太阳能温室（共6篇）
太阳能温室 篇1
0 引言
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的新型清洁能源, 其开发利用越来越受到广泛关注。合理利用太阳能, 可以大大减少矿石能源消耗, 减轻环境污染压力。由于我国气候的特点, 使温室行业面临的一大问题就是生产成本居高不下, 北方寒冷地区冬季采暖负荷能耗相当大, 采暖能耗要占温室运行成本的60%～74%[1]。而温室大国荷兰冬季采暖能耗仅占运行成本的10%～15%。据计算, 我国北方各地冬季日平均气温≦5℃负积温要比世界同纬度地区高出1～4倍[2]。这意味着我国温室生产冬季加热所需能耗比欧洲国家要高得多。如何降低能耗, 建造有竞争能力的、符合中国国情的温室, 将是一项非常急迫的任务。
1 太阳能蓄热水池结构
太阳能蓄热水池本质上是一个大面积太阳能集热器, 如图1所示。它由一个底部和两侧保温的容器及透明罩盖组成。蓄水池中的蓄水深度相对较小, 一般在5～20cm左右。容器底部采用黑色塑料或黑色薄膜衬底, 水面覆以透明薄膜以防止水分蒸发。
太阳能蓄热水池主要用于收集和存储太阳能。白天, 在太阳照射下, 水吸收太阳光的辐射热而蓄热;晚上, 大气温度降低, 这时已蓄热的水向温室自动放热, 从而维持温室适宜的温度。利用太阳能蓄热水池蓄热不需其他额外设备, 就能实现白天储存的热量有效地用于夜间取暖, 且建设所需材料相对便宜。
2 模型理论分析
为评价分析太阳能蓄热水池在温室内应用的性能情况, 采用一双层薄膜的温室[3]。根据温室的热平衡, 在一个分析日内有
Qt+Qs+Qre=Qv+Qra+Qc+Qg+Qcon
式中 Qt—为维持温室在一个合适温度范围内所需的总加热量, 当没有太阳能可利用时, 其值等于辅助加热量;
Qs—温室吸收的太阳能辐射热 (扣除太阳能蓄热水池面积) 。
Qs=ταI (Af-As) HR
τ—透射系数;
α—温室材料吸收系数;
I—月平均太阳的辐射照射强度 (W/m2) ;
HR—每月的日平均太阳辐射时间;
Af—温室总地面面积 (512m2) ;
As—太阳能蓄热水池的面积, 取As= (10%～50%) Af。
Qre=0.24AstHD
Qre—植物呼吸时放出的热量;
Ast—植物投影面积 (265m2) ;
HD—一天的时间;
Qv=m[Cpa (Ta-Ti) +Cpw (daTa-diTi) ]HT
Qv—通风热损失;
M—通风量 (kg/s) ;
Cpa—空气的定压比热 (J/kg·℃) ;
Ta—环境空气温度;
Ti—温室空气温度, 假设取Ti=19℃;
Ta—室外空气含湿量;
di—温室空气的含湿量;
Cpw—水蒸汽的定压比热 (J/kg·℃) ;
HT——每月的日平均通风时间。
d的计算公式为
d=0.622Pq/ (B-Pq)
式中 Pq—空气中的水蒸气分压力;
B—大气压力。
Pq=ϕPqb
式中 φ—相对湿度。
温室外部和内部空气水蒸汽饱和分压力分别为Pq.bw和Pq.bi, 水蒸气的饱和分压力计算见参考文献[4]。在本模型分析中, 假设温室内部空气为饱和湿空气。
Qra=στAr (T4i-T4a) HD
Qra—温室辐射热损失;
σ—Stefan-Boltzmann常数;
Ar—温室屋顶面积 (554m2) , 当屋顶水平时, Ar=Af。
Qc= (KRAr+KwallAwall) (Ti-Ta) HD
Qc—温室表面发生的对流热损失;
KR—屋顶的总传热系数;
Kwall—温室墙体的总传热系数;
Awall—温室墙体总面积 (64m2) 。
Qg—地面的热损失;
λs—土壤的导热系数;
Af—地面的面积 (512m2) ;
H—温室地面到地下水层时土壤的深度;
Twell—地下水温度, 取常数。
Qcond=rthD (C′A-CA) HD
Qcond—温室内表面冷凝热损失;
rt—温室壁面温度下水蒸汽的汽化潜热 (J/kg) ;
hD—对流传质系数 (m/s) ;
C′A—温室单位体积空气中含有的水蒸汽质量;
CA—对应壁温下单位体积饱和空气的水蒸汽质量。
hm/hD=ρCpa (a/D) 2/3
hm—温室内表面的对流传热系数;
ρ—空气密度;
a—导温系数 (热扩散系数) ;
D—扩散传质系数。
C′A和CA由下式计算
式中 Mw—水分子的分子量;
Pq, bwall—对应壁温Tw时的水蒸汽饱和分压力。
当温室内部设置太阳能蓄热水池时, 太阳能蓄热水池的蓄热量Qssp可以通过热平衡方程, 即
Qssp= (τα) sIAsHR-KLAs (T′w-Tt) HD
式中 (τα) s—太阳能蓄热水池覆盖物的综合平均透过吸收率系数平均值;
KL—太阳能蓄热水池的总传热系数;
T′w—太阳能蓄热水池每月的日平均水温。
T′w= (T′wf-T′wi) /2
在一定时间内, 太阳能蓄热水池蓄热量Qssp还可以表示为
Qssp=M′wCpw (T′wf-T′wi)
式中 M′w—太阳能蓄热水池中水的质量;
T′wf, T′wi—池塘水吸热结束的终温和吸热开始的初始温度。
T′w=T′wt+Qssp/ (2M′wCpw)
则太阳能蓄热水池每月的日平均蓄热量为
节能百分比 (PERC) 的计算公式为
PERC=Qssp/Qt×100
总热损失QTL的计算公式为
QTL=Qv+Qra+Qc+Qg+Qcon
总得热量QTG的计算公式如下
QTG= (τα) IAsHR+Qs+Qre
