与南部的温差为1℃.当前后坡比为25:1时,南北向气温变化顺序依次为北部>中部>南部,北部的平均气温为24℃,与中部的温差为1℃,与南部的温差为0.4℃,说明前后坡比越大的温室,保温性能越好.(4)当保温比<1时,随保温比增大,日光温室的保温性能增强.晴天条件下,当保温比为0.89时,室内最高气温为36℃,升温速率为3.4℃/h;当保温比为0.89时,室内最高气温为40.5℃,升温速率为4.9℃/h.阴天条件下,当保温比为0.89时,室内最高气温为16℃;当保温比为0.93,室内最高气温为19℃,两温室升温速率相近.说明保温比大的温室,保温升温性能强.(5)在CFD数值模拟中,通过建立模型设置边界条件求解,模拟结果基本上与试验所得结果一致,有较高的吻合度.试验测得值与模拟值误差在1℃内,平均绝对误差都<10%,属于正常误差范围.本研究建立的CFD数值模型有效,与试验有较高的吻合度.
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