不同结构主动蓄热墙体日光温室传热特性

鲍恩财，曹晏飞，邹志荣，张 勇※



不同结构主动蓄热墙体日光温室传热特性

鲍恩财1,2，曹晏飞1，邹志荣1，张 勇1※

（1. 西北农林科技大学园艺学院，农业农村部西北设施园艺工程重点实验室，杨凌 712100； 2. 江苏省农业科学院农业设施与装备研究所，农业农村部长江中下游设施农业工程重点实验室，南京 210014）

主动蓄热墙体日光温室具有良好的蓄能效果，对改善日光温室内的热环境起到了重要作用。但是对其如何有效地提高了温室的储能效率的特性和机理研究还有待进一步探索，以及如何进一步优化其性能，明确设计指标需要深入研究。该文在深入研究日光温室热量散失规律的基础上，构建了传统主动蓄热墙体日光温室（G1）、回填装配式主动蓄热墙体日光温室（G2），并试验测试了G1和G2主动蓄热循环系统的进出口温湿度、墙体表面热流密度、室内气温等参数，详细分析其传热规律和特性。结果表明：典型晴天（2017年12月31日）蓄热时段G1、G2主动蓄热循环系统的进、出口平均温差分别为10.2、11.6 ℃，平均蓄热热流密度分别为90.21、141.94 W/m2；典型阴天（2018年1月14日）放热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为1.8、2.3 ℃，平均放热热流密度分别为7.48、5.66 W/m2。对墙体内主动蓄热循环系统的传热特性进行分析，G2的主动蓄热循环系统的蓄、放热量均较G1多。对后墙除主动蓄热系统以外的墙体外壁面被动传热特性进行分析，典型晴天蓄热阶段G1、G2整日的蓄热量分别比放热量多142.01、281.55 MJ；典型阴天放热阶段G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ，G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少，表明G2墙体的长期储热能力较G1更高，更有利于温室在长时间低温寡照天气条件保持更稳定的室内温湿度环境。该文可为主动蓄热日光温室结构优化及热负荷设计提供理论和实践参考，并为主动蓄热日光温室的进一步发展奠定研究基础。

墙体；温室；温度；主动蓄热；主动蓄热循环系统；传热

0 引 言

传统的日光温室主要依靠被动的方式利用太阳能蓄热，对被动蓄热日光温室的传热特性已有较多的研究，如佟国红等[1]用频率响应法对不同厚度砖墙和聚苯板组成的共600 mm厚墙体的传热特性进行了理论分析；李小芳等[2]利用热反应系数法和日光温室热环境的数学模型模拟分析了日光温室墙体蓄热量、墙体温度以及室内气温；籍秀红[3]以1 d中夜间温室北墙内表面对内的累积放热量作为墙体整体结构综合热性能的评价指标和选择建造依据；李建设等[4]测试了晴、阴天气条件下土质后墙和地面的表面温度及热通量，结果表明，地面的热缓冲能力总是大于墙体；管勇等[5]提出了日光温室三重结构相变蓄热墙体构筑方法，分析认为相变蓄热墙体比对照温室北墙体的有效蓄热量提高了26.6%、夜间放热量累积供热量提高了16.2%，另外通过测试发现透过前坡屋面照射在温室北墙内表面太阳能影响墙体温度变化的深度有限，约占三重结构相变蓄热墙体总厚度（900 mm）的1/3；Ayyappan等[6]通过试验分析认为温室内使用显热材料进行蓄热是最简单、最廉价蓄热方式；史宇亮等[7]分析了日光温室土墙体温度变化规律，计算了墙体的蓄、放热量，得出表面土墙白天蓄积热量的43%用于改善夜间温室内热环境；李明等[8]采用一维差分法对日光温室墙体及土壤表面温度进行模拟，结果表明土墙在阴天夜间的放热量较晴天夜间下降了60%；何向丽等[9]设计了拆装式黄麻纤维后墙温室，通过蓄热系数、热阻、热惰性指标评价温室后墙材料热工性能。

