蘇南地區(qū)夏季淺層地熱交換對大棚降溫效果初探.pdf

1、近些年地源熱泵作為溫室環(huán)境調控的新興技術受到人們的重視與研究，而研究的大部分內容多集中在溫室大棚的增溫效應方面，很少有其降溫效應的研究。本試驗針對蘇南地區(qū)夏季高溫造成棚內作物生理障礙的情況，從降溫的方向出發(fā)，分析了該地區(qū)淺層地熱交換系統(tǒng)的溫濕度、地溫、焓差、蓄熱量、能耗等變化情況，以得出此系統(tǒng)在蘇南地區(qū)大棚內的降溫效果及實用性。
　　試驗于2016年5月到7月在蘇州市張家港市塑料大棚內進行。大棚南北走向，長88m，跨度7m，脊高3

2、m，鋼管裝配式大棚。選取2座外部環(huán)境條件、規(guī)格一致的塑料大棚作為處理和對照，處理大棚地中熱交換管道埋深為60cm，共14組，PVC管直徑為110mm。風機上午6:00開啟，下午6:00關閉。大棚每日6:00-18:00正常通風，不啟用遮陽網，種植作物為西瓜。測定棚內60cm、40cm、15cm深度地溫、換熱管道進出口溫濕度，計算出焓差、蓄熱量、平均熱流量、平均熱流密度、能效功耗情況，同時還對各種降溫設施的經濟效益進行了分析。主要研究結果

3、如下:
　　1.對室內環(huán)境的影響，晴天平均降溫3.4℃，多云天平均降溫1.46℃，陰雨天平均降溫0.8℃;濕度變化相比對照不顯著，晴天在40％～90％，多云天在60％～100％，陰雨天在80％～100％。但在整個高溫季節(jié)，降溫后棚內溫度依舊處于30～38℃的高溫狀態(tài)，有待進一步的改造研究，以提升降溫效果。
　　2.對地溫的影響，三個連續(xù)晴天，60cm地溫，對照基本處于21.3℃的恒溫狀態(tài)，不受淺層土傳熱的影響，處理地溫由于主

4、動蓄熱在21.8℃上下0.4℃平穩(wěn)波動;40cm處對照地溫受淺層土壤傳熱影響，日平均氣溫22.7℃，處理平均氣溫23.9℃;15cm處對照日平均氣溫為24.8℃，處理日平均氣溫為25.7℃，兩者變化趨勢一致。
　　3.焓差變化規(guī)律，連續(xù)三日換熱管道進出口焓差變化范圍為0.166～9.56kJ/kg，中午12:00～15:00時段達到較高水平，蓄熱效率高，風機開啟后和關閉前的一個小時焓差最低，日平均焓差為3.37kJ/kg。

5、　　4.蓄熱量分析，每天10h主動蓄熱時段，日平均蓄熱量為3.94×105kJ，日消耗電能0.8×105kJ，蓄積熱量遠大于耗電量，平均能效比(COP)為4.21。
　　5.能耗及成本分析，淺層地熱交換系統(tǒng)同最高能效標準空調機相比投入成本僅達到其15.5％，且能效比是空調機的1.4倍。同噴霧相比投入成本約增加70％，但地下熱交換系統(tǒng)可有效避免噴霧降溫帶來的棚內濕度升高對作物生長造成的影響;同非能量消耗的遮陽網及自然通風等降溫方式相