基于水源熱泵的日光溫室夏季夜間降溫試驗

作者：孫維拓,張義,楊其長,薛緒掌,郭文忠

摘要：周年高效、優質生產是日光溫室的發展方向。針對日光溫室夏季夜溫過高、晝夜溫差小且降溫方法欠缺的問題,以設施園區地表水為冷源,以熱泵作為能量提升、轉換手段,對日光溫室進行夜間降溫,分析該方法的降溫、除濕效果,對CO_2濃度累積的影響及系統能耗、冷凝水回收量等,探討水源熱泵用于日光溫室夏季夜間降溫的環境調控能力及節能節水效果。結果表明,在夏季高溫夜間（20：00-06：00）,水源熱泵系統可有效降低試驗溫室內氣溫,平均溫度比自然通風的對照溫室低2.6-2.9℃;同時,試驗溫室內氣溫低于室外氣溫,平均溫差為1.6-1.7℃。試驗溫室內夜間平均相對濕度為74.3%-78.6%,比對照溫室降低了8.9%-12.6%。在06：00時試驗溫室內CO_2濃度可達1 430-1 660μL/L,約為對照溫室的1.3-1.9倍,可在日出后一段時間內提升試驗溫室內作物的凈光合速率。水源熱泵系統運行穩定,日均制冷耗電量為19.3-19.9 W/m^2,日均性能系數（coefficient of performance,COP）值可達4.1-4.4。系統制冷耗電量及COP受進風溫度、含濕量的影響,均呈顯著正相關關系（P〈0.01）。系統降溫過程冷凝水回收量實測值為0.37-0.45 kg/（m^2·d）,可節約18%-21%的灌溉用水量。研究表明,水源熱泵系統可有效用于日光溫室夏季夜間降溫、除濕,有助于CO_2濃度累積,并具備良好的節能、節水效果。該研究為日光溫室安全越夏生產提供了有效的環境調控方法。

發文機構：北京農業智能裝備技術研究中心 北京市農業物聯網工程技術研究中心 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所農業部設施農業節能與廢棄物處理重點實驗室

關鍵詞：日光溫室水源熱泵夏季夜間降溫節能節水solar greenhouses, water source heat pump, summer, nighttime cooling, energy saving, water saving

分類號： S625.5[農業科學—園藝學]S21[農業科學—農業機械化工程][農業科學—農業工程]