日光温室主动蓄热技术研究方面，张义等[10-14]设计了一种以水为介质的水幕帘蓄放热系统，该系统安装在日光温室后墙表面，白天利用水幕帘中的水循环流动吸收太阳能并汇入水池中，夜间利用水循环释放热量，与对照温室相比，安装有该系统的温室夜间温度提高5.4 ℃以上、作物根际温度提高1.6 ℃以上；凌浩恕等[15-17]将双集热管多曲面槽式空气集热器结合相变材料应用于带竖向风道的日光温室后墙，研究结果表明，当集热器长度为16 m、管内空气流速为2.0 m/s时，晴天条件下该系统可为室内提供50～65 MJ 的热量。

本课题组设计了一种主动蓄热墙体日光温室[18]，展开了一系列测试分析[19-23]，具有较好的蓄热效果，对改善室内夜间热环境起到了重要作用，在多地进行推广应用。本文在课题组前期研究的基础上，深入分析主动蓄热墙体日光温室的传热原理，进一步在前文研究[23]的基础上选择典型晴天和典型阴天的测试参数对主动蓄热墙体日光温室的传热特性进行分析，包括主动蓄热循环系统和后墙被动蓄热的传热特性，以期为主动蓄热日光温室结构优化及热负荷设计提供指导，并为这类温室的进一步发展奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验温室

试验采用了2座新建温室作为试验的对象，该试验温室位于陕西省杨凌示范区旭荣农业与陕西省设施农业工程技术研究中心的共建基地内（34°16¢N，108°06¢E），试验温室建于2017年8月，试验进行过程中，2座试验温室内均种植了作物番茄（试验作物定植于2017年11月5日），种植的栽培方式采用基质袋培，灌溉方式为滴灌。试验温室采用保温被覆盖进行夜间的保温，保温被开启时间为早晨09:00，关闭时间为17:00。全文中的保温被覆盖时段为夜间（17:00－次日09:00），保温被开启时段为白天（09:00－17:00）。试验过程中晴天正午时段打开温室顶通风口，通风口开启的时间为12:00，关闭的时间为当日下午14:00。

供试验用的测试温室基本结构图如图1所示。其中G1代表传统主动蓄热墙体日光温室[24-27]，该日光温室的结构跨度为10 m，温室长度为32 m，温室的朝向方位为南偏东5°，屋脊高度5.0 m，温室后墙高度为3.6 m，该温室结构采光屋面为直线型屋面。试验温室后墙的构造结构由内向外，温室最内为120 mm黏土砖墙，然后是960 mm相变固化土，再是120 mm黏土砖墙，最外边为100 mm聚苯板保温绝热层，温室后墙总厚度为1.3 m。温室内部的相变固化土的配方为当地黄土添加8%掺量（质量比）的相变固化剂搅拌均匀，并逐层夯实而成，相变固化剂配方见文献[28]。试验温室采用复合式承重骨架作为采光面支撑骨架，骨架间距为1 m，温室后坡采用100 mm聚苯板+SBS防水层构造，温室前采光屋面采用PO高透光薄膜；另外一个试验温室G2，结构上采用回填装配式主动蓄热墙体日光温室[24,29-31]，后墙总厚度为1.3 m，结构由外向内为100 mm聚苯板+10 mm钢筋网+1 170 mm相变固化土+10 mm钢筋网+10 mm混凝土喷浆涂层，温室结构的其他构造参数与G1一致，进而突出温室的墙体对比试验的严谨性。

