鄭曉菲

（天津地?zé)峥辈殚_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)院，天津 300250）

提高溫室地?zé)崂寐实年P(guān)鍵技術(shù)

鄭曉菲

（天津地?zé)峥辈殚_(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)院，天津 300250）

本文分析了地?zé)釡厥业臏厥姨匦院偷責(zé)崽匦裕芯苛颂岣邷厥业責(zé)崂寐实年P(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建了地?zé)釡厥覐?fù)合供熱系統(tǒng)模型。

溫室特性；地?zé)崽匦?；地?zé)崂寐?；地?zé)釡厥覐?fù)合供熱系統(tǒng)

建立高地?zé)崂寐蕼厥夜嵯到y(tǒng)，是地?zé)釡厥耀@得最佳的栽培效果和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。在提高溫室地?zé)崂寐实难芯恐?，首先?yīng)當(dāng)了解溫室的結(jié)構(gòu)特性和溫室生產(chǎn)的特點(diǎn)與規(guī)律；其次應(yīng)當(dāng)掌握地?zé)豳Y源本身的供熱特點(diǎn)，存在的問(wèn)題與解決辦法。只有將溫室特性和地?zé)崽匦越Y(jié)合起來(lái)，以此為基礎(chǔ)，研究地?zé)豳Y源高效利用的有效途徑，才能真正促進(jìn)地?zé)釡厥夜岬目沙掷m(xù)發(fā)展。

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1 溫室特性

氣溫是作物的重要生活因子之一，作物的光合、呼吸、蒸騰、從土壤中吸收養(yǎng)分及其它一些生理過(guò)程,只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。在溫室種植開(kāi)始，應(yīng)首先了解作物生長(zhǎng)的溫度范圍，生長(zhǎng)、發(fā)育和產(chǎn)量形成的適宜溫度，在適宜溫度范圍內(nèi)，溫度與作物的生長(zhǎng)是成正相關(guān)的；在適宜溫度的范圍之外，最高溫度和最低溫度的限度以內(nèi)，作物尚能生存，但不能正常生長(zhǎng)和發(fā)育，這一限度之內(nèi)稱為適應(yīng)溫度（即生存溫度）,適應(yīng)溫度的范圍較寬。

不同作物或同一作物不同發(fā)育時(shí)期,適宜溫度和適應(yīng)溫度是不同的,表1介紹了幾種果菜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的適宜溫度與適應(yīng)溫度。

加大晝夜溫差,大膽降低夜溫，減少養(yǎng)分消耗，增加物質(zhì)積累是增產(chǎn)的有效措施[1]。作物正常生長(zhǎng)需要有晝夜溫差，白天溫度在適溫范圍內(nèi)稍高一些，有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累,夜間溫度低一些，可以減弱呼吸作用的消耗。如果晝夜恒溫，甚至形成倒溫差，對(duì)作物生育極為不利。

地溫直接影響植物根系的生長(zhǎng)和養(yǎng)分水分的吸收,只有根系發(fā)達(dá)，地上部才能正常生長(zhǎng)發(fā)育。在寒冷季節(jié)或陰雪天氣，溫室內(nèi)的地溫稍高而氣溫稍低，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有利。栽培時(shí)應(yīng)注意與氣溫的配合，二者可以互補(bǔ)。

2 地?zé)崽匦?/h2>

受地質(zhì)條件的限制，不同地?zé)峋某鏊疁囟?、出水量和開(kāi)采投資差異較大。就一眼地?zé)岢删?，其出水溫度比較固定。與常規(guī)鍋爐供熱系統(tǒng)不同，地?zé)峁嵯到y(tǒng)可以看成是有恒定熱源溫度的開(kāi)口熱力系統(tǒng)，而常規(guī)鍋爐供熱可以看成是有恒定熱流密度的閉口熱力循環(huán)系統(tǒng)。因此，在地?zé)崂眠^(guò)程中，在獲取地?zé)崴疅崃?，進(jìn)行熱能利用的同時(shí)，伴隨著地?zé)崴呐欧呕蚧毓?。一眼地?zé)峋墓嶝?fù)荷與地?zé)峋鏊亢偷責(zé)崂脺亟涤嘘P(guān)。

3 溫室高地?zé)崂寐实膶?shí)現(xiàn)途徑

3.1 保持地?zé)峋疂M負(fù)荷運(yùn)行的方法

1.地?zé)嵝钏畠?chǔ)能

地?zé)嵝钏畠?chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)地?zé)峋鞚M負(fù)荷運(yùn)行。圖2表明由于太陽(yáng)輻射的存在，地?zé)嶝?fù)荷大幅降低，當(dāng)太陽(yáng)輻射提供的熱量可以滿足溫室的負(fù)荷需求時(shí)，地?zé)峁嶝?fù)荷降為零。地?zé)嵬９r(shí)段的長(zhǎng)度與室外溫度和天氣情況有關(guān)，由于不論晴天或陰天，溫室內(nèi)的氣溫變化趨勢(shì)會(huì)滯后于太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化約1～2小時(shí)[8]，因此一般晴天地?zé)嵬９r(shí)段可取9：00～16：00，約7個(gè)小時(shí)。結(jié)合溫室特性和地?zé)崽匦?，將這一時(shí)段內(nèi)的地?zé)崴畯木斜贸?，?chǔ)存起來(lái)，可用于其它時(shí)段溫室供熱，宏觀上擴(kuò)大了溫室供熱面積。通過(guò)采用地?zé)嵝钏畠?chǔ)能技術(shù)，地?zé)峋緦?shí)現(xiàn)全天滿負(fù)荷運(yùn)行，地?zé)峋杖∷吭黾?1%。