3 计算分析
为分析温室太阳能蓄热水池节能情况, 取一典型严寒气候地区作为分析对象[5]。图2显示了该地区太阳月平均辐射照度、大气月平均温度和月平均相对湿度的年变化情况。从图2可以看出:太阳辐射在6月份达到最强, 但由于地面吸热的延迟, 气温在7月份才达到最高;夏季的相对湿度较小, 冬季相对湿度较大, 总体来说全年相对湿度变化比较平缓。
当温室内太阳能蓄热水池面积占温室总面积30% (As=0.3Af) 时, 温室总热损失、总得热量、需热量及太阳能蓄热水池供热量年变化情况如图3所示。由于6月份太阳辐射最强, 温室6月份得热量达到最大, 同时太阳能蓄热水池供热量也达到最大, 总得热量和太阳能蓄热水池供热量的变化与太阳辐射强度的变化趋势一致。由于总热损失依赖大气温度, 因此, 7月份总热损失达到最小。
从图3可以看出, 由于太阳辐射在5～9月份可以提供温室所需的供热热量, 此时不需要任何的辅助加热热源, 温室内的温度调节依靠太阳能蓄热水池进行。假定温室内植物生长需要维持在19℃, 则当温室超过该温度后, 太阳能蓄热水池开始蓄热, 太阳能蓄热水池的蓄热量则在夜间或由于云致太阳辐射强度降低时释放到温室, 维持温室的热工要求, 其蓄热量约等于温室在此时期内总的热损失。
另外, 在3月、4月和10月份3个月中, 太阳能蓄热水池也能够提供给温室相当大一部分热量, 辅助加热设施的供热量少, 运行费用低。在1月、2月、11月和12月份, 由于太阳辐射强度降低, 太阳能蓄热水池的蓄热量大大减少, 此时以辅助加热设施供热为主, 供热费用较高。
温室一年中总热损失的各个组成部分的年变化情况如图4所示。结果表明:5～9月份, 大气温度较高, 温室的对流和辐射热损失的大小几乎相同, 差别不大。在其它月份, 对流和辐射热损失为主要的热损失。对流热损失可以通过在温室的墙体结构上安装保温材料以及对温室的透明盖进行保温来实现。
通风热损失是温室的另一主要热损失, 特别是在5～9月份, 通风热损失为主要热损失, 其全年变化情况较对流和辐射热损失小。降低通风热损失可以在满足植物生长需要的基础上, 通过合理的通风设计和减少通风量来实现。
水的凝结热损失变化较小, 夏季略有降低, 占总热损失的6%左右。地面的热损失与其它热损失相比较小, 全年基本上维持恒定, 这主要是因为之前假定地下水温度、温室温度及土壤的热物性为常数。
3月份和10月份不同太阳能蓄热水池占地面积比时的节能情况如图5所示。分析表明, 蓄热水池占地面积与节能比呈线性关系, 太阳能蓄热水池面积所占比例越大, 节能越多。当太阳能蓄热水池面积占温室面积1/2时, 3月份和10月份能够节省大约1/3以上的能源消费量。但是, 太阳能蓄热水池面积增加, 温室总成本相应增加, 加之水池面积受温室种植情况限制, 因此应根据经济性分析确定水池合理的占地百分比。
当As=0.3Af时, 采用太阳能蓄热水池后年节能情况如图6所示。计算结果表明:太阳能蓄热水池在全年均可节约一部分能源, 特别是6～8月, 太阳能蓄热水池能够完全满足温室的热需求, 4月、5月和9月份3个月节能50%以上, 3月与10月份节能30%左右, 1月、2月、11月和12月份节能在10%以下。
4 结论
计算分析结果表明:温室采用太阳能蓄热水池后, 将会显著降低3～10月份的供热能耗。具体而言, 6～8月份节省100%的能源 (即无需开启辅助供热设施供热) , 4月份节能约60%, 5月节能90%以上, 9月份节能80%以上, 3月与10月份节能30%左右。本计算分析是在严寒地区的气候条件下进行的, 一般来说, 年平均气温越低, 节能潜力高。另外, 在进行计算分析时, 计算数据采用每月的日平均值, 没有考虑瞬时效应, 还不能完全反映实际变化情况。考虑到建设太阳能蓄热水池的材料都比较便宜, 预计实施这一节能措施后, 温室将会大大节约运行成本。
摘要：以严寒地区为例, 对严寒地区温室太阳能蓄热水池的吸热和放热进行了理论分析。结果表明:布置在温室内的太阳能蓄热水池可用于收集和储存太阳能, 白天收集的热量也可以有效地用于温室夜间供暖。采用严寒地区每月的日平均参数进行分析计算, 结果表明:温室蓄热水池在严寒地区的31 0月节能效果显著。其中, 68月节能10 0%, 4月节能约6 0%, 5月节能9 0%以上, 9月节能8 0%以上, 3月与10月节能30%左右。
关键词：温室,太阳能,蓄热水池,节能
参考文献
[1]马春生.主动式温室太阳能地下蓄热系统的研究[D].南昌:山西农业大学, 2003:2-5.
[2]杜军、王怀彬、杨励丹.供热技术新领域—温室供热[J].节能技术, 2000, 18 (10) :22-23.
[3]Tune M., Heat recovery systems[J].AcadeAnc Press Inc, USA, 1985, 5 (6) , 483-491.
[4]赵荣义, 范存养, 薛殿华, 等, 空气调节 (3版) [M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.
[5]H AL-HUSSAINI, K O SUEN.Using shallow solar pondsas a heating source for greenhouses in cold climates[J].Energy Convers.Mgmt, 1998, 39 (13) :1369-1376.
