基于TRNSYS软件的日光温室空气源热泵-地埋管系统仿真与优化

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作者 张高尚 吴乐天 +3 位作者 郭申伯 岳秋星 孙小丽 史慧锋 《新疆农业科学》 北大核心 2025年第5期1273-1285,共13页

【目的】通过系统模拟与优化,探索最优工作参数,以提高能源利用率,为新疆戈壁和沙漠区温室冬季供暖相关研究与工程应用提供案例参考。【方法】以空气源热泵集热联合地埋管蓄热(ASHP-UP)系统为研究对象,利用TRNSYS软件构建瞬时模拟模型,... 【目的】通过系统模拟与优化,探索最优工作参数,以提高能源利用率,为新疆戈壁和沙漠区温室冬季供暖相关研究与工程应用提供案例参考。【方法】以空气源热泵集热联合地埋管蓄热(ASHP-UP)系统为研究对象,利用TRNSYS软件构建瞬时模拟模型,结合Box-Behnken试验设计和响应面分析法,研究系统运行参数并优化。【结果】最优工况下,系统蓄热量为501.90 kWh,能耗为77.18 kWh,土壤升温2.26℃。系统日均蓄热功率为37.5kJ/s,日均蓄热COP为4.33,放热COP为4.81。相较传统燃煤、燃气和电加热等加热方式,能耗分别降低84.7%、81.3%和79.1%,温室气体排放量分别减少8.24、6.52和5.67 t。系统在越冬生产的最优工况为:热泵额定制热量30.0 kW、蓄热时间12.0 h、循环水流量5.55 m 3/h。【结论】该系统蓄、放热效果较佳,满足作物越冬生产需求,其节能与环保性能符合国家节能减排要求。 展开更多

关键词 组装式日光温室 空气源热泵 地埋管 蓄热性能 节能

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温室地下蓄热系统蓄热和加温性能 被引量：20

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作者 王永维 苗香雯 +1 位作者 崔绍荣 梁喜凤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期75-78,共4页

针对温室地下蓄热系统热量损失大、系统运行效率低的缺点 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统 ,测试了蓄热与加温时进出口空气温度、湿度、换热管道出口处流速、土壤温度。试验结果表明 ,系统蓄热与加温时空气流经换热管道温度、焓值变化... 针对温室地下蓄热系统热量损失大、系统运行效率低的缺点 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统 ,测试了蓄热与加温时进出口空气温度、湿度、换热管道出口处流速、土壤温度。试验结果表明 ,系统蓄热与加温时空气流经换热管道温度、焓值变化明显 ,平均蓄热热流密度为 2 3～ 81W/ m2 ,平均加温热流密度为 82～ 96 W/ m2 ,能够明显提高苗床温度 ,蓄热量与加温热量均是系统消耗电能的 10倍以上 。 展开更多

关键词 温室 加温 地下蓄热 苗床温度 土壤温度 湿度 空气温度 温热 热量损失 试验结果

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日光温室燃池-地中热交换系统加热效果的初步研究 被引量：35

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作者 白义奎 迟道才 +2 位作者 王铁良 赵岽 任冰洁 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期178-181,共4页

为保证日光温室作物在寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了燃池-地中热交换系统,该系统将燃池和地中热交换系统结合起来,以达到提高温室内土壤温度和气温的目的。初步研究表明,在地面以下0.35 m沿温室长度方向3个测点土壤平均温度分别... 为保证日光温室作物在寒冷季节正常生长,在日光温室中设置了燃池-地中热交换系统,该系统将燃池和地中热交换系统结合起来,以达到提高温室内土壤温度和气温的目的。初步研究表明,在地面以下0.35 m沿温室长度方向3个测点土壤平均温度分别为15.5℃、15.6℃、15.5℃,土壤温度分布均匀,较参考点平均温度分别提高1.9℃、2.0℃、1.9℃;沿温室跨度方向3个测点土壤平均温度分别为15.2℃、15.6℃、14.7℃,分别较对应参考点平均温度提高2.7℃、2.0℃、3.7℃;温室内平均气温为21.4℃,较参考点平均气温提高2.6℃,室内外温差达到34.0℃。使用燃池-地中热交换加热系统,对提高温室内土壤温度、气温均具有较好的效果。 展开更多

关键词 日光温室 燃池-地中热交换系统 加热

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温室地下蓄热系统换热特性研究 被引量：16

4

作者 王永维 苗香雯 +1 位作者 崔绍荣 梁喜凤 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期248-251,共4页

