滑动覆盖装配式节能日光温室说明

1、孙孙周平周平沈沈阳农业阳农业大大学园艺学学园艺学院院设设施施园艺教园艺教育部重点育部重点实验实验室室2013.82013.112013.11 前言前言 新型日光温室的结构特点新型日光温室的结构特点 新型日光温室的节能特性新型日光温室的节能特性 新型日光温室的光温特性新型日光温室的光温特性 新型日光温室的应用新型日光温室的应用 总结总结 日光温室是中国独具知识产权的温室类型。日光温室是中国独具知识产权的温室类型。 辽宁是日光温室的发源地。辽宁是日光温室的发源地。 20世纪世纪80年代日光温室年代日光温室从辽宁省的海城和瓦房店兴起从辽宁省的海城和瓦房店兴起以来以来，迅速推广至迅速推广至中中国北方地

2、区国北方地区。AnshanAnshanShenyangShenyang原始日光原始日光温温室室辽辽沈沈 型型节节能日光能日光温温室室 2012年年中中国日光温室国日光温室面积面积92.8万万ha，年产蔬菜总量年产蔬菜总量2.5亿吨，产亿吨，产生巨大的经济、社会和生态效益。生巨大的经济、社会和生态效益。 成功解决了我国北方地区冬春淡季蔬菜供应问题。成功解决了我国北方地区冬春淡季蔬菜供应问题。 成为解决我国北方地区成为解决我国北方地区“三农三农”问题的支柱产业问题的支柱产业。Lu30年来，日光温室外形结构没有根本改变年来，日光温室外形结构没有根本改变u“三面墙一面坡三面墙一面坡(采光采光)，保温被

3、，保温被+卷帘机卷帘机”传统结构存在传统结构存在许多难以克服的问题。许多难以克服的问题。前屋面前屋面西山西山墙墙后后 坡坡前屋面前屋面卷卷帘帘机机保保温温被被u保保温温被外置，防雨、防雪、防被外置，防雨、防雪、防风风、防火能力差、防火能力差 u温室骨架为异形曲面，难于实现自动化控制温室骨架为异形曲面，难于实现自动化控制u保温被卷放过程中保温被卷放过程中 与棚膜、骨架摩擦，棚膜易损坏与棚膜、骨架摩擦，棚膜易损坏u东西山墙挡光东西山墙挡光 （8%8%） u土地利用效率土地利用效率较较低（低（45%）u土土墙墙和和砖墙砖墙，破坏大量土地和，破坏大量土地和农业农业生生态环态环境境 结构问题结构问题保温

4、被草帘 性能性能问题问题SouthSouthMiddleMiddleNorthNorth闭闭合中合中完全完全闭闭合合新型新型结构结构日光日光温温室室动画动画演示演示外保温覆盖件、西山墙、顶部和底部通风窗可实现自动打打开与关闭开与关闭 温室骨架半圆弧形结构温室骨架半圆弧形结构 岩棉彩钢板覆盖件可滑动打开、关闭岩棉彩钢板覆盖件可滑动打开、关闭 东西移动山墙可分别在上、下午打开、关闭东西移动山墙可分别在上、下午打开、关闭改变了日光温室“三面墙一面坡，保温被+卷帘机”的传统结构温室构件工厂化生产，温室建设装配式安装解决土墙和砖墙对土地资源的破坏实现日光温室的自动化控制l跨度跨度: : 1212- -1

5、4 14 m, m, 脊高脊高: : 5 5. .5 5-6.0 m-6.0 m, , l长度长度: : 6565 m,m, 采光角采光角: : 41.541.5, ,l有效栽培栽培空间：有效栽培栽培空间：3.5-4.5 m3.5-4.5 m4.5ml脊高前移，新型温室土地利用率68%，提高20%以上；l单体温室生产面积利用率94%（砖墙86.6%，土墙60%）承重量：2300kg/4个挂点 100kg/平方米 日光温室节能设计理论日光温室节能设计理论三大基本要素三大基本要素 ：l采光采光l蓄蓄热热l保保温温对照:(辽沈型土墙日光温室)跨度:7m 脊高: 3.3m,北墙底度:3m 顶宽:1m凌

6、源市30多万亩，80%栽培黄瓜新型日光温室 :跨度:12m,脊高:5.5m温室温室类型类型新型日光温室新型日光温室Control 辽沈辽沈型土墙日光温室型土墙日光温室前前屋面采光角屋面采光角41.5 25.2 单位温室采光面积单位温室采光面积/ /m m2 2/m/m2 211平均采光率平均采光率/%82.777.4表1 新型日光温室的采光特性陈端生等(1992):冬季圆形屋面采光优于椭圆形。 传统日光温室的蓄热体：地面传统日光温室的蓄热体：地面+ +墙体墙体( (后墙、后坡、山墙后墙、后坡、山墙) ) l研制水循环蓄热系统研制水循环蓄热系统l改进空气改进空气-地中热交换蓄热系统地中热交换蓄热