严寒地区日光温室太阳能蓄热系统 篇2
日光温室是我国特有的一种温室结构型式, 具有蓄放热功能的墙体结构是区别于其它温室类型的主要特征。但日光温室迅速发展的同时, 其自身存在的问题也日益突显, 具体表现在:冬季夜晚温度低、空气湿度大, 严重影响蔬菜产量和品质的提高;通过墙体厚度不断增加保温, 造成土地资源的浪费, 对日光温室冬季增温也起不到很好效果;温度环境调控能力不强, 自动控制功能不完善。因此, 对于日光温室的保温和蓄热对改善日光温室环境、提高作物产量和品质有着重要的意义[1]。
而到达地球表面的太阳能辐射能量密度并不高, 而且受地理、昼夜和季节等规律变化的影响具有间断性, 为了实现“日间畜热夜间使用”就必须优化温室结构充分利用太阳能资源, 并做好保温措施。由于温室具有良好的采光性和保温性能, 在天气晴好的时候一般中午还需放风降温, 浪费热量。而把这些热量进行蓄积, 并在夜间温度低时释放出来, 以降低白天室内温度, 提升夜晚室内温度。
1 以水为媒介的太阳能蓄热系统
以水为媒介的太阳能蓄热系统, 主要由太阳能真空管、平板集热器、黑色塑料管等组成, 白天由太阳能真空管等材料蓄积太阳能, 再由管子将热水通到植物根部的土壤中进行加温, 这种储存热量的方法, 主要是白天将太阳能热量储存在保温箱中, 夜晚将热水的热量散失在土壤中, 从而提高土壤中作物的根系温度。以水为媒介的太阳能蓄热方法为显热蓄热, 蓄热效率不高, 但是水资源丰富, 容量大, 价格低, 系统结构简单, 在使用当中不污染环境、可循环利用, 运行维护费用比较低等优点, 现在也是日光温室中用也是用的较多的一种蓄热方式。
2 以相变材料为媒介的太阳能蓄热系统
相变材料蓄热是利用材料 (固—固, 固—液, 固—气) 在相变过程中能够吸收或放出大量的潜热能, 而温度变化很小的特点来进行蓄热。但是固—气相变体积较大, 目前应用很少, 而固—固, 固—液相变应用广泛。这种蓄热方式具有蓄热密度大, 温度变化相对稳定, 装置体积小, 使用方便等优点, 但相变材料价格较高, 长期使用会出现冷现象和相分离, 而且相变潜热值也会有所下降, 使用经济性能和持久性有待进一步研究。目前在温室中所使用的相变材料有无机水合盐类Ca Cl2·6H2O和Na2SO4·10H2O、石蜡、聚乙二醇等。
2.1 无机相变材料
无机相变材料种类很多, Ca Cl2·6H2O和Na2SO4·10H2O是温室中应用较多的无机水合盐材料, 具有价格便宜、潜热大、导热系数高、相变时体积变化小等优点其熔点和熔化焓如表1所示。
据相关实验发现, 与同类型结构的传统温室相比, 使室内达到相同温度, 相变温室比传统温室节约80%的燃料丙烷, Ca Cl2·6H2O不仅能提高温室的温度, 还可以控制温室内湿度的增加, 有利于植物的生长并降低温室运行成本[2]。
2.2 石蜡
石蜡是精制石油的副产品, 主要有直链烷烃混合而成。来源广泛, 纯石蜡价格较高, 但工业级石蜡相对比较便宜, 因此在相变蓄热材料中一般使用工业级石蜡, 没有熔点从23~67℃不等, 只有一个熔化的温度范围, 温度范围宽, 相变潜热高, 几乎没有过冷现象, 其相变温度可调, 且温度范围宽泛, 熔点从23~67℃不等, 、自成核、熔化时蒸汽压力低、不易发生化学反应且化学稳定性较好、没有相分离和腐蚀性, 但也存在导热系数低、密度小等缺点。但是目前随着开发研究的深入其应用性越来越广泛[3]。
2.3 多元醇类
多元醇类的相变材料主要有季戊四醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇 (PEG) 等。这些物质低温状态下, 具有高对称的层状提心结构, 同一层中的以范德华力连接。层与层之间的分子由—OH形成轻链连接, 当达到固—固相变温度时, 变为低对称的面心结构, 同时轻健断裂, 分子发生相转变, 放出轻键能。若继续升温, 则溶解为液态, 转变成固—液相变。而在温室中使用较为广泛的是聚乙二醇, 这种物质的链结构简单容易结晶, 熔点为20~25℃, 潜热值约为150 k J/kg。它具有固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、理化性质稳定, 易加工成型、导热率高、熔解热较高, 易溶于水等特点[4]。
3 以空气为媒介的太阳能蓄热系统
以空气为媒介的蓄热系统是由轴流风机、蓄热、进气道、排气道等组成。白天由于太阳辐射量的作用使温室内的温度升高, 而土壤温度较低, 这样就可以让高温空气与表层的土壤进行热交换, 从而提高土壤温度。夜间启动风机使室内冷空气从地下管道流过, 经过土壤加热后的空气再循环到温室空气中, 这种以空气为媒介的太阳能蓄热系统热交换设备装置复杂, 蓄热效率不高, 目前在温室中很少使用。
4 以热泵为媒介的太阳蓄热系统
以热泵为媒介的蓄热系统是以消耗一部分低品质能源为补偿, 使热能从环境介质 (地下水、土壤和空气等) 向高温热源传递, 并储存使用的系统, 该系统主要由太阳能集热器、相变蓄热水箱、热泵、土壤换热器、风机盘管、循环水泵等组成。此系统蓄热效率高, 节能环保, 在冬季不仅可以提高温室内温度, 而且能够有效降低温室湿度。
5 结束语
目前针对日光温室的太阳能蓄热研究有很多, 其中蓄热系统形式也多样化, 但是都存在着各自不同的优缺点, 以后在蓄热装置的设计、蓄热材料的性能与选择及蓄热装置与温室结构的融合等方面还需进一步的研究和探索。
摘要：随着日光温室的迅速发展, 严寒地区日光温室的加温能耗问题也日渐突出, 本文针对日光温室以水为媒介、以相变材料为媒介、以空气为媒介、以热泵为媒介的太阳能蓄热系统进行了系统装置、优缺点和应用情况的分析和研究, 为日光温室的太阳能蓄热系统的研究提供一定参考。
关键词：日光温室,太阳能,蓄热系统
参考文献
[1]孙维拓, 杨其长, 方慧, 等.主动蓄放热-热泵联合加温系统在日光温室的应用[J].农业工程学报, 2013, (19) :168-177.
[2]王宏丽, 邹志荣, 陈红武, 等.温室中应用相变储热技术研究进展[J].农业工程学报, 2008, (6) :304-307.
[3]刘伯聪, 曲梅, 苗妍秀, 等.太阳能蓄热系统在日光温室中的应用效果[J].北方园艺, 2012, (10) :48-53.