针对现行温室地下埋管式换热系统结构的缺点 ,为充分利用地下蓄热 ,提高地温和夜间环境温度 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统。测定了系统蓄热与放热时进出口空气温度、湿度与换热管道出口处空气的流速。试验结果表明 ,温室地下蓄热系... 针对现行温室地下埋管式换热系统结构的缺点 ,为充分利用地下蓄热 ,提高地温和夜间环境温度 ,设计了一种新型温室地下蓄热系统。测定了系统蓄热与放热时进出口空气温度、湿度与换热管道出口处空气的流速。试验结果表明 ,温室地下蓄热系统蓄热和放热时进口空气与出口空气的温度差、焓差较大 ,其差值随系统运行时间降低 ,白天蓄热量与夜间释放热量大于系统消耗的电能 ,蓄热时运行时间不宜大于 4.5h。 展开更多

关键词 温室 地下蓄热 换热特性 地下蓄热原理

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连栋温室地中热交换系统贮热加温的试验 被引量：44

5

作者 马承伟 黄之栋 穆丽君 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期160-164,共5页

为解决连栋温室冬季能耗大、费用高的问题，进行了采用地中热交换系统部分代替燃煤的贮热加温试验。测定了空气和管道周围土壤贮、放热前后的温度等参数变化，系统在夜间加温能力可达加温热流量６０Ｗ／ｍ２，可有效保证夜间室内气温高... 为解决连栋温室冬季能耗大、费用高的问题，进行了采用地中热交换系统部分代替燃煤的贮热加温试验。测定了空气和管道周围土壤贮、放热前后的温度等参数变化，系统在夜间加温能力可达加温热流量６０Ｗ／ｍ２，可有效保证夜间室内气温高于室外１１℃以上。 展开更多

关键词 连栋温室 地中热交换系统 贮热 加温 节能 温室

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空气流速对温室地下蓄热系统加温时热湿传递的影响 被引量：6

6

作者 王永维 梁喜凤 +2 位作者 程绍明 王俊 苗香雯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期180-185,219,共7页

为确定温室地下蓄热系统换热管道空气流速对其加温运行时热量交换和水蒸气迁移的影响,测试了该系统以不同换热管道空气流速蓄热后,夜间加温时换热管道进出口空气温度与湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气的含湿量、... 为确定温室地下蓄热系统换热管道空气流速对其加温运行时热量交换和水蒸气迁移的影响,测试了该系统以不同换热管道空气流速蓄热后,夜间加温时换热管道进出口空气温度与湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气的含湿量、焓、蓄热功率。结果表明,在冬季晴朗的天气下,系统以0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s的换热管道空气流速白昼蓄热后,夜间以与蓄热时相同的空气流速加温时,温室内低温高湿空气流经换热管道后,温度、焓显著增加,相对湿度明显降低,加温功率随换热管道流速增加而增加,平均加温功率分别达1.0、1.6、3.2、6.4、7.2、7.7 kW;当换热管道空气流速小于2 m/s时,加温效果不显著;当换热管道空气流速大于2.5 m/s时持续加温能力差;在满足作物夜间生长所需温度条件时,应以2.0 m/s的换热管道空气流速加温。 展开更多

关键词 温室 地下蓄热系统 空气流速

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温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热效果影响 被引量：7

7

作者 王永维 梁喜凤 +1 位作者 王俊 苗香雯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期173-177,202,共6页

为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热增温效果及对温室温度与湿度环境的影响,分别测试了该系统换热管道以不同空气流速蓄热时换热管道进出口空气温度和湿度、地坪温度以及相邻无蓄热系统温室内的气温、土壤温度和室... 为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热增温效果及对温室温度与湿度环境的影响,分别测试了该系统换热管道以不同空气流速蓄热时换热管道进出口空气温度和湿度、地坪温度以及相邻无蓄热系统温室内的气温、土壤温度和室外温度。结果表明,白昼晴朗时,当换热管道内空气以流速0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8 m/s进行蓄热时,地坪温度均高于相邻无蓄热系统温室内的土壤温度,平均温差分别为0.8、1.1、3.1、3.9、4.3、5.6℃,系统蓄热效果随换热管道空气流速增加而增强。在系统换热管道内空气流速以0.6~2.8 m/s蓄热时,温室内热空气流经换热管道温度明显降低,使蓄热温室内的气温低于相邻温室气温0.1~0.6℃,但蓄热温室气温在常见温室栽培作物所需的适宜温度范围内,换热管道以不同空气流速蓄热对温室的温度环境影响较小。 展开更多

关键词 温室 双层覆盖 地下蓄热 换热管道 空气流速 蓄热效果

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温室地下蓄热系统换热管道流速分布与蓄热性能研究 被引量：5

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作者 王永维 梁喜凤 +1 位作者 苗香雯 崔绍荣 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期311-314,共4页