图1 试验温室结构图

1.1.2 主动蓄热循环系统

试验温室G1和G2的蓄热系统类似，温室内部用于储能的气流运动方式相同，主动储能风机的数量及功率一致。以G1试验温室为例进行说明，G1的主动蓄热循环系统见图2。在结构上，G1试验温室的横向储能风道材料上采用了建筑工程中常用的预制混凝土空心板为基础材料，均匀布置在温室后墙的内部，上下共布置4层，每层预制混凝土空心板的构件规格为555 mm×120 mm，长度5 m，每个预制混凝土空心板具有储能孔5个，每个储能孔的直径为80 mm；主动储能系统的竖向储能风道为黏土砖砌筑的孔道，该孔道进口截面尺寸为960 mm× 200 mm，出口部分截面尺寸为960 mm×400 mm；主动储能风机采用轴流风机（上海展鸣风机电器有限公司生产），并采用负压通风的方式进行储能；储能风机共布置2台，位置布置在温室后墙中部的出风口上方，每台储能风机的额定功率为0.12 kW，出风量为2 100 m3/h，风机的额定转速2 800 r/min。试验温室G2除其他结构与G1相同外，其横向风道的材料采用了直径为200 mm的PVC-U半管均匀排布的方式，布置采用了单层集束布置，即每层并排布置3根PVC-U半管、间距100 mm，然后再在竖直方向上布置4层，该储能系统的垂直风道为直径200 mm的PVC圆管（进、出风口尺寸一致）。

风机的启闭采用自动控制模式，番茄在白天适宜空气温度范围为18～25 ℃、夜间为8～13 ℃，夜间的最低耐受气温为5 ℃[32]。因此，设置白天（09:00－17:00）的室内气温高于25 ℃开启风机进行蓄热，低于20 ℃停止；夜间（17:00－次日09:00）的室内气温低于13 ℃开启进行放热，低于8 ℃时停止并发出警报，提醒进行人工加温。

图2 主动蓄热循环系统示意图

1.2 测点布置

试验中的温湿度测点布置在每座温室的2个进风口和1个出风口的位置，数量为各布置1个；温湿度测点每座温室内部各布置2个，温室度探头分别布置在温室长度方向上的3个等分截面处，温室跨度方向的中部位置，高度为距离地面以上1.5 m高度处；试验温室后墙长度方向上，居中位置布置1个热流传感器，传感器距离地面1.5 m高。温室内的气温和相对湿度采用HOBO UX100-011型温湿度记录仪进行记录（该仪器的参数为：美国Onset公司，精度：温度±0.2 ℃、相对湿度±2.5%）；热流密度采用HFP01SC热流传感器进行试验数据的记录（该仪器的参数为：荷兰Hukseflux公司生产，精度：±3%）测量；测量方法为，将热流传感器连接到34970A数据自动采集仪上进行自动数据的记录（美国Agilent公司生产）。试验过程中，数据采集的时间段为2017年11月1日—2018年1月31日，所有的数据记录时间间隔均为30 min。试验中主动蓄热循环系统进、出风口风速测量采用testo 425热敏风速仪（德国Testo公司）进行测试和记录，精度：风速±(0.03+5%) m/s测量实际风速，分辨率0.01 m/s）。

1.3 指标计算

1.3.1 蓄、放热量

根据主动蓄热循环系统进、出口空气温湿度值结合空气风速和管径等参数，计算得到系统运行过程中的换热量及冷凝水量，按下式计算：

（1）

（2）

1.3.2 能效比

参照能效比的一般定义，本文确定主动蓄热循环系统的能效比为1 d中蓄热阶段或放热阶段的总换热量与风机耗电量的比值，按下式计算：

式中P为风机的额定功率，kW；为主动蓄热循环系统蓄热阶段或放热阶段的运行时间，s。

1.3.3 被动蓄、放热量

主动蓄热墙体在主动蓄热循环系统运行时为主动和被动联合蓄/放热，其余时间均为单一被动蓄/放热。按下式计算：

1.3.4 传热贡献率

墙体传热量是通过主动蓄热循环系统的主动式蓄放热和后墙被动式蓄放热共同作用的结果，为了评价蓄热方式对墙体传热特性的影响，本文提出传热贡献率，表示蓄热或放热阶段主动传热量和被动传热量与总传热量之比。