太阳能温室 篇3
第一, 如果按照结构区分光伏太阳能温室, 其有两种类型:一种是传统的光伏太阳能温室, 类似于传统的日光温室, 能够拥有良好的保温性能与墙体。另一种类型的光伏太阳能温室类似于传统的连栋温室, 屋顶的向阳面上安装有光伏太阳能电池板, 墙体透明, 通常情况下会以薄膜, 玻璃与阳光板为墙体材料。
对于大多数地区而言, 有鉴于发电方式与植物生长之间的矛盾, 光伏太阳能温室能够在夏季强光的月份进行应用, 却并不适合在冬季的强光月份应用。在低温季节里, 此类光伏太阳能温室是既不能发电也不能生产的, 因此在大多数情况下, 此类太阳能温室只适宜建设连栋温室。在西藏与青海等白天光照强夜晚低温的特殊环境下, 适于建造光伏太阳能日光温室进行农业生产。
第二, 按照光照的程度对光伏太阳能温室进行分类。这种分类下的光伏太阳能温室有两种类型:全遮光类型与部分遮光类型, 全遮光型的光伏太阳能温室几乎没有光照, 温度较为平衡, 适合种植食用菌。部分遮光类型的温室包括光伏太阳能连栋温室与光伏太阳能日光温室, 从遮光的面积上看, 从20%到80%不等。
在光伏太阳能日光温室中, 电池板在采光面后部的排列是比较多的, 遮光带更多的分布在后墙上, 这样能够有利于植物的生长。在光伏太阳能连栋温室中, 电池板一般会在每个屋顶的向阳面上呈现马赛克一样的状态排列。较为先进的电池板本身就是马赛克状, 而较为先进的玻璃或薄膜也都具有散光折射的特点, 两者的使用都能够让温室中的光照变的相对均匀, 甚至可达到消影的效果, 以利于作物的生长。
第三, 光伏太阳能温室的优点。在温室的表面加装太阳能电池板能够让温室具有发电的功能, 从而能够更好地利用太阳能。光伏太阳能温室在同一块土地上实现了发电与种植的同时进行, 一方面能够节约土地资源, 一方面也在很大程度上解决了光伏发电与种植业之间的矛盾。
此外, 光伏太阳能温室还能防止风沙与减少温室中水分的蒸发, 让不毛之地变成耕地成为可能 (例如沙漠地区与西北干旱地区等) 。光伏太阳能温室能够实现一室多用, 在条件相对艰苦的地方, 除了供电与进行农业生产之外, 还具有防风雨与生产收集淡水的功能, 因此也可以拓展与应用到生活与养殖等方面。
第四, 光伏太阳能温室的缺点。光伏太阳能电池板不能伴随着季节的变化而变化, 在光照较少的季节, 发电与植物的生长会产生相应的矛盾, 且光伏太阳能温室的建造成本相对较高, 回报周期长, 不适合小规模的家庭经营模式。此外, 光伏太阳能温室对植物的要求也较高, 在一般情况下, 光伏太阳能温室并不适合种植喜光的植物。光伏太阳能温室通常情况下种植不太需要高强光的植物或不需要见光的植物 (如叶菜与食用菌) 。
2 光伏太阳能温室的应用局限
第一, 光照与地域限制是光伏太阳能温室应用的第一个局限。光伏太阳能温室的效益主要是以发电为主, 因此, 在建造光伏太阳能温室过程中, 要选址于光照充足的地方进行建设, 并且日照的时间数越多越好。如果光照一旦不足, 就会发生发电与种植相互矛盾问题的突出。在中国, 海南, 西藏, 青海与甘肃等都很适合建造光伏太阳能温室。
第二, 光伏太阳能温室对温度与季节的要求相对较高。在利用光伏太阳能温室进行农业生产时, 对室内温度具有一定的要求 (一般夜间的温度不能低于8℃) 。在南方地区, 建造光伏太阳能温室可以延长植物种植的时间, 甚至可以在四季中任何一个季节进行种植。
第三, 光伏太阳能温室的种植种类具有局限性。因为对于光伏太阳能温室来说, 发电与植物种植之间是存在着很大的矛盾的, 并且在植物种植系统中具有次要的位置, 所以, 在光伏太阳能温室首选的植物中, 首先要选择不需要光照的植物进行种植 (例如:平菇, 金针菇, 白灵菇与香菇等食用菌品种) ;其次是要选择弱光的植物 (例如:竹荪, 三七与人参等) ;最后是与发电矛盾相对较大的植物 (如黄瓜, 茄子, 丝瓜等) ;中等喜光的植物可以在条件较好的温室中进行种植 (如辣椒, 西葫芦, 葡萄等) 。
3 光伏太阳能温室设计要点简述
在设计上, 光伏太阳能温室与普通温室的设计方式总体是相似的, 只是其中有些特殊的结构需要做出针对性的改变。作为一种发电设置, 光伏太阳能温室电池板的安放坡度和方向有一定的要求, 且多数情况下电池组件具有一定的透光率并呈现马赛克排列。
第一, 在设计的过程中, 光伏太阳能温室要增加相应的承重。光伏太阳能温室的电池板一般比较厚重, 通常情况下需要更强的立柱与梁架进行支撑。
第二, 在设计光伏太阳能温室的过程中要根据项目所处纬度设计屋角面, 日光温室的屋角面一般达到35°左右, 并伴随着纬度的升高而逐渐增大。连栋温室要设计向阳的屋面, 屋面的角度也要随温室所处纬度调整, 虽然前后屋面可以做成不对称的, 但是原则上, 前一个屋面不能遮挡后一个向阳屋面的阳光照射。
第三, 要选择合适的电池组件。太阳能光伏电池组件有单晶硅, 多晶硅与非晶硅等多种不同的材料, 与此同时, 晶硅电池板与薄膜电池也有区别, 还有不透明与半透明的区别。通常情况下, 光伏电池的使用寿命在二十年以上, 单晶硅电池在发电效率和使用寿命方面都相对较好, 但是成本较高, 因此目前面向温室开发的电池组件还是多晶硅与非晶硅为主要材料。太阳能温室所用的电池板, 有单层板和双层板, 总厚度大约在3.0~6.5 mm。
电池板在接受阳光照射的过程中会产生出巨大的热量, 对于无雹灾风险的地区而言, 夏季种植的温室其前板的厚度可以减小, 以便有利于将热量向外扩散, 而在冬季种植的温室上, 应该加大前板的厚度, 减小背板的厚度, 有可能的话让薄膜取代背板, 以便更好地将热量留在温室里。
第四, 在光伏太阳能温室设计的过程中, 要分清主次, 才能确定遮光率。在光伏太阳能温室设计的过程中, 首先要考虑到发电的问题, 其遮光率越高越合理, 合理的配置遮光率能够让发电与农业生产有效的结合, 提高光的利用率, 提高对土地与空间的利用率。
4 光伏太阳能温室的典型应用
第一, 偏远地区的一室多用能够有效地利用光能, 土地与水源。在荒漠, 孤岛与高山哨所条件艰苦的地方, 自然条件通常不便, 甚至几乎不能进行农业生产, 广布太阳能能够有效地抵御自然灾害, 解决淡水, 电力, 热力, 蔬菜, 水果与建筑等诸多问题。
第二, 高海拔地区使用光伏太阳能温室是较好的选择。高海拔地区白天光照时间长, 昼夜温差大, 光伏太阳能温室恰恰能够在白天为植物遮挡过强的光线, 夜间为植物提供安全的温度。建造光伏太阳能日光温室比光伏太阳能连栋温室更适合高原植物的生长, 因为光伏太阳能温室的保温性能较好, 夜间的温度更高, 也能为植物创造更好的生长环境, 在良好的墙体保温的情况下, 能够生产很多种类的蔬果。