基于作物幼苗期对气温与土壤温度的要求,设计了一种新型地下蓄热系统,对影响换热管道内热量交换的主要因素——空气流速进行测试.结果表明,空气流量在各换热管道内分布均匀,且管内空气流动呈紊流状态,有利于增强空气与管壁间的对流传热... 基于作物幼苗期对气温与土壤温度的要求,设计了一种新型地下蓄热系统,对影响换热管道内热量交换的主要因素——空气流速进行测试.结果表明,空气流量在各换热管道内分布均匀,且管内空气流动呈紊流状态,有利于增强空气与管壁间的对流传热;理论分析可知,该蓄热系统能够贮存大量热能,且蓄热量大于其消耗的电能,节能效果明显. 展开更多

关键词 温室 地下蓄热 流速分布 蓄热性能 节能

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温室地下蓄热系统温度的分布试验 被引量：6

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作者 王永维 程绍明 姜雄晖 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期112-115,共4页

设计了温室地下蓄热系统,并测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、地坪温度。结果表明,系统蓄热时,温室内纵向最大气温差为1.9℃,地坪温度沿温室横向、纵向变化幅度小,且随着蓄热过程的进行,气温、地温趋于一致;加温时,... 设计了温室地下蓄热系统,并测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、地坪温度。结果表明,系统蓄热时,温室内纵向最大气温差为1.9℃,地坪温度沿温室横向、纵向变化幅度小,且随着蓄热过程的进行,气温、地温趋于一致;加温时,温室内纵向最大气温差为0.8℃,地坪横向、纵向最大温差分别为0.6℃、1.9℃,温度分布均匀。 展开更多

关键词 温室 地下蓄热系统 温度分布

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温室地下蓄热系统蓄热加温效果试验 被引量：6

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作者 杨波 姚仙珍 +3 位作者 王建萍 李志肖 王永维 文乐元 《农机化研究》 北大核心 2008年第1期127-131,共5页

为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明:在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别... 为了减少温室加温能耗,基于植物生理设计了温室地下蓄热系统,测试了系统冬季白昼蓄热与夜间加温时温室内空气温度、湿度和地坪温度和室外气温、土壤温度、相邻未蓄热温室气温和地温。结果表明:在冬季白昼为晴朗、多云时,系统蓄热可分别使地坪温度平均高于未蓄热温室地温4.8℃,4.4℃,具有良好的蓄热效果;阴天时蓄热时间应适当缩短,但由于长期蓄热,其地温仍高于相邻温室2.6℃。在白昼为晴朗、多云、阴天的情况下,夜间系统加温使温室内气温分别高于相邻未蓄热温室3.1℃,2.0℃,1.5℃,与外界分别保持3.95℃,3.21℃,2.35℃的平均温差,在加温期间具有良好的加温效果,至少可以满足温室加温能耗的35.7%。 展开更多

关键词 园艺学 地下蓄热系统 试验 温室 蓄热加温效果 节能

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双层覆盖温室地下蓄热系统保温效果试验 被引量：5

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作者 王永维 梁喜凤 苗香雯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期97-100,共4页

针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室... 针对温室加温能耗大的突出问题，设计了双层覆盖温室地下蓄热系统。测试了冬季夜间保温时温室内外温度、湿度，计算了达到同样环境温度时燃煤热水锅炉加温所需能耗及燃料成本。结果表明，在冬季白昼为晴天、多云、阴天时，双层覆盖温室地下蓄热系统蓄热后，夜间保温时温室内温度分别高于外界温度5．1～9．8℃、4．8～6．9℃、4．2～6.4℃，室内外平均温差分别为6．9℃、5．4℃、5．3℃，其能耗费用低于燃煤热水锅炉加温费用，系统具有良好的保温性能，节能效果明显。 展开更多

关键词 双层覆盖温室 地下蓄热系统 保温效果 试验

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空气流速对温室地下蓄热系统湿热传递影响试验 被引量：2

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作者 梁喜凤 王永维 +2 位作者 程绍明 王俊 苗香雯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期189-193,188,共6页

为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热量和水蒸气迁移的影响,建立合理的运行模式,测试了该系统以0.6～2.8m/s的空气流速蓄热时换热管道进、出口空气温度和相对湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气含... 为确定双层覆盖温室地下蓄热系统换热管道空气流速对蓄热量和水蒸气迁移的影响,建立合理的运行模式,测试了该系统以0.6～2.8m/s的空气流速蓄热时换热管道进、出口空气温度和相对湿度、地坪温度、室外温度,计算了换热管道进出口处空气含湿量与焓及蓄热功率。结果表明,在冬季白昼晴朗时,系统分别以0.6、1.0、1.5、2.0、2.5、2.8m/s的空气流速进行蓄热,温室内热空气流经换热管道焓值明显降低,以不同流速蓄热时进、出口空气焓差的变化幅度、变化趋势相近,换热均充分;蓄热功率随流速增加而增加,当空气流速小于2m/s时,蓄热功率不足,系统蓄热时较佳的空气流速为2.5～2.8m/s,蓄热时间应以10:30～14:30为宜。 展开更多