（6）

式中act为主动蓄热循环系统的传热贡献率，%；pas为后墙被动传热贡献率，%；Q为总传热量，MJ，Q=act+pas。

1.4 数据处理

本文试验数据采用Excel 2007进行数据分析及图表的制作。

2 主动蓄热循环系统传热原理

主动蓄热墙体日光温室的热量传递过程包括热传导、热对流和热辐射3种基本方式。日光温室后墙被动传热过程已被诸多学者研究透彻，而关于主动蓄热循环系统的传热机理研究较少，本节重点分析主动蓄热循环系统传热的原理。

日光温室主动蓄热墙体与被动蓄热墙体的区别在于，前者后墙内安装有主动蓄热循环系统，该系统主要包括传热风道、轴流风机及控制系统。传热风道出口位置安装有轴流风机，轴流风机以日光温室室内温度（温度随室外的环境变化而变化）为启动信号，以达到最大限度地提高日光温室墙体蓄热量的目的。白天，由于太阳辐射使得温室内空气温度升高，有时气温可能超过作物生长的适宜温度，而后墙被动蓄热的有效厚度有限、深层温度依然较低，启动轴流风机，使温室内的热空气流经传热风道，进入传热风道的热空气在风道内与管道壁面进行强迫对流换热，空气中的热能向后墙深层蓄热体转移，后墙深层的温度升高，从而将空气中的富余的热能贮存到后墙深层中，在此过程中，也降低了室内空气中的温度。夜间，当温室内气温低于设定值时，启动轴流式风机，使空气流经传热风道而被加热，对流换热后将后墙深层贮存的热量随气流释放到温室内，从而维持温室内空气相对较高的温度，主动蓄热循环系统的传热过程见图3。

图3 主动蓄热循环系统传热原理图

3 主动蓄热循环系统传热特性分析

3.1 进出口风速

主动蓄热循环系统进出口风速如表1所示，差异主要受墙体气密性、管道形式影响，G1的出风口风速为2.82 m/s，显著高于G2，进风口风速却较G2小，这是因为混凝土预制板的对接处凹凸不平、粗糙度大导致管道密闭性较差，且管道孔数多、直径小造成气流运动分散。

表1 主动蓄热循环系统进出风口风速

注：不同字母表示处理间差异显著（<0.05），±标准差，下同。

Note: Different characters indicate significant differences among treatments (<0.05),±standard deviation, the same below.

3.2 进出口温度

对不同天气条件下主动蓄热循环系统的进、出口温度进行分析。典型晴天（2017年12月31日09:00—次日09:00，下同）条件下主动蓄热循环系统进、出口温度及相对湿度变化如图4所示。由图可知，主动蓄热循环系统进口温度变化与室内气温一致，因进、出口位于温室后墙顶部，故温度略高于室内气温（距离地面1.5 m高处），这是由于热压的自然向上运动引起的温差；风机按照设定程序在白天（09:00—17:00，下同）时段室内气温达到25 ℃时开始启动，风机启动后均有出口气温降低随后相对平稳的过程，直至室内气温低于20 ℃停止，说明该时段内墙体在持续蓄热，蓄热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为10.2、11.6 ℃；G1、G2的进、出口平均相对湿度差分别为17.5%、29.3%；G1、G2的蓄热时间分别为6、5 h，说明在白天室内气温升高阶段，G1略快于G2；随着夜间（17:00—次日09:00，下同）室内气温逐渐降低，当室内气温开始低于13 ℃时，风机启动开始放热，直至室内气温低于8 ℃时停止，从图中可以看出在典型晴天夜间室内气温均高于8 ℃，故主动蓄热循环系统可持续放热，放热时段G1、G2的进、出口平均温差分别为3.2、3.0 ℃；G1、G2的进、出口平均相对湿度差分别为7.1%、13.5%；G1、G2的放热时间分别为10.5、8.5 h，说明在保温被覆盖后室内气温降低阶段，G1明显快于G2，这也说明2座温室的夜间保温能力为G2＞G1。