第三, 低纬度地区适合使用光伏太阳能连栋温室。中国南方有些地区纬度较低, 日照充足, 昼夜温度都较高, 一年四季的光照强度与变化都会相对较小, 因此, 建造太阳能连栋温室, 比塑料大棚能更好的保护蔬菜生产。
5 光伏太阳能温室在使用过程中所产生的问题
第一, 不宜在光伏太阳能温室中种植喜光植物。对于光伏太阳能温室来说, 当遮光率低于50%时, 其发电的能力就会降低, 投资回收期也会变得很长。因此, 一般的光伏太阳能温室都设计了较高的遮光率, 在这样的温室中种植喜光植物, 并不能达到预期的效果。
第二, 将光伏太阳能温室主要运用于冬季种植。很多北方地区的纬度如果稍高, 就会有明显的四季变化, 夏季光照多于冬季, 可以夏季为主来安排光伏太阳能温室的农业生产, 这样能减少发电与种植的矛盾。此外, 在光照条件较差的地方, 也不能建造光伏太阳能温室, 很多地方虽然纬度不高, 但由于全年阴天较多, 年日照量也少, 因此并不适合建造光伏太阳能温室。
6 结语
光伏太阳能温室的出现, 将开启农业发展的低碳模式。光伏太阳能温室将会是新的发电站与果蔬运转基地。光伏太阳能温室能够将农业大棚, 薄膜太阳能发电结合起来, 既用农业用地的直接成本进行发电, 也不影响农作物的光合作用, 一专多能的发展模式必将让农业走向低碳经营的发展模式上。
摘要：作为一种新型的温室, 光伏太阳能温室拥有传统温室所没有的优点。光伏太阳能温室既有发电装置, 也有种植果蔬的功能。经过相关从业者多年的研究与推广, 光伏太阳能温室已经在我国的很多省份获得了推广与应用, 很多地区也正在计划应用与推广光伏太阳能温室。
关键词：光伏太阳能板,类型,应用前景
参考文献
[1]刘立功, 赵连法, 刘超, 等.光伏太阳能温室的特点及应用前景[J].中国蔬菜, 2013, (8) :1-4.
太阳能温室 篇4
关键词：温室太阳能,空气源热泵,联合加热,试验研究
引言
温室太阳能在农业领域中的使用已经变得非常普遍, 温室的利用使得农作物摆脱了季节和温度的限制从而得以顺利的生长, 这对于农作物产量的提高以及我国农业的发展具有非常重要的意义。为保证太阳能温室的温度, 目前, 常用的做法是添加辅助热源或增加贮热措施, 传统设备的使用虽然能够达到加热效果, 但存在能耗高、污染严重等问题。温室太阳能- 空气源热泵联合加热方式, 不仅可以单独工作, 也可采用双热源的形式, 提高节能效果减少环境污染, 并且克服了温室太阳能加热的缺陷。
1温室太阳能- 空气源热泵联合加热系统设计
以下主要从系统的整体设计以及具体运行方式2 方面阐述温室太阳能- 空气源热泵联合加热方案。
1.1 系统的整体设计
对系统进行整体设计, 应考虑对太阳能的应用, 而空气源热泵只作为其辅助加热系统, 本文所设计的系统由3 部分组成:太阳能集热系统;热泵辅助加热系统;试验温室系统。结构组成如图1 所示:
太阳能加热系统是由5m2的平行板太阳能集热器、蓄水箱及必要的水阀组成;热泵加热系统由压缩机、蒸发器、冷凝器等组成;它们之间通过供热泵和集热阀连接, 可以实现单独和联合运行为试验温室提供热源。
1.2 系统的运行方式
温室太阳能- 空气源热泵联合加热系统的工质是热水, 工质的状态化情况是:白天阳光充足, 温度较高时, 利用集热系统吸收阳光中的热量, 这部分热量一部分对温室加热另一部分对水箱中的水进行加热, 在水箱的水温达到了一定程度之后, 供热过程便可以实现了。夜晚, 由于温度较低, 集热过程很难进行, 因此太阳能不能被应用, 这时空气源热泵便要发挥其功能, 水吸收热量后进入压缩机, 经压缩机压缩, 后进入冷凝器冷凝放热, 来实现对温室加热, 除夜晚以外, 这一加热方法在阴雨天气里同样适用。
2温室太阳能- 空气源热泵加热系统实际性能分析
对温室太阳能- 空气源热泵加热系统的实际性能进行分析需要试验验证, 同时也是判断这一系统可应用性的一个主要步骤, 因此, 在试验分析过程中, 一定要注意相关数据的准确性以及完整性, 从而使相关人员能够准确分析这一系统是否适合应用在具体的温室加热过程中, 并为生产实践提供可借鉴的理论依据。
2.1 太阳能蓄热子系统性能方面的分析
在对太阳能蓄热子系统进行分析的过程中, 要分析其集热系统以及蓄热系统的性能, 这是因为, 集热系统与蓄热系统是组成整个太阳能系统的2 个重要部分, 整个太阳能系统想要正常运行, 主要依靠的也是这2 部分。图2 为1d之内的各个时间点及时间段的连续试验, 从图中可以看出蓄热水箱的温度以及集热器出口与进口的温度都是随着时间的变化而变化的, 且它们之间呈现正相关性, 集热器进口温升越高出口温度和蓄水箱中水温也越高, 在16:00 左右达到最高点, 而后环境温度下降系统温度也在下降, 可以看出这一系统的性能还是比较稳定的, 将其利用在具体的温室供热工作中, 是可以保证温室的温度的。
2.2 空气源热泵供热系统性能方面的分析
由于太阳能需要通过集热才能被利用, 因此只能应用在可以收集到热量的白天, 一旦夜晚到来或阴雨天, 阳光不足的时候, 对温室的供热工作便需要通过空气源热泵来完成。研究空气源热泵供热系统方面的性能也是非常有必要的, 同时也是可以成为判断空气源热泵能够正常的完成供热工作的一个主要手段。空气源热泵的节能性是否能够达到一定的标准在很大程度上决定着其能否被广泛的应用, 而决定热泵节能性的主要指标则在其性能指数, 行业内, 对空气源热泵的性能指数, 既COP计算的公式为:
其中, - 系统供热量 (k J) ;- 水定压比热容 (k J/kg·℃) ;m- 加热水的质量 (kg) ;- 水在测试时间内温升 (℃) ;W- 压缩机功耗 (KJ) 。
通过测试水箱水温可计算出供热量, 通过电功率表可读出压缩机测试时间段内耗电量W。公式 (1) 的应用, 便可以很快的计算出空气能热泵的技能指标, 同时也可以判断其能否被有效的利用, 由此可见, 对空气源热泵进行性能方面的测试与试验是非常必要的, 同时也是非常值得被相关人员所重视的。
3结束语
通过上述讨论可以看出, 目前我国农业领域的温室供热系统由于供热状况不稳定, 同时还会对环境造成一定程度的污染, 因此, 针对其作出一系列的改革与创新便成为了温室发展的重中之重, 将太阳能与空气源热泵结合在一起的方式是目前出现的一种新的供热方式, 在将其系统的应用在农业领域内之前, 必须对其进行相关的试验, 这样才能更好地判断其性能, 从而判断其能否被有效地应用。
参考文献
[1]蔡龙俊, 鲁雅萍.农业温室供热系统的研究与设计[J].建筑热能通风空调, 2001 (2) .