关键词 双层覆盖温室 地下蓄热系统 流速 热量 水蒸气

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苏南地区夏季浅层地热交换对大棚降温效果初探 被引量：2

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作者 王嘉维 王昭 +2 位作者 杨俊伟 赵海亮 邹志荣 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期519-526,共8页

为研究苏南地区浅层地热交换系统的降温效果,2016年5月至7月在江苏省张家港市某塑料大棚内进行试验,分别测定棚内60、40、15 cm土层深处地温、换热管道进地处和出地处的温度和湿度,计算并分析焓差、蓄热量、平均热流量、平均热流密度、... 为研究苏南地区浅层地热交换系统的降温效果,2016年5月至7月在江苏省张家港市某塑料大棚内进行试验,分别测定棚内60、40、15 cm土层深处地温、换热管道进地处和出地处的温度和湿度,计算并分析焓差、蓄热量、平均热流量、平均热流密度、能效功耗情况。结果表明:在该地区5—7月,试验大棚晴天平均降温为3.4℃,多云天为1.5℃,阴雨天为0.8℃。湿度变化与对照相比差异不显著,晴天在40%~90%之间,多云天在60%~100%之间,阴雨天在80%~100%之间。3个连续晴天中,对照大棚在60 cm土层深处地温基本处于21.3℃的恒温状态,处理大棚在21.8℃±0.4℃平稳波动;对照大棚在40 cm土层处日平均地温为22.7℃,平均以0.1℃/d上升,处理大棚为23.9℃,平均以0.4℃/d上升;对照大棚在15 cm土层处日平均地温为24.8℃,处理大棚为25.7℃,以0.5℃/d波浪式上升。在热交换方面,试验大棚焓差0.166~9.560 kJ/kg,蓄热量3.94×10~5kJ,日耗电能0.8×10~5kJ,能效比4.21。初步证明浅层地热交换系统在苏南地区具有实用可行性。 展开更多

关键词 塑料大棚 地热交换 温度 地下蓄热1

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地下热交换日光温室蔬菜生产效益的研究 被引量：2

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作者 魏宝琴 李达 +2 位作者 刘书智 孙世昌 马志泓 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 1994年第3期289-294,共6页

地下热交换日光温室在地面下５０ｃｍ处埋设管道，可利用集蓄太阳能的办法，提高早春和晚秋塑料日光温室的气温与地温，促进蔬菜的早熟与延后生产．１９８７～１９８８年我们在地下热交换日光温室进行了番茄与辣椒等蔬菜的栽培试验，早... 地下热交换日光温室在地面下５０ｃｍ处埋设管道，可利用集蓄太阳能的办法，提高早春和晚秋塑料日光温室的气温与地温，促进蔬菜的早熟与延后生产．１９８７～１９８８年我们在地下热交换日光温室进行了番茄与辣椒等蔬菜的栽培试验，早春收获时期比对照温室提早７ｄ左右，前期产量提高１．３倍左右，总产量提高４０％以上，具有良好的经济效益与社会效益． 展开更多

关键词 地下热交换 日光温室 番茄 辣椒

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地下水源热泵温室利用系统回灌模拟试验

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作者 程希 王琪 曹文龙 《农机化研究》 北大核心 2011年第5期166-168,173,共4页

设计了一沙箱模拟地下水无压自流回灌试验,测得抽、灌井周围测试点的水头值和水均衡状态时的抽灌水流量,并进行统计分析以及MODFLOW数值模拟,为地下水源热泵工程的前期可行性分析提供了科学的模拟试验方法,也为地下水源热泵温室利用系... 设计了一沙箱模拟地下水无压自流回灌试验,测得抽、灌井周围测试点的水头值和水均衡状态时的抽灌水流量,并进行统计分析以及MODFLOW数值模拟,为地下水源热泵工程的前期可行性分析提供了科学的模拟试验方法,也为地下水源热泵温室利用系统回灌技术的利用提供了可靠依据。 展开更多

关键词 地下水源热泵温室利用系统 回灌模拟试验 水均衡

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温室地热降温系统的热工研究

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作者 谢守勇 苏振祥 +1 位作者 郑显文 朱代林 《西南农业大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2001年第1期89-90,共2页

推导了地热与气温的函数关系 ,进行了温室地热降温系统的热工研究。通过温室地热降温系统的热交换过程的温度变化分析表明

关键词 地热 气温 温室地热降温系统 热交换

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