太阳能温室是一种人工建立的适合于植物生长的小气候系统,该系统的特殊性在于透明围护结构传热系数高,漏热快,与常规建筑物相比基本没有蓄热能力,冬季室内外温差较小,无法满足温室植物12-15℃的最低温度要求。而夏季由于“温室效应”造成热量在室内积聚,温度过高影响植物生长。在上海这样的夏热冬暖地区如何对温室热环境进行调控是十分重要的课题。研究针对上海的气候特点在实验温室中搭建了两套相互独立的系统调节温室内热环境:太阳能跨季节蓄热供暖系统及夏季蒸发冷却降温系统。通过前期建模分析与后期实验验证探讨了系统运行的特性规律。本文具体内容如下:1.本文基于建立的温室夜间热平衡模型,首先对环境外部扰量对室内热环境的影响进行了探讨找出夜间温室散热主要形式;其后,从供热过程中的供应侧角度入手分析了三种以温室地表面散热为主的供热方式,探讨了其运行参数对温室室温的影响;最后,从环境温度及植物需求温度的需求侧为切入点,以供热保证率为评价指标,评价了热源温度相同情况下三种供热方式的优缺点及适用情况。研究证明了利用温室特殊结构,将地下土壤作为热源、裸露地表面作为散热面的供热方式是可行的。此外鉴于辐射供暖对热源温度要求不高的特点,可与低品位的太阳能结合利用。2.在第二章提出的供热模式基础上、以上海交通大学浦江绿谷低碳农林实践基地Venlo型温室为对象搭建太阳能-土壤季节性蓄热与架空盘管集成的温室供暖系统,进行了长期连续的实验研究,并与同规模同类型的未蓄热供暖温室作了性能对比。通过分析三种供暖模式下室内温度调控结果,验证了该系统的可行性和有效性。3.以实验为原型搭建了季节性蓄热供暖系统的模型,分析了供应侧各参数(包括系统部件的几何尺寸与子系统回路控制条件)对太阳能保证率与蓄热体取热效率两个性能指标的影响,并评价了相关参数的敏感性,揭示了重要设计参数及运行参数对季节性蓄热供暖系统能效的影响规律。以系统多参数同步优化研究方法为切入点,以全生命周期内总投资为目标函数对系统进行优化模拟,优化系统集热器水箱体面比为0.055,地下埋管数减少到75根。计算得到前两年的太阳能保证率与蓄热体取热效率分别为70.4%、16.2%和75.2%、22.6%,20年使用寿命期间总投资为132.9万元。其后,通过比较与既有实验同配置的系统在9个不同气候类型区域的运行性能,提出将蓄热体取热效率与太阳能保证率共同作为评判季节性蓄热供暖系统于一个地区是否适用的评判标准,分析了太阳能-土壤季节性蓄热系统在不同气候条件地区供暖的适用性。4.针对湿帘-风机蒸发降温系统在湿度较大地区效率不高的状况,提出将该系统与温室内外遮阳结构结合使用的调控举措,通过全尺寸实地实验验证了该方案的可行性。其后探讨了不同设备组合运行模式下室内空气的温湿度分布规律,为进一步夏季温室温度调控提供了实验数据支持。