2.配置調(diào)峰熱源

配置調(diào)峰熱源可以提高整個(gè)采暖季地?zé)峋寐?由供熱負(fù)荷延時(shí)圖（圖2）可以看出，在室外溫度很低時(shí)，采暖累積時(shí)數(shù)很少，而供熱負(fù)荷很大，絕大部分時(shí)間供熱系統(tǒng)在低于設(shè)計(jì)熱負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。如果整個(gè)采暖期的供熱負(fù)荷均由地?zé)嶝?fù)擔(dān)，那么只有在短暫的高峰期地?zé)峋艜?huì)滿負(fù)荷運(yùn)行，而在采暖期絕大部分時(shí)間里，地?zé)峋吹玫匠浞掷谩?/p>

為了增加采暖期地?zé)峋∷?，使地?zé)峋咏鼭M負(fù)荷運(yùn)行，應(yīng)該配置調(diào)峰熱源（鍋爐或熱泵），組成地?zé)?、調(diào)峰熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)，即將溫室供熱負(fù)荷分為基本負(fù)荷和尖峰負(fù)荷，基本負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，由地?zé)岢袚?dān)；尖峰負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間短，由調(diào)峰熱源承擔(dān)，如圖3。

3.2 降低地?zé)崤潘疁囟鹊姆椒?/h3>

降低地?zé)崤潘疁囟纫馕吨龃蟮責(zé)崴脺夭睿@往往受到供熱系統(tǒng)采暖方式的限制。結(jié)合溫室生產(chǎn)需求，利用多種采暖方式串聯(lián)技術(shù)、地?zé)嵛菜酂崂眉夹g(shù)和低溫?zé)岜眉夹g(shù),是實(shí)現(xiàn)地?zé)崽菁?jí)的有效方式。其中，利用熱泵可以在不改變采暖方式的條件下，達(dá)到進(jìn)一步降低地?zé)崤潘疁囟鹊哪康?，如果熱泵系統(tǒng)配置得當(dāng)，可以降到理論排水溫度以下，而經(jīng)濟(jì)上可以承受。

廣義上講，提高地?zé)崂寐?，不僅要提高地?zé)崂玫臏夭?，還要提高地?zé)崂玫牧髁?，它綜合表現(xiàn)在提高采暖期地?zé)崂鄯e供熱量上。綜前所述，結(jié)合溫室特性和地?zé)崽匦裕岣邷厥业責(zé)崂寐实闹饕緩桨ǎ旱責(zé)嵝钏畠?chǔ)能、配置調(diào)峰熱源和地?zé)崽菁?jí)利用，這三種途徑是實(shí)現(xiàn)溫室高地?zé)崂寐实募夹g(shù)核心。

4 地?zé)釡厥覐?fù)合供熱系統(tǒng)模型

根據(jù)實(shí)現(xiàn)溫室高地?zé)岣呃寐实娜N途徑，綜合地?zé)嵝钏畠?chǔ)能技術(shù)、地?zé)嵴{(diào)峰技術(shù)和地?zé)崽菁?jí)利用技術(shù)，設(shè)計(jì)構(gòu)造的地?zé)釡厥覐?fù)合供熱系統(tǒng)模型，如圖4。

復(fù)合供熱系統(tǒng)模型是在單純地?zé)衢g接供熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了地?zé)嵝顭崴?、調(diào)峰鍋爐和水源熱泵。蓄熱水池用于調(diào)節(jié)地?zé)峋嶝?fù)荷的日不均勻性，與地?zé)峋?lián)合供熱；調(diào)峰鍋爐用于保障整個(gè)采暖期地?zé)峋罅髁窟\(yùn)行，也用作地?zé)峋镁S修時(shí)的安全備用熱源；水源熱泵用于提取采暖回水中的余熱，降低地?zé)崤潘疁囟取?/p>

該系統(tǒng)針對(duì)溫室特性和地?zé)崽匦裕C合了提高溫室高地?zé)岣呃寐实娜N途徑，實(shí)現(xiàn)了采暖季地?zé)峋疂M負(fù)荷運(yùn)行。與單純地?zé)峁嵯到y(tǒng)相比，溫室采暖期地?zé)崂寐曙@著提高，單井供熱規(guī)模顯著增加，是實(shí)現(xiàn)地?zé)釡厥铱沙掷m(xù)發(fā)展的有效途徑。

S215文獻(xiàn)識(shí)別碼B

1673-2251（2010）01-0070-02

10.3969/j.i ssn.1673-2251.2010.03.016