周博士考察拾零(十七)

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇周博士考察拾零(十七)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！

地温偏低经常是制约日光温室冬季蔬菜正常生产的一个重要环境因素，尤其是遇到连阴天后，提高温室地温的难度更大。土壤由于热惰性大，提高地温需要的热量也相应较多，直接从空气中获得热量，并将热量保存在土壤中传热的效率很低，需要的时间也很长。所以，实际生产中，很少主动采用加热室内空气的方法来提高地温，而更多的方法是直接将散热器铺设到地面或土壤中，增温的效率更高。

提高温室地温的方法有很多种，如电热线加温、生物反应堆增温、地中热交换技术增温、热水加温等。电热线土壤加温是一种最直接有效的方法，但这种方法耗电量大，除在温室育苗或温室局部加温使用外，大规模的蔬菜生产基本不采用这种方法。生物反应堆技术是近几年在日光温室中推广应用较多的一种土壤增温形式，除提高地温外，还可提高温室中CO2浓度，增加作物光合作用产物和作物生产产量，生物反应结束后秸秆废弃物还是很好的有机肥料，可直接施入土壤提高土壤的有机质含量，但这种方法需要消耗大量的玉米秸秆，施工操作劳动强度大，此外，这是一种被动式生物技术，不论对地温的提升还是对CO2浓度的提高，都是一种自发式反应，难以人为控制，因此，经常是反应前期温度高、释放CO2量多，但此时温室多为幼苗期，室外温度较高，对温度和CO2的需求不急迫，但到作物结果的后期，生物反应也到了后期，大量需要热量和C02的时候反应堆的释放量却减少，两者在需求上存在较大的时差矛盾。地中热交换技术是20世纪80年代日本在塑料大棚中研究使用的一种技术，在日光温室中基本没有使用。低温热水(水温大多在50℃以下)只要获取容易，其控制简单，且土壤和室内温度分布均匀，是土壤加温最常用的方法之一。

利用太阳能平板集热器收集太阳辐射热，并以水为热媒，将热量储存在热水中，将热水直接供应到温室地面或土壤中，即形成了一种环保型太阳能温室土壤加温系统。本文对这种温室加温系统的工作原理和设备选配做一简要的介绍。

太阳能集热器的布置

平板太阳能集热器是这套系统的热源。由于太阳辐射单位面积的能量密度低，收集足量的太阳能需要相当面积的太阳能集热器。大面积集热器布置在什么地方是首先要考虑的问题。由于目光温室在建设布局时已经考虑了充分利用太阳辐射的因素，温室之间的空地主要考虑温室之间的采光，由于受前栋温室挡光，集热器采光量少，而且也阻挡后栋温室的采光，太阳能集热器不可能布置在这个区域。在温室建设区域之外的空地上集中布局太阳能集热器，虽不影响温室的采光，但占用土地面积大，热源输送距离长，尤其不适合分散建设的日光温室布局形式。综上考虑，惟一可选择放置太阳能集热器的位置就是日光温室的后屋面，一般是沿着日光温室的后屋面通长布置。这种布局与分散的日光温室相结合，可独立操作，热源距离散热器最近，因此，在生产中基本都采用这种形式。但这种形式也存在缺陷：一是太阳能平板集热器给温室的后墙和后屋面增加了额外的荷载，需要适当地加强温室的结构强度；二是太阳能集热器在后墙和后屋面上固定，容易破坏后墙和后屋面的防水层，需要对安装节点做重点的防水处理；三是会增大温室之间的间距，由于太阳能集热器的顶部高度远远超出了日光温室的屋脊高度，而且位置更靠后，为保证后栋温室的采光，两栋温室之间的间距势必要拉大，降低了土地的利用率。所以，将太阳能集热器布置在日光温室的后屋面也是一种权衡利弊的结果。热量的收集与储存

太阳能集热器主要在白天工作，收集太阳辐射热，而温室需要供热的时间却在夜间，两者之间存在供需的时间差。为了保证供需协调，太阳能集热器白天收集的能量必须有一个储能装置白天将其储存，到夜间再释放使用。一个一定容量的保温热水罐即成为这套系统必需的能量储存器。

白天，当室外太阳辐射达到一定量值太阳能集热器开始工作后，储热罐与太阳能集热器连通形成闭路循环，循环水从储热罐提升到太阳能集热器接受太阳辐射提高温度，之后再回流到储热罐，以上循环往复不断，使储热罐中的水温不断提高，直到室外太阳辐射降低到不能提升储热罐中水温为止。到了夜间，当室内地温降低到一定程度需要加温时，储热罐与散热器连通形成闭路循环，储热罐中的热水通过散热器释放到温室的土壤或空气中，使温室的地温和气温得以提升，从而实现温室加温的目的，同时储热罐的水温也相应降低，为第二天的储热准备了条件。