典型阴天（2018年1月14日 09:00—次日09:00，下同）条件下主动蓄热循环系统进、出口温度变化如图5所示。由图可知，2座温室在阴天室内白天的气温未达到25 ℃，故主动蓄热循环系统未启动，进、出口温度变化与室内气温一致；白天的气温表现为G1低于G2，这是因为G1前期蓄积的热量不足或（且）散热较多，故G1在夜间（17:00—次日09:00，下同）的气温迅速降低，G1、G2在夜间的放热时间分别为16、9 h，进、出口平均温差分别为1.8、2.3 ℃，再次说明2座温室的夜间保温能力为G2＞G1；主动蓄热循环系统启动期间G1、G2进、出口平均相对湿度差分别为2.2%、13.2%。

3.3 传热效率

由文献[33]计算得到主动蓄热循环系统进出风口平均含湿量，计算结果如表2所示。将所有参数代入式（1）～（3）计算主动蓄热循环系统的蓄、放热量与能效比的结果如表2所示。

由表2可知，典型晴天蓄热阶段G2的蓄热量为215.27 MJ，是G1的1.8倍，其达到49.83，是G1的3.2倍，故G2的节能效果较佳，这是因为2座温室的蓄热时长相差较小，而G2的进口风速与截面面积均较大。典型晴天与典型阴天放热阶段，2座温室的主动蓄热循环系统的放热量均表现为G2较多，其中典型阴天条件下G1的放热与G2相差较小，这是因为G1的放热时长较长，达到了16 h。无论是蓄热还是放热阶段，2座温室主动蓄热循环系统的能耗比均大于1，具有明显的节能效果，尤其是G2的节能效果较为明显。

图4 典型晴天主动蓄热循环系统进、出口温度及相对湿度变化（2017-12-31 09:00—次日09:00）

图5 典型阴天主动蓄热循环系统进、出口温度及相对湿度变化（2018-01-14 09:00—次日09:00）

表2 主动蓄热循环系统平均含湿量和传热性能参数 Table 2 Average moisture content and heat transfer performance parameters of active heat storage circulation system

3.4 墙体被动传热特性分析

3.4.1 热流密度

典型天气条件下，后墙表面热流密度变化如图6所示。图6a显示了典型晴天后墙表面热流密度变化，典型晴天G1、G2的最大蓄热热流密度分别为170.22、243.17 W/m2，平均蓄热热流密度分别为90.21、141.94 W/m2，蓄热时长分别为7、6.5 h；G1、G2的平均放热热流密度分别为20.25、18.51 W/m2。

图6 典型天气后墙热流密度变化

图6b显示了典型阴天后墙表面热流密度变化，典型阴天G1、G2的最大蓄热热流密度分别为17.42、16.56 W/m2，平均蓄热热流密度分别为8.41、10.77 W/m2，蓄热时长分别为3、3.5 h；G1、G2的最大放热热流密度分别为11.04、9.10 W/m2，平均放热热流密度分别为7.48、5.66 W/m2。因此，墙体表面热流密度在蓄热阶段随着光照强度的变化而变化，故变化幅度较大，放热阶段的变化较为平稳。晴天条件下，G1与G2的后墙表面热流密度差异较大，特别是蓄热阶段，这是因为墙体表面材料不一致（G1为黏土砖、G2为混凝土喷浆）。

3.4.2 蓄、放热量

后墙的被动蓄放热量计算的结果如表3所示。

表3 墙体被动传热特性

由表3可知，典型晴天蓄热阶段G2后墙被动蓄热量较G1高46.9%；放热阶段G2后墙被动蓄热量与G1差异较小；整日的蓄热量均大于放热量，G1、G2的蓄热量分别比放热量大142.01、281.55 MJ，这部分热量在墙体内部蓄积，用于提高墙体内部蓄热体温度，G2剩余的热量较多，表示G2墙体内部蓄热体温度较高，这也与前期分析[23]结果一致。

典型阴天蓄热阶段G2后墙被动蓄热量较G1高46.4%；放热阶段G2后墙被动放热量较G1少26.2%；整日的蓄热量均小于放热量，G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ，这部分热量来源于晴天墙体内部蓄积的热量，宏观表现为阴天条件下墙体内部的温度低于晴天，G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少，说明墙体的整体保温能力较好，这也与前期分析[23]结果一致。

