基于TRNSYS软件的日光温室空气源热泵-地埋管系统仿真与优化
2025-08-19张高尚吴乐天郭申伯岳秋星孙小丽史慧锋
中图分类号:S641.2 文献标志码:A 文章编号:1001-4330(2025)05-1273-13
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【研究意义】温室农业在冬季生产中普遍面临加温能耗高的问题,传统加温设备主要依赖能源燃烧,会消耗不可再生能源,使得成本增加[1-3]。在新疆戈壁沙漠区尤为突出,戈壁沙漠区昼间室内最高温可达 30% ,远超茄果类作物适生温区阈值( (10~25∘C)[4-6] ,但夜间温度骤降时的室内热环境难以维持。因此,将昼间室内冗余热量转化为夜间室内供暖资源,是突破温室能耗瓶颈的关键。近年来,随着热泵集热技术和地埋管蓄热技术的成熟,空气源热泵-地埋管(AirSource Heat Pump - Underground Pipe,ASHP -UP)系统为日光温室供暖提供了新思路[7]。该系统通过日间主动吸收温室内部富余热量,经地埋管蓄热系统进行热量储存,在夜间通过逆循环将储存热量释放至温室空间。该种日间蓄热、夜间放热的运作模式有效缓解了传统供暖系统的能量时空错配问题[7.8]。因此,通过优化ASHP-UP系统在组装式日光温室中的运行参数,探索系统高效供暖模式,对保障作物生长热环境需求和降低温室越冬生产能耗具有重要意义。【前人研究进展】ASHP-UP系统的研究已经取得一定进展。Marsh 和 TONG[9,10]的研究验证了ASHP 应用于温室加温,能满足作物生长,且温室内部气温分布更均匀。Bot 和 Amirira[1,2]的研究进一步表明,ASHP相较于传统电加热系统在节能方面具有明显优势,实际加温试验中节能率为 46.3% ,但在极端寒冷的气候条件下,节能率降低至 21.3% 。将空气源热泵集热技术与地埋管蓄热技术耦合,构建了空气源热泵与地埋管复合系统。……