[2]毛罕平, 王晓宁, 王多辉.温室太阳能加热系统的设计与试验研究[J].太阳能学报, 2004 (25) .
[3]陈冰, 罗小林, 毕方琳, 李杰.温室太阳能与空气源热泵联合加温系统的试验[J].中国农业科技导报, 2011 (01) :55-59.
[4]徐众, 浦绍选.太阳能热泵干燥综述[J].农业工程技术 (农产品加工业) , 2011 (12) :37-41.
太阳能温室 篇5
关键词：太阳光照强度,太阳辐射强度,温室温度
0 引言
太阳辐射强度是温室热量的主要来源[1],直接影响温室温度的变化,传统的温室主要是基于室外气温、土壤温度、天空辐射温度,太阳辐射强度,散射辐射和相对湿度中的因素[2]进行温度模型的建立。国外温室温度模型研究已经取得显著的成果[3],并建立了成熟的温室模型[4]: 如荷兰的Venlo型温室系统模拟模型KASPRO、比利时的半一维温室小气候模拟模型GDGCM、法国的Gary等建立的SIMULSERRE,以及美国的POLY - 2模型。同时,国内对温室温度的建模,也取得了一定的进展[5],这些研究已经通过试验建立了玻璃温室的温度模型[6],为温室建造和温室环境因子控制提供了理论基础和实际指导。
太阳光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量,同时也是影响园艺植物光合作用的重要自然生态因子[7]。光通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育[8],而对光照强度的测量是植物光合作用和生长研究的基础,因此光照响度通常在农业生产中是一个常见的测量因子。
太阳辐射强度和太阳光照强度是不同的两个物理量,但它们之间又存在一定的转换关系[9]。通常情况下,太阳光照度测试相对比较简单,测试设备普及率高; 虽然目前市场已有现成的太阳总辐射计,但是费用远比光照强度计高出许多。因此,在上述理论依据的指导下,研究太阳光照强度对温室温度的影响、建立两者之间的关系,具有非常重要的意义和价值。通过姚万祥等人[10]的研究可以看出: 晴空指数和太阳高度角是影响太阳辐射照度与太阳光照度之间关系的主要因素。为此,本文拟选择夏季晴天这个特定条件下太阳光照强度对温室温度的影响进行分析,并建立相应的温室温度模型。
1 传统模型分析简化
传统的温室温度动态模型是基于传热学、能量平衡和质量平衡的理论建立起来的数学模型,通常是将温室内部的空气看成整体,假设空气均匀混合,分析太阳辐射强度、自然通风、强制通风、作物、温室内土层,以及覆盖材料、风机、侧窗、天窗和内外遮阳等因素对温室温度的影响,最后建立温室内部空气的能量平衡模型方程,方程为
式中V—温室内部容积( m3) ;
ρi—空气密度( kg /m3) ;
ci—空气比热容[J /( kg·℃ ) ];
Ti—室内空气温度( ℃ ) ;
Φr—太阳辐射能量( W) ;
Φh—加热能量( W) ;
Φv—与外界空气对流换热的能量( W) ;
Φs—室内温度和土壤的热传导能量( W) ;
Φleaf—室内空气与作物叶面对流换热的能量( W) ;
Φc—内外空气 通过玻璃 进行的能 量交换( W) ;
Φcool—湿帘风机强制降温散射的能量( W) ;
Φtran—作物蒸腾所需的能量( W) 。
1. 1 模型的简化
为了研究光照对温室温度的影响,试验于2013年8月中下旬晴天进行。试验时,温室处于全封闭状态,温室中不种植植物,温室地面干燥,且温室封闭性能良好,结合实际情况,可以不考虑加热、强制降温、植物对温室内温度的影响。同时,因为温室封闭,天窗风机关闭,因此也不考虑温室温度与外界空气进行对流换热。更为重要的是,夏季地表温度和温室温度温差较小,结合一些文献[11]分析可知温室地面和空气的热对流对温度的影响较小,也可以忽略。再结合李晋[12]的分析可知温室外温度和太阳辐射是影响温室内温度最主要的两个因子,因此热平衡模型可以简化为
1. 2 参数分析
1. 2. 1 温室太阳辐射能量的计算
进入温室的太阳辐射能量计算公式为[5,13]
其中,qin= ( qdτd+ qfτf) ,表示进入温室的太阳辐射强度[5,14],大小主要取决于qd,W /m2; Ac表示温室覆盖材料表面积( m2) ; qd、qf表示到达温室覆盖层外壁的太阳直射强度、太阳散射强度( 包括太阳总辐射从地面反射的散射部分) ( W /m2) ; τd、τf表示覆盖层太阳辐射直射透射率和散射透射率,通常τd被看作常数,而τf取决于温 室屋顶斜 面倾角和 太阳的位置[5]。需要指出的是qD= qd+ qf,总的太阳辐射强度( 单位W /m2) 。
1. 2. 2 内外空气通过玻璃进行的能量交换计算
内外空气通过 玻璃进行 的能量交 换计算公 式为[1,15]
其中,hc表示覆盖 材料传热 系数 [W /( m2·℃ ) ]; Ti表示温室内温度( ℃ ) ; To表示温室内温度( ℃ ) 。
2 光照对温度影响模型的建立
2. 1 温室模型抽象
从式( 2) 、式( 3) 、式( 4) 式可知,温室内温度可表述为
抽象上述等式可得到
其中,函数h与温室结构和空气物理特性相关,函数g与温室结构和温室材料物理性质相关。对于太阳总辐射,因为qD= qd+ qf,同时qin= ( qdτd+qfτf) ,所以必然存在
其中,函数u和温室材料的物理性质相关。
结合式( 6) 和式( 7) 可以得到温室温度的抽象模型为
其中,函数v和温室结构、空气物理特性以及温室材料相关。
2. 2 光照抽象模型的建立
