草莓博览园中节能科技所起的作用
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇草莓博览园中节能科技所起的作用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
引言
世界草莓大会是全球草莓界最高级别的学术盛会，被誉为 “草莓界的奥运会”。它是世界各国之间交流草莓生产技术、经营理念和发展经验最重要的会议。第 7 届世界草莓大会于 2012 年 2 月 18—22 日在北京昌平区举办，此次盛会在举办过程中，来自于世界各国的众多草莓品种都在集中建设的草莓博览园中展出，各品种的草莓能在初春的北京向各界呈现出最好的状态，这其中温室及其配套设施是强有力的硬件支持［1］。从低碳节能角度出发，如何既能保证不同品种的草莓都能正常生长，观众们能有一个好的参观环境，同时又使如此大面积的温室展区做到低碳节能，是摆在温室建造者面前的一个挑战。此次园区温室的建筑单位北京京鹏环球科技股份有限公司通过对各种技术的集成，实现了草莓博览园的低碳节能［2］。
1 草莓博览园的温室结构
此次草莓博览园所建温室为连栋温室，总面积39 456 m2，加上观光走廊，总面积 44 000 m2，共 2栋温室。分 2 个功能区，分别为国际温室区、国内草莓世界体验中心区。各区域功能定位于国际草莓科技成果的展示、观光、学习、体验和品鲜，主要是将农业技术与草莓种植技术有机结合，将传统美学与现代科技有机结合，增强人们对农业科技的认知，对生态环境的亲和，对安全健康农产品的渴望等不同层次的需求。在温室的内部分区，增加展示的科学性、知识性、景观趣味性和艺术性，满足人们求新、求异的心态，并能启发人们对现代农业科技的兴趣和研究，从而推动现代农业的发展。国际草莓风情展示区———国际区温室结构为 12m 跨、8 m 开间类型，东西排跨，南北排开间，温室轴线面积23 328 m2。温室共分成5 个功能区，1 区与2 区、2 区与 3 区温室间各由 1 条 4 m 宽的走廊连接，3 区与 4 区、4 区与 5 区温室间由 2 条 4 m 宽的走廊连接。国内草莓风情展示区———国内园温室结构: 轴线面积为 16 400 m2，分为 4 个区域。温室采用 12 m跨、8 m 开间文洛式温室。相比普通温室 ( 8 m 跨度、4 m 开间) ，该大跨度、大开间的温室结构提高了温室的空间利用率，便于草莓大会的布局、展览和参观。
2 草莓博览园的覆盖材料
国际和国内草莓博览园温室顶部采用 5 + 6A + 5双层中空钢化玻璃覆盖，四周采用 5 +6A +5 双层中空玻璃覆盖。玻璃覆盖，专用铝合金型材固定密封;利于温室的采光、透光和隔热节能，外观美观大方，视觉效果好［3］。
3 温室多层保温系统
国际草莓风情展示区及国内草莓风情展示区的温室多层保温系统均为双层内遮阴保温系统。
3. 1 原理
系统利用温室复合横梁设置内遮阴及 2 层保温系统。横梁上弦设置内遮阴幕，下弦设置 2 层保温膜。内遮阴及 2 层保温之间相互独立，互为补充，均采用齿轮齿条传动机构驱动。夏季，利用保温遮阴幕遮挡阳光，阻止多余的太阳辐射能进入温室，既保证作物能够正常生长，又降低室内能量聚集，从而降低温室内温度 ( 可降低温度 3 ～ 5 ℃) ，保护作物免受强光灼伤; 冬季，保温遮阴幕具有反射室内红外线、防止其外逸的作用，减少热量散失，从而提高室内温度，有效降低能耗，节约温室冬季采暖运行成本［4-6］。
3. 2 组成