3.4.3 传热贡献率

计算结果表明，主动蓄热循环系统在典型晴天蓄热阶段G1、G2的蓄热贡献率分别为30.02%、34.32%；放热阶段，G1、G2的放热贡献率分别为27.38%、39.35%。典型阴天放热贡献率分别为36.41%、44.01%。因此，无论晴、阴天，主动蓄热循环系统运行的时段内，G2的蓄热量、放热量均为较大；后墙被动传热过程中，G2的蓄热量较大、放热量较少。

4 讨 论

因2座温室的结构尺寸一致，本文在计算主动蓄热墙体的主、被动传热量时忽略了山墙和土壤传热对主动蓄热墙体传热量的影响，也未考虑主动蓄热墙体在轴流风机未启动时段自然对流传热量的主动蓄热墙体传热量的影响。陈超[34]采用置于后墙外侧顶部的太阳能空气集热器为日光温室相变蓄热后墙主动供热，使得主动蓄热量占整个墙体蓄热量的21.9%，这对本文的借鉴作用在于，可额外通过增加室外热量的利用为室内供热，提高蓄热量。赵淑梅等[35]研究发现，在中空后墙日光温室中，自然对流的后墙较非自然对流后墙白天蓄热量提高了15.1%、夜晚放热量提高了14.7%，中空后墙蓄热部分为1 200 mm厚，而中空层厚度为600 mm厚，占据了一半的体积，故在无风机强迫对流情况下空气自然对流量较大，对蓄、放热量具有较好的提升效果。

目前的栽培管理方式需要在正午前后对日光温室进行了通风降温、换气，在此过程中散失了大量的热量，而本文创建的主动蓄热墙体日光温室结构，正是在充分明确日光温室散热机理的基础上，根据温室内的热量循环构建的。另外，近期也有研究表明[33]日光温室通风换气时的换热损失约占整个日光温室吸热量的95.61%，如果能将这部分换热损失转化储存到温室内，这对日光温室的热环境的提升将具有显著效果。

日光温室墙体材料常见的热物理参数指标包括：导热系数、比热容、蓄热系数、热阻、热惰性指标等，文中未对该类参数进行测定。文中G1和G2主动蓄热循环系统的管道材质不一致，导致两者的风道阻力也不一致，本文试验过程中未关注风道阻力、换热系数。

5 结 论

1）典型晴天（2017年12月31日）和典型阴天（2018年1月14日）蓄、放热时段的进、出口平均温差和时长均反映出2座温室的夜间（17:00—次日9:00）保温能力表现为G2>G1。

2）对主动蓄热循环系统的传热特性进行分析，典型晴天蓄热阶段G2的蓄热量为215.27 MJ、能效比49.83，分别是G1的1.8倍和3.2倍，典型晴天与典型阴天放热阶段，2座温室的主动蓄热循环系统的放热量均表现为G2较多，故G2的主动蓄热循环系统的蓄、放热量较大，节能效果较好。

3）对后墙被动传热特性进行分析，典型晴天蓄热阶段G1、G2整日的蓄热量分别比放热量多142.01、281.55 MJ；典型阴天放热阶段G1、G2的蓄热量分别比放热量少51.36、29.05 MJ，故G2白天蓄热量较多、夜间放热量较少，说明墙体的整体保温能力较好。

综上，无论晴、阴天，主动蓄热循环系统运行的时段内，G2的的蓄热量、放热量均较大；后墙被动传热过程中，G2的蓄热量较多、放热量较少。因此，G2墙体的长期储热能力较G1更高，更有利于温室在长时间低温寡照天气条件保持更稳定的室内温湿度环境。

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Characteristic of heat transfer for active heat storage wall with different structures in Chinese solar greenhouse

Bao Encai1,2, Cao Yanfei1, Zou Zhirong1, Zhang Yong1※

(1.712100,; 2.210014,)

