土壤-空氣熱交換系統在大跨度外保溫塑料大棚中應用效果研究＊

管夢真，王傳清，段緒勝,2，李天華，魏珉,4**，曹欣（.山東農業大學園藝科學與工程學院，山東泰安 2708；2.山東農業大學水利土木工程學院，山東泰安 2708；3.山東農業大學機械與電子工程學院，山東泰安 2708；4.農業農村部黃淮海設施農業工程科學觀測實驗站，山東泰安 2708；.濟南萊蕪安信農業科技有限公司，山東萊蕪 2700）

近年來，大跨度外保溫塑料大棚因其具有土地利用率高、環境性能穩定、適合機械化作業等優點而在中國部分設施園藝產區得到快速推廣，關于結構與性能研究日益增多[1-4]。但是，大跨度外保溫塑料大棚的保溫蓄熱能力有限，寒冷季節和天氣條件下常常出現低溫現象，影響作物生長和產量[5-6]。前人研究表明，土壤-空氣熱交換系統具有良好的白天降溫、夜間增溫效果，且系統運行成本較低[7-11]。為此，本試驗設計了一種土壤-空氣熱交換系統，并觀測了在大跨度外保溫塑料大棚中的增溫效果，以期為系統優化和生產應用提供指導。

材料與方法

供試大棚及系統設置

試驗于2021年11月8日～12月10日在山東省濟南市萊蕪區萊蕪安信農業科技有限公司(北緯N36°14′，東經E117°32′）進行。大棚為東西走向，非對稱結構，跨度20 m（南側13 m、北側7 m），脊高6.5 m，長度50 m，覆蓋0.1 mm厚度PO 膜和由編織布、珍珠棉、太空棉制作的保溫被。在大棚中部，用厚度0.1 mm 雙層PO膜（膜間距60 mm）作為隔斷，東部設置土壤-空氣熱交換系統，西部為對照區（圖1）。

圖1 土壤-空氣熱交換系統示意圖

土壤-空氣熱交換系統結構包括集熱部件、散熱部件及控制部件。集熱部件包括直徑200 mm的集風管和157 W 單項離心式鼓風機，集風管安裝在大棚屋脊投影部位，沿大棚延長方向間距6 m排列，距地面高度4.5 m，上端進風口處安裝鼓風機。……