温室多层保温系统包括控制箱及电机、传动部分、行程限位开关、遮阴幕布及幕线等。( 1) 驱动电机: 采用温室专用减速电机，电机配备行程限位装置，自动停止，限位准确，运行平稳可靠。( 2) 控制箱: 箱内装配有遮阴幕展开与合拢 2 套接触器件，既可手动开停，又可通过行程开关实现电动控制。( 3) 传动机构: 传动机构主要由齿轮齿条副以及与幕布驱动杆相连接的推拉杆和镀锌钢质传动轴组成，通过齿条将传动轴的圆周运动转换为均匀的直线运动。传动轴采用 1 － 1/4″钢管，推杆为 Φ322 镀锌钢管，每条齿条副连接 1 根; 驱动杆为特制铝合金型材，横向布置，拉动幕布。传动机构采用 A 型齿轮座，使系统运行更趋平稳，安装与维护也更加方便，提高了系统的负荷能力和抗恶劣环境的能力。( 4) 幕布及幕线: 选用优质遮阳保温幕。上层遮阳幕布采用 XLS16 型内用铝箔保温遮阳幕，遮阳率65% ，节能率 62% ; 下层幕布采用 0. 12 mmPEP 透明保温膜。幕布质保期 5 年，正常使用寿命 8 年以上。托、压幕线采用斯文森透明内用托幕线，材质为聚酯PET，质保期 5 年。托幕线每 0. 4 m 布置 1 根，压幕线每 0. 8 m 布置 1 根。
3. 3 系统分区及控制
连栋温室功能区内均设置双层内遮阳保温系统，双层帘幕可分别独立控制。( 1) 光照控制当太阳辐射过强时，室内空气和作物都将达到非常高的温度，因此必须控制进入温室内的光照强度。移动式遮阳保温幕系统可以有效降低温室内的光照强度，同时使作物和空气的温度相应地降低。遮阳保温幕的独特优点在于它将阳光反射而不是吸收阳光。斯文森幕布的反射功能是通过含量最大化的铝箔来实现的 ( 在给定的遮阴率下，幕布中铝箔面积最大) 。反射作用是应用纯铝箔的结果。使用遮阳保温幕系统、获得较好的室内光照环境的简单原则: 早晨开启幕布，使阳光进入; 白天最热的时段关闭幕布遮阴; 下午后期再打开幕布采光; 到了晚上又关闭幕布，保持室内温度。( 2) 温度控制遮阳保温幕能显著降低温室的加热能耗。遮阳保温幕利用塑料和铝箔来阻挡温室向外界发射的热辐射。其中，透明的 PET ( 聚酯) 塑料条虽然能够透过 PAR ( 光合有效辐射) ，但是它吸收热辐射; 铝箔条获得热量后不向外界发射 ( 其上表面的热发射率很低) 。这样，夜晚遮阳保温幕关闭时，可以保持幕后布下面的热量不散失。与没有遮阳保温幕关闭相比，使用遮阳保温幕系统的温室可节约 43% ～ 75%的能量。幕布中铝箔含量越高，保温节能效果越好。在不加温温室内，采用遮阳保温幕可以同样获得保温效果。与没有遮阳保温幕的不加温温室相比，装有遮阳保温幕的温室夜间温度提高 3 ～5 ℃。较高的夜温使作物生长发育加快，且避免霜冻的危害。综上可知，遮阳保温幕可以用于温室的节能保温。与此同时，它还可以用来降温。采用遮阳保温幕系统时，还可以降低机械通风系统的运行成本。由于遮阳保温幕减少了外界进入到温室内的热负荷，风机运行较短的时间就可以达到同样的降温效果。运行时间减少即意味着电能费用的下降。( 3) 湿度控制遮阳保温幕的下表面对从温室内发射过来的热辐射有很好的吸收能力，使得幕布能保持较高的温度。幕布的较高温度可以防止冷凝，避免幕布下表面产生冷凝水滴。另外，由于叶面和屋面的热辐射交换减少，叶面温度较高，从而降低叶面冷凝水产生的危险。防止冷凝还与遮阳保温幕的结构有关。遮阳保温幕由于它独特的编织结构和精细的具有毛细作用的编织线材料，水汽很容易透过幕布，因此，幕布下表面就不会形成凝结水滴。同时，温室的天沟还可以进行雨露等冷凝水的收集，具有集露和保温性能。
4 浅层地能技术在草莓博览园中的应用
浅层地能热泵技术包括地源热泵技术和水源热泵技术。
4. 1 地源热泵技术
地源热泵技术充分利用浅层 “低温地热能”进行温室的温度调节。地源热泵 ( Soil Heat Pump，简称 SHP) 是以大地作为低温热源的热泵型式。通常是将制冷盘管埋入地下，盘管与土壤进行热量交换，热泵系统自成封闭式系统。浅层地能不是传统概念的深层地热，是可再生能源，但它不属于地心热的范畴，是太阳能的另一种表现形式，广泛存在于大地表层中，基本不受地域和气候的影响，其温度相对恒定，是一种非常重要的新能源。利用热泵技术将浅层土壤中可再生的低品味能量提升为高品位能量，再适度地释放到使用环境中［7-9］。
