太阳能空气集放热系统在温室中的热性能研究

编号 zgly0001727602

文献类型 期刊论文

文献题名 太阳能空气集放热系统在温室中的热性能研究

作者 宋磊  曹晏飞  王浩  肖金鑫  胡艺馨  李建明 

作者单位 西北农林科技大学园艺学院农业部西北设施园艺工程重点实验室 

母体文献 西北农林科技大学学报:自然科学版 

年卷期 2021,49(3)

页码 118-128

年份 2021 

分类号 S625.4 

关键词 集放热系统  温室  热性能  集热效率  设施园艺 

文摘内容 【目的】设计一种太阳能空气集放热系统并在温室中进行实际测试,以此探究该系统的热性能表现,分析其各项性能参数,为后续改进优化太阳能空气集放热系统及其在温室中的应用提供依据。【方法】在太阳能平板集热器的基础上,通过给集热器加装用于基质升温的散热管道来进行太阳能空气集放热系统的设计,该系统以太阳能为热源,白天集热器收集太阳热能并实现对空气的加热,同时在管道风机的作用下通过空气循环将热空气输送到散热管道中释放热量,以此实现系统的集热和放热,从而提升基质温度。将日光温室用聚苯板分隔,以采用了太阳能空气集放热系统的隔间作为试验区域,以不采取任何措施的隔间作为对照区域,通过测定温室环境温度、集热器内部空气温度、散热管道温度、太阳辐射强度、空气流速和基质温度,分析空气流速、环境温度、太阳辐射强度对系统瞬时集热量和集热效率的影响,并分析集热器和散热管道从进气口到出气口各部位的温度变化,最后对该系统的整体热性能以及与温室对照区域基质的温度差异进行分析和比较。【结果】通过实测,空气流速为2.0 m/s时,太阳能空气集放热系统的集热效率和瞬时集热量最高,分别为67.7%和494.4 W/m^(2),在此流速下,集热器内空气温度平均提升27℃,散热管道进气口到出气口平均温差为16.2℃;系统集热效率还受环境温度和太阳辐射强度的影响,其随着二者的增加逐渐提高;系统运行期间,系统集热量为6.0~9.3 MJ/m^(2),放热量为4.7~6.8 MJ/m^(2),能量利用效率为73%~78.2%;典型晴天条件下,温室试验区域基质温度始终高于对照区域,平均高2.7℃。【结论】太阳能空气集放热系统性能表现优异,具有较高的集热效率和放热性能,同时具有较高的能量利用效率,适合在温室中进行推广应用。