从式( 8) 可以看出: 温室温度与太阳总辐射存在函数关系,同时和温室内外温差存在函数关系。从文献[17 - 20]可知,太阳光照强度L和太阳总辐射强度存在相应的函数关系,所以式( 8) 可以表述为
其中,f和温室结构、空气物理特性、温室材料以及太阳高度角和晴空指数相关。
式( 9) 一阶微分方程表示了连续时间状态下温室温度与温室外温度以及太阳光照强度的关系。在实际试验中,时间是离散的,因此将上式离散化,转化为相应的差分方程可得
将带入式( 10) 整理得
其中,Ti( k +1)表示k + 1时刻温室内的温度; Ti( k)表示k时刻温室内的温度; To( k)表示k时刻温室外的温度; L( k)表示k时刻温室外的光照强度; Δt为k + 1和k时刻的时间间隔。
式( 11) 即为本研究所需的热平衡模型。通过建立模型,可以通过k时刻的温室内外温度和温室外的光照强度模拟k + 1时刻温室内的温度值,模型的初始值是第一组实测值。
2. 3 模型函数参数确定方案
分析式( 11) 可知,从式( 5) 至式( 10) 的推导过程中间变量复杂,影响因素又多。因此,太阳光照和室内外温差是否和室内温度的关系如同式( 5) 中的线性关系已经不能确定。为了确定这两个函数的参数,充分考虑到以下因素:
1) 太阳光照强度、太阳总辐射强度和进入温室内太阳辐射之间的关系受温室环境、结构和材料,地理位置,以及环境等诸多因素的影响; 同时推导公式本身存在误差,多次叠加推导不能保证精确度。
2) 温室本身主要由玻璃、钢架和水泥组成,这些材料同时又是温室内外热量传递的载体,因此热传导系数不仅仅和玻璃相关,和所有材料综合相关。
本试验通过试验直接拟合得出相关参数。
2. 3. 1 温室内外温差函数参数的确定
温室在白天主要通过太阳光照积累热量,同时又和外部空气进行热交换而散射热量; 夜晚,温室内温度不受太阳影响,只单纯存在散热过程。因此,夜间温室内热平衡方程为
其中表示只在散热的情况下,温室内温度的变化率。通过测量夜间内外温差,可以确定内外温差的参数。
2. 3. 2 太阳光照函数参数的确定
白天,温室在受到太阳光照影响的同时,也受到了室外温度的影响,是综合影响的结果。白天温度的变化率是太阳增加热量和自身散热的叠加作用,热平衡方程为
其中,表示在太阳加热和自身散热的情况下,温室内温度的变化率。通过式( 12) 可以确定内外温差的函数参数,而ΔTit( k)= Tit( k +1)- Tit( k)表示白天温室内k + 1和k时刻的温差,可以实际测定得到。用式( 13) 加上( 12) 可得
其中表示只在太阳光照强度的作用下,温室内温度的变化率,通过测量太阳光照和内外温差并带入公式,就可以确定太阳光照函数的参数。
要确定上述两个参数,需要计算温度在某一段时间的变化率,拟合许多样本才能得到详细参数,与温室的物理结构、材料和地理条件相关; 与具体时间点、温度无关,而与温差相关。
3 试验与结果分析
3. 1 试验设计与试验方法
试验温室位于陕西省杨凌农业高新示范区玻璃温室中进行,室内使用DS18B20温室传感 器,利用DS18B20的单总线特性,接入64个DS18B20温度传感器。温度监测节点在温室中自檐至地面分为4层,两层之间相距1m,每层均匀布置16个监测点,每隔10min的整数倍采集1次数据并通过GPRS上传到web服务器,室内温度采集如图1所示。室外采用DS18B20光照传感器是QY - 150B,同样每隔10min的整数倍采集1次数据并通过GPRS上传到Web服务器,这给温室内外数据的同步提供了技术支持。
根据模型的设计方案,试验需要确定室内外温差和温度变化率的关系及太阳光照强度和温度变化率的关系,并要确定相关参数。因此,本试验设计了夜间降温封闭试验、晴天封闭试验和验证试验。
通过历史数据可以看出: 夏季夜间内外温差很小,白天温室 封闭时温 室内外温 差最大可 以达到11℃ ; 而随着太阳沉落,室内温度开始降低,在日落之时温室内外温差又降到很小。温差太小会导致试验结果误差过大,因此检测温室夜间的降温之前先要人工升温。升温试验于2013年8月10日和8月11日两天进行,这两天天气晴朗,风力小于3级。试验时温室完全封闭,无任何设备打开,使用两个2 000W的电暖气,每天16: 00 - 19: 40在封闭的温室加热; 19: 40关闭电暖气开始夜间降温试验,此时内外温差可达到9℃ ,因暖气关闭后还会产生余热,影响试验结果,在3h之后,内外温差又会降到很低。因此,确定参数时取晚上20: 00 -24: 00的温室内外温度的试验数据,每10的整数倍数分钟取1次数据,两天共取48组数据。
晴天封闭试验于2013年8月14日至8月17日进行,这4天天气晴朗,风力小于3级。试验时温室完全封闭,无任何设备打开,温室检测8月14日00: 00 - 8月17日00: 00的室内温度、室外温度和光照强度。
验证试验分为3组,分别是晴天试验、雨天试验和阴天试验,试验时温室完全封闭,无任何设备打开,风力均小于3级。晴天试验于2013年8月20日和8月23日进行。其中,20 - 22日天气晴朗,23日多云,温室检测8月20日00: 00 - 8月24日00: 00的室内温度、室外温度和光照强度。雨天试验于2013年8月28日进行,天气小雨,温室检测8月28日00: 00 - 8月29日00: 00的室内温度、室外温度和光照强度。阴天试验于2013年9月11日进行,天气阴天,温室检测9月11日00: 00 - 9月12日00: 00的室内温度、室外温度和光照强度。
3. 2 参数确定