Chinese solar greenhouse(hereafter CSG) is an efficient energy-saving greenhouse, and plays an important role in Chinese protected horticulture development. Active thermal storage back wall of CSG has excellent effect of energy storage. However, the hygrothermal performance of active thermal storage wall should be studied further. In this paper, heat transfer characteristics of active heat storage wall with different structures were studied. The CSG with traditional active heat storage wall (hereafter G1) and CSG with backfill-assembled active heat storage wall (hereafter G2) was introduced for experiment based on the operation experiments of heat loss of CSG. The humiture of inlet and outlet, the surface heat flux, temperature and humidity of experiment CSG had been tested. And the heat transfer characteristics were also studied. The results showed that the wind speed at outlet of G1 was 2.82 m/s, significantly higher than that of G2. However, the wind speed of inlet of G1 was smaller than that of G2. Under continuous sunny conditions, the average temperature difference between inlet and outlet of G1 and G2 were 10.2, 11.6 ℃, respectively, in the case of active thermal storage conditions; and the average temperature difference between inlet and outlet of G1 and G2 were 3.2 and 3.0 ℃ respectively, in the case of heat release conditions. Under continuous cloudy conditions, the average temperature difference between inlet and outlet of G1 and G2 were 1.8 and 2.3 ℃ respectively, in the case of heat release conditions; and the exothermic heat flux of G1 and G2 were 7.48 and 5.66 W/m2, respectively. The heat transfer characteristic of heat storage circulation system of active thermal storage wall were be analyzed. Research shows that the average heat exchange amount of G1 and G2 were 120.36 and 215.27 MJ, respectively, under continuous sunny conditions. And the energy efficiency ratio of G1 and G2 were 15.48 and 49.83, respectively. Therefore, the heat storage amount of G2 had a dramatic improvement compared to G1. The G2 had a better energy saving effect. Under continuous cloudy conditions, the G2 released more heat compared to G1. In the typical sunny day, the passive heat storage amount of back wall of G2 was 46.9% higher than G1 during the heat storage process and it was similar for both G1 and G2 during the heat release process. In the typical cloudy day, the passive heat storage amount of back wall of G2 was 46.4% higher than G1 during the heat storage process while the passive heat release amount of back wall of G2 was 26.2% lower than that of G1. In typical sunny day, the heat storage contributions of G1 and G2 were 30.02% and 34.32%, respectively and the heat release contributions of G1 and G2 were 27.38% and 39.35%, respectively. In typical cloudy day, the heat release contributions of G1 and G2 were 36.41% and 44.01%, respectively. Our study showed that the G2 had higher long-term heat storage capacity, and G2 would facilitate to maintain inner humiture stability of CSG under the long-term low temperature and cloudy conditions. This paper can provide a theoretical and practical guidance to thermal load design of CSG with active thermal storage system.

walls; greenhouse; temperature; active heat storage; active heat storage circulation system; heat transfer

鲍恩财，曹晏飞，邹志荣，张 勇. 不同结构主动蓄热墙体日光温室传热特性[J]. 农业工程学报，2019，35(3)：189－197. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.024 http://www.tcsae.org

Bao Encai, Cao Yanfei, Zou Zhirong, Zhang Yong. Characteristic of heat transfer for active heat storage wall with different structures in Chinese solar greenhouse[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(3): 189－197. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.024 http://www.tcsae.org

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.03.024

S625.1

A

1002-6819(2019)-03-0189-09

2018-05-14

2019-01-01

陕西省重点研发计划项目（2018TSCXL-NY-05-05）；宁夏回族自治区重点研发计划重大项目（2016BZ0901）；陕西省科技统筹创新工程项目（2016KTCL02-02）；江苏省农业科技自主创新资金（CX(16)1002）

鲍恩财，助理研究员，博士，主要从事设施园艺工程方面的研究。Email：baoencai1990@163.com

中国农业工程学会高级会员：鲍恩财（E041200295S）

张 勇，副教授，博士，主要从事温室建筑结构及光热环境和建筑园艺研究。Email：Landscape@nwsuaf.edu.cn

中国农业工程学会高级会员：张勇（E041200715S）