4. 2 水源热泵技术
水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源( 如地下水、河流和湖泊) ，或者是人工再生水源( 工业废水、地热尾水等) 的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的高效、环保和节能的空调技术［7-8］。在夏季将建筑物中的热量 “取”出来，通过水源热泵机组，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的; 而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中 “提取”热能，送到建筑物中采暖。热泵空调系统的主要组成部分: 水源热泵空调机组，水源系统，室内末端系统。水源热泵空调机组和其他电制冷式空调机组的制冷、制热基本原理相同。其主要部件为压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。机组工作循环原理: ①从压缩机开始，制冷工质( 如氟里昂 R22) 在压缩机中经过压缩后，变为高温高压的气体; ②经过冷凝器冷却后，变成低温 ( 温度一般在 40 ～60 ℃) 高压的液体; ③低温高压的液态氟里昂经过膨胀阀，通过节流作用，从膨胀阀出来的氟里昂压力和温度进一步降低; ④再流经蒸发器，氟里昂蒸发吸热变为气体，再回到压缩机，完成 1 个制冷压缩循环。机组工作循环原理如图 1。
( 1) 冬季
冷凝器一侧: 通过外管路切换，用户端循环水进入冷凝器，从进水口 1 进入，低温水 ( 40 ℃ 左右)在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换，把氟里昂的热量带走，降低氟里昂的温度。得到热量后用户端管路水温度升高，热水 ( 一般 40 ～60 ℃) 再经过水泵做功送至用户端，给建筑物供暖。蒸发器一侧: 将从深井取出的低温水 ( 一般 14～ 20 ℃ ) ，直接 ( 或者是与深井低温水换热后的冷水) 通过水泵送入蒸发器，从进水口 2 进入，蒸发其中氟里昂，蒸发吸热，带走水中的热量，使井水温度降低 ( 一般可以降至 7 ℃) ，然后从出水口 2 出来回灌至地下 ( 或者再次与地下水换热，得到较高温度的水源) ，完成 1 次取热过程循环。
( 2) 夏季
冷凝器一侧: 将从深井取出的低温水 ( 一般14 ～ 20 ℃ ) ，直接 ( 或者是与深井低温水换热后的冷水) 通过水泵送入冷凝器，从进水口 1 进入，低温水在冷凝器中与高温高压的氟里昂进行热交换，把氟里昂的热量带走，降低氟里昂的温度。得到热量后温度升高的水源从冷凝器出水口 1 出来回灌至地下( 或者再次与地下水换热，得到低温冷水) 。完成 1次冷却过程循环。蒸发器一侧: 用户端循环水进入蒸发器，从进水口 2 进入，蒸发器中氟里昂蒸发吸热，带走水中的热量，使循环水温度降低 ( 按国家标准一般降至7 ℃) ，冷冻水经过水泵做功送至用户端，达到制冷的效果。通过与普通空调做对比试验，得知地源热泵系统具有以下特点: ①使用地源热泵比使用普通中央空调节约能耗 30% 左右; 真正实现了供暖 ( 冷) 建筑使用区域的零排放，零污染; ②1 套地源热泵设备，冬季既可供暖，夏季又可制冷，并提供日常生活热水，节约总体投资; ③地源热泵相对燃油锅炉 + 普通空调初投资要低一点，运行费用相对燃油锅炉 + 普通空调模式要低得多，在面积比较大、档次比较高的设施农业项目上采用地源热泵作为供暖和降温手段是一个很好的选择［9］。
5 结束语
作为草莓界的盛会，北京京鹏公司的温室为其提供了一个最佳的展示平台，同时温室的设计、建造以及运转也都符合现在低碳节能的理念。