7、系统l可取代土质墙体的蓄热功能。可取代土质墙体的蓄热功能。地面地面北北墙墙山山墙墙水循环蓄水循环蓄热热系统系统空空气气- -地中地中热热交交换换蓄蓄热热系系统统后坡后坡 新型温室没有墙体的蓄新型温室没有墙体的蓄放放热功能热功能 解决解决蓄热问题蓄热问题是新型温室成功的关键环节是新型温室成功的关键环节 水循环蓄热系统水循环蓄热系统组成组成：水池水池(32m(32m3 3) )、采光板、采光板(360m(360m2 2) ) 、水泵、水管和控制器等，、水泵、水管和控制器等， 白天白天 9:30-15:009:30-15:00运行，水温运行，水温16-1716-17升高到升高到2424(7-8(7-

8、8) )，蓄热蓄热936MJ936MJ； 晚上晚上 0:30-6:300:30-6:30运行，水温降低运行，水温降低7-87-8，散热，散热936MJ936MJ 单位温室面积散热量1200kJ/m2。土墙晚上散热761kJ/m2（李建设等,2010）水池水池采光板采光板 水水管管 水水泵泵 图1 日光温室气温与水循环系统水温的变化 (2013.1.25-27)空气空气- -地中热交换蓄热系统地中热交换蓄热系统 u组成：组成：1010台风机、台风机、1010个送风管、个送风管、地中热交换管、出风口地中热交换管、出风口 u两方面改进：两方面改进：l地下散热管南北走向地下散热管南北走向l风机位于顶部

9、风机位于顶部（顶部温度40）u白天白天 10:00-15:0010:00-15:00运行，运行，0.5m0.5m土土壤中的壤中的蓄热蓄热量约量约200MJ200MJ； u晚上晚上 没有运行没有运行对照温室：下雨或下雪后，防寒被和草帘等热阻降低30%-50%左右。温室温室类型类型新型日光温室新型日光温室Control 土墙日光温室土墙日光温室外保温材料外保温材料20cm 岩棉岩棉 + 彩钢板彩钢板一层草帘一层草帘+ 一层棉被一层棉被热阻热阻/K/W5.13-4表表2 2 日光温室保温特性分析日光温室保温特性分析 室外气温：室外气温：-25.8， 土墙温室：土墙温室：910 新型温室：新型温室：1

10、3.3 新型温室温差新型温室温差: 39.1图2 晴天时日光温室昼夜温度变化（2013.1.25,26）(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013)对照土墙温室:顶放风1月25日打开顶放风1月26日关闭晚上最低温度白天温度新型温室:顶放风关闭12月到2月中图3 日光温室日光照强度变化(A)和南北方向光照分布(B)l光照强度提高光照强度提高5%5%左右左右l每天每天22万万LuxLux光照时间长光照时间长1 1小时左右小时左右l南北方向光照分布比较均匀南北方向光照分布比较均匀(Sun et al, Transactions of the CSAE, 20

11、13)A AB B图4 日光温室1m(A)和2.5m(B)高度南北方向的气温变化（2013.1.25-27）4.2.1 4.2.1 南北方向南北方向温温度度变变化化 AB(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013)l 晚上晚上 南中北间温差小于南中北间温差小于0.3.0.3.l 白天白天 南中北温差南中北温差3-5, 3-5, 有时南侧稍微高一点有时南侧稍微高一点图5 新型日光温室中部的垂直气温变化（2013.3.24-26）4.2.2 4.2.2 垂直方向垂直方向温温度度变变化化(Sun et al, Transactions of the CSAE, 2013)顶部放风从2月中旬打开 白天白天 5m5m处温度最低、处温度最低、4m4m温度最高（顶放风打开）温度最高（顶放风打开）. . 晚上晚上 垂直温度差小于垂直温度差小于0.50.5新型温室运行情况新型温室运行情况u冬季每天消耗电量16.2KW 保温覆盖件开闭保温覆盖件开闭1.5KW1.5KW 水循环系统水循环系统8.625KW8.625KW 空气空气- -地中热交换系统地中热交换系统6KW6KWu农用电0.46元/KW，每天电费7.4元新型节能日光温室的主要特点