PDF《一种利用太阳能提升温室灌溉用井水温度 装置的设计与试验》

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2 1 基金项目: 新疆维吾尔自治区农机化新技术新机具研制开发项目( 编号: X N J K Y

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0 8 ) . 作者简介: 史勇(

1 9

8 6 ―) , 男, 新疆哈密人, 硕士, 讲师, 从事农产品 加工机 械、 机电一体化技术的研究. E-m a i l :

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1 3 6@ q q . c o m . 通信作者: 肉孜・阿木提, 硕士, 教授, 从事农产品加工机械、 农产品 干燥技术的研究.E- m a i l : r o z i a m u t @1

6 3 . c o m . 新疆乌鲁木齐地区的冬季和初春时节气温较低, 最低可 达-20℃[

1 ] , 导致温室大棚内灌溉用井水温度也较低, 低于 温室内直接灌溉用水温度

1 4~

1 6℃的要求.灌溉用水温度 过低会导致作物产生寒害, 影响作物的正常生长, 从而造成作 物减产, 影响农民增收. 太阳能是一种清洁的可再生能源[

2 ] , 采用太阳能作为能 源用于温室大棚的增温系统, 没有安全隐患, 不污染环境[

3 ] . 目前, 国内外众多学者也从事温室太阳能增温技术的研究. 山本雄二郎最早将太阳能技术用于温室地温的提升, 取得较 好效果[

4 ] .B a r g a c h 等研究, 利用太阳能热水器获得热水, 并 将其传递到温室的地下软管, 用以提升温室的地温[

5 ] .张海 莲等利用太阳能加热水结合填埋钢管的方式进行温室地温提 升研究[

6 ] .熊培桂等在青藏高原的温室大棚中研究太阳能 储热系统[

7 ] .刘圣勇等利用太阳能热水器和土壤埋管的方 式设计并研制了温室加热系统[

8 ] .戴巧利等利用太阳能空 气集热器和土壤蓄热的方式进行了温室大棚的增温试验[

9 ] . Wa n g 等设计的主动式太阳能温室蓄热系统具有夏天储热冬 天用, 白天储热夜间用的效果[

1 0 ] .新疆农业大学冯前前等研 制的太阳能温室地温提升装置利用蛇形太阳能空气集热器结 合土壤蓄热的方式, 在乌鲁木齐南郊水西沟村进行了试验, 该 装置可使温室土壤

1 0~

2 0c m深度的温度平均升高

1 . 5~

3 . 0℃[

1 1 ] .上述研究证明, 利用太阳能作为能源用来提高温 室温度具有应用广泛、 增温效果显著等优点, 并且节约能源, 保证作物的正常生长. 目前, 现有温室用太阳能增温系统主要应用于温室地温 的提升, 而针对温室灌溉用井水增温的装置和系统研究较少. 因此, 为了适应市场的需求, 设计一种温室大棚专用的太阳能 井水增温装置, 对现有的平板式太阳能集热器进行改进设计, 研制便于移动的太阳能集热器底架装置, 试验证明, 该装置可 ―

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2 ― 江苏农业科学

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1 8年第

4 6卷第

1 9期 以有效提高灌溉水温, 保障温室作物平稳过冬和正常生长, 适 合在新疆温室建设区域应用和推广.

1 专用太阳能集热器及底架装置的结构设计

1 .

1 专用太阳能集热器的设计 太阳能集热器是太阳能加热温室灌溉用井水装置的关键 部件, 约占总成本的

7 5 %, 研制一种低成本的专用集热器, 对 降低整套设备的总成本具有重要意义[

1 2 ] .为了满足新疆乌 鲁木齐地区温室灌溉用水温度的需要, 设计一种专用的太阳 能集热器用于试验.与传统集热器不同, 该装置将铜管管路 (

5 ) 置于吸热板(

7 ) 上方以提高吸热效果, 利用铜片(

6 ) 将管 路中间连接, 用来增大吸热面积, 并且可以快速将热量传递给 铜管管路, 提升集热器的工作效率. 集热器的集热面积设计为