【摘 要】
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在冬季日光温室作物栽培中,室内温度明显影响着作物的生长发育,有研究表明温室热量总损失的70%以上是通过前屋面散失的,因此对于前屋面保温覆盖材料保温节能的研究尤为重要。本研究以沈阳地区为例,选择3种均质保温覆盖材料,7种复合保温覆盖材料为研究对象。基于度日数法对日光温室采暖能耗进行计算,结合生命成本分析建立了保温覆盖材料经济厚度的计算模型。通过计算保温覆盖材料年平均总投资费用确定了最佳的保温覆盖材料
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在冬季日光温室作物栽培中,室内温度明显影响着作物的生长发育,有研究表明温室热量总损失的70%以上是通过前屋面散失的,因此对于前屋面保温覆盖材料保温节能的研究尤为重要。本研究以沈阳地区为例,选择3种均质保温覆盖材料,7种复合保温覆盖材料为研究对象。基于度日数法对日光温室采暖能耗进行计算,结合生命成本分析建立了保温覆盖材料经济厚度的计算模型。通过计算保温覆盖材料年平均总投资费用确定了最佳的保温覆盖材料芯材的经济厚度,并分析了不同温差(地区)对其结果的影响。通过将实测数值作为边界条件,建立了保温覆盖材料的CFD传热模型,用热箱法对该模型进行验证。并基于此模型对采用经济厚度的10种保温覆盖材料进行模拟,分析其在不加温情况下的保温效果,结论如下:在加温情况下,均质材料中草苫最为经济,其经济厚度为91.12mm,单位面积每年最低总投资费用为7.28元/m~2,复合材料中PE编织布+珍珠棉+喷胶棉+PE编织布最为经济,其经济厚度为76.83mm,单位面积每年最低总投资费用为5.51元/m~2。越寒冷的地区,保温覆盖材料经济厚度越大、总投资费用以及平均年总费用越高。在不加温情况下,建立了保温覆盖材料的CFD传热模型,模拟值与实测值差值不超过2℃,相对误差在7.5%以内,平均相对误差为4.51%,验证了模型的正确性。从模拟结果得出采用经济厚度的均质材料中保温性最好的是草苫,复合材料中最好的是PE编织布+强力针刺毡+再生棉+强力针刺毡组合。综合情况下得出,PE编织布+珍珠棉+喷胶棉+PE编织布、PE编织布+强力针刺毡+再生棉+强力针刺毡、强力针刺毡+再生棉+强力针刺毡、强力针刺毡+无胶棉+强力针刺毡的复合保温覆盖材料无论是经济性还是保温性均优于草苫。将均质材料增加外表面材料制成复合材料更为适用。当复合保温覆盖材料的表面材料相同时,使用导热系数小的芯材可降低总投资费用增加保温性能。对于保温覆盖材料增加防水防老化处理,不仅使保温覆盖材料寿命增加,也可以使其平均每年投资的总费用降低,保温性能增加。
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