以上循环一般每昼夜循环一次，储热罐白天储热，夜间放热。但如果遇到连阴天时，白天储热罐的储热量减少，会直接影响夜间的供热量。所以，在具体操作中，应随时注意当地的天气变化，当预报有连阴天出现时，应适时控制储热罐夜间的放热量，以保证在连阴天的后期，储热罐中还能保留一定的热量。以弥补温室的散热，达到应急供热的目的，保证作物正常生产的最低温度需要。由此可见，储热罐的保温非常重要，储热罐的保温性越好，罐内热量储存的时间就越长。应对连阴天的能力就越强。为了尽量减少储热罐的散热量，将储热罐放置在日光温室内是一种不错的选择，因为温室内的空气温度较室外空气温度高20℃左右，对降低储热罐的散热具有重要的作用。

散热器的选择与布置

散热器是向温室地面或土壤释放热量的装置。为保证温室内温度分布的均匀性，一般要求散热器也要均匀布置。为提高散热器的效率，在选材上一般要求散热器材料的导热能力要强，钢材是散热器首选的材料。钢管散热器、铸铁散热器等都是民用建筑常见的散热器，在温室空气加温中，这种类型的散热器也经常使用。但在土壤加温时，由于散热器要求埋置在土壤中，散热器的材料除了要求导热能力强外，还必须有足够的防腐能力，因为温室土壤一般都处在高湿状态，常用的钢制材料散热器在这种环境中的抗腐蚀能力较差，需要进行专门的表面防腐处理：此外，埋设在土壤中的散热器还必须有一定的承压能力，不能因地面上正常的生产操作而断裂或破损；再则，日光温室由于跨度方向的距离很短，散热器沿跨度方向布置时需要大量的转弯连接，散热器选材必须考虑这种连接方便。以上因素综合考虑，目前温室土壤加温中除混凝土地面采用钢管做散热器外，自然土壤(包括基质栽培)均选用一种柔性毛细塑料软管作为散热器，散热器直径一般在2cm以内。由于管径小，水流在其中运动的阻力就较大，为保证供热的均匀性，一般每根管的长度不宜过长，大多控制在300m之内，为此，在日光温室中布置时需要沿温室长度方向将散热器分成多组，每组的供回水直接与储热灌相连或连接到同一根供(回)主管上，供(回)水主管再与储热灌相连，为了保证散热器不影响耕作，或因为散热器本身的温度太高而烧伤作物根系，散热器一般布置在作物根系集中区的下部，对黄瓜、番茄类果莱作物，根系大都在距离地面20cm的范围，所以，散热器埋置深度一般距离地面20-30cm。当然，也可以将散热器直接铺设在作物栽培垄上，有的甚至脱离地面沿作物栽培垄的方向布置在温室作物的冠层高度，这种布置可有效提升作物周围空气温度，在现代化的连栋温室中应用较多。

地面隔热

散热器在土壤中的散热，在土壤物理性质相同的情况下，是以热源散热器管为中心，围绕热源以圆形方式向外传热的。这样，在没有任何措施的条件下，埋设在土壤中的散热器将同时向地下和地上两个方向释放热量。从温室加温需要和经济用能的角度讲，我们希望散热器热量能全部向上传送，直接传向作物根系集中的区域，而不希望有任何的热量向土壤深层流失。为此，对于这种土壤加温系统，在施工安装时，一般应在散热管的下部铺设一层隔热层，以阻挡散热管热量向下传递。常用的比较经济的隔热材料多为聚苯板，实际生产中隔热层的铺设厚度应在5～10cm。隔热层下面一半还设有防水层，以防地下水上升破坏隔热效果。在隔热层和防水层施工之前，应将温室地面整平、压实，确保地面的施工质量。

经济性、实用性评价

这套系统由于使用了太阳能作为供热热源，是一种清洁、环保型可再生能源，在化石能源日渐枯竭的今天，推广应用这种新型能源具有广阔的市场前景和良好社会、生态效益。

由于补充热源的供给，基本解决了日光温室冬季生产地温不足的问题，对保证温室的高效生产，避免灾害性天气条件，尤其是连阴天，对温室生产的危害都具有良好的作用，是一种有效的应急、避灾技术。

但该系统配置包括太阳能集热器、储热灌、散热器以及地面隔热层和防水层等设备和材料，建设和安装的成本还较高，此外，由于太阳能集热器安装在温室屋顶增加了温室之间的间距，相应降低了土地的有效利用率，进而影响到单位面积土地的产出率，因此，大量推广应用这种技术还存在较大的经济性问题，目前这一技术还处在先导性示范应用阶段，未来推广应用将受到气候变化、加温系统设备材料价格、温室生产农产品质量与价格、能源供应状况等多种因素的影响，应用中应统筹考虑各项因素，综合判断，理性选配。

公益性行业(农业)科研专项：现代农业产业工程集成技术与模式研究(200903009)；公益性行业(农业)科研专项：适合西北非耕地园艺作物栽培的温室结构与建造技术研究与产业化示范(201203002)。