降温封闭试验的48组数据中,每1组数据都有64个温度检测值,分别代表温室64个位置的温度,选取两个对角面上的共16个点的平均温度值作为试验输入数据。根据式( 12) 所示方法,取时间步长Δt =10min,通过Mat Lab拟合室内外温差和温度变化率的关系( 如图2所示) ,同时可以得出拟合函数为
从图2中可以看出: 其拟合效果较好,相关系数可达到0. 975。这是因为夜间没有太阳光照干扰,只存在温室空气和覆盖材料,以及覆盖材料和室外空气进行热量交换。结合式( 4) 分析可知,这两者的热交换主要取决于温室的传热系数,而温室的传热系数是一个常量,因此在温室结构和材料一定的情况下,他们存在式( 15) 所述关系。
晴天封闭试验的144组数据中,每1组包括温室内空气温度、温室外空气温度和温室外光照强度,空气温度取两个对角面上的共16个点的平均温度值作为试验输入数据,室外温度和光照强度取WSN气象监测系统的实测值。根据式( 14) 所示方法,取时间步长Δt = 10min,通过Mat Lab拟合太阳光照强度和温度的变化率的关系( 如图3所示) ,同时可以得出拟合函数为
其中,L( k)的单位是10K·Lux。从图3可以看出: 拟合效果比较满意,相关系数可达到0. 939 5。结合式( 3) 可知,温室的变化是和进入温室的太阳辐射成正比的,而进入温室的太阳辐射主要来自于室外太阳总辐射中的太阳直射,结合式( 9) 和文献[17 - 20]可知,辐射强度和光照强度在太阳高度角和晴空指数一定的情况下成线性关系,同时夏天晴天太阳高度角在白天大部分时间较高,综合这些因素可以看出,在一定的条件下,太阳光照强度和温度变化存在线性关系。
3. 3 仿真结果与分析
确定了温室内外温差函数参数和太阳光照强度函数参数之后,带入式( 11) ,可以得到模拟模型为
用式( 17) 模型仿真2013年8月20日和8月23日晴天和多云天温室内部温度,结果如图4所示。由图4可以看出,温室内温度的模拟值和实测值曲线吻合,趋势一致,用均方根误差分析模拟值和实测值的误差计算得温室内温度的均方根误差为0. 500 3℃。总体可以看出: 在晴天和多云天气,模拟效果较好,所述模型符合要求。
用式( 17) 模型仿真2013年8月28日温室雨天内部温度( 结果如图5所示) ,可以看出温室内温度的模拟值和实测值曲线较吻合,趋势基本一致,用均方根误差分析模拟值和实测值的误差计算得温室内温度的均方根误差为0. 474 7℃。总体可以看出,雨天夜间模拟和实测值基本一致,但是白天实测值要高于模拟值。这是因为雨天太阳光照强度最高不超过20K·Lux,而此时太阳光照强度和太阳辐射都主要来自于散射,而式( 17) 模型主要研究了晴空状态下的关系,这是白天出现误差较大的主要原因。
用式( 17) 模型仿真2013年9月11日阴天温室内部温度( 结果如图6所示) ,可以看出温室内温度的模拟值和实测值较曲线吻合,趋势基本一致,用均方根误差分析模拟值和实测值的误差计算得温室内温度的均方根误差为0. 629 1℃。总体可以看出,阴天夜间模拟和实测值基本一致,但是白天实测值要高度模拟值,比雨天效果要好,原因和雨天的一样,阴天光照强度和辐射强度要高于雨天,因此白天误差相对雨天较小。
4 结论
金太阳杏日光温室栽培技术 篇6
1 合理的棚体结构
选择种植杏树的大棚时，首先要考虑杏树的树体高度一般采用“8415”型日光温室，日光温室东西走向，跨度8 m脊高4 m，墙体厚度1 m，坐北朝南偏西5°，钢竹混合骨架拱圆形结构，棚前设置30～50 cm防寒沟，内添炉渣或植物秸秆。棚膜采用宽6 m、厚度0.12 mm和宽3.5 m、厚度0.12 mm的华盾牌流滴膜各1副。
2 品种选择
温室栽培的杏树宜选择果实发育期短（55～60 d）、需冷量小（一般为500～800 h）、果实品质佳、树体易成花、色艳味美、花粉多、坐果好、易丰产、抗逆性强的品种。灵武市选栽的品种主要是金太阳和凯特2个品种[1,2]。
3 苗木定植及授粉树配置
栽植株行距2.0 m×1.5 m，距温室北墙1 m开始栽植，最南一株距前沿80 cm。起垄定植，垄宽1 m，垄高15～20 cm每垄定植6株。由于金太阳属于结果性强的品种，应先建棚后栽树。在实际生产中，由于设施内的环境温度较高，湿度较大，花粉粘滞，不易传播，萌发率低，故均应配置授粉树授粉树与主栽品种比例为1∶5～8，金太阳和凯特等基本都可相互授粉。定植苗为一年生或二年生成苗，定植后将腐熟的有机肥与土混合后施入定植沟中下部，全部回填后浇水、沉实、挖小穴栽植。定植后，要根据树形确定分枝数目。有分枝的苗木留下2个，其余的剪除。无分枝或者分枝不良的要按照40～50 cm定干，南低北高，保持一定的高差，形成有利于通风透光的树体结构。
4 整形修剪
设施栽培杏整形枝条分生角度大，宜采用“Y”字树形开心形和纺锤形，其中“Y”字形选择2个东西向枝作主枝其余新梢按照空间、着生位置确定留做辅养枝或是疏除[3]为了促进二次枝的萌发，对长至60 cm左右的新梢摘心。立枝上直立生长的枝条，除了空间较大需要填充时要反复摘心利用外，其他的都应该疏除。扣棚前对长果枝短截1/3，并疏除过密枝，维持合理的树体结构。结合疏花可短截部分花量过大的结果枝，以控制花量。坐果后，当新梢长到20 cm左右时，进行多次摘心，提高坐果率和单果重。
5 适时扣棚
应根据栽培品种的需冷量及当年的冬季气温情况决定适宜的扣棚时间。金太阳、凯特需冷量为500 h，为了安全应在完成自然休眠后7～10 d扣棚。
6 温湿度调控
扣棚后各生长期温湿度根据表1中数据，通过升苫、放苫、风口开合、浇水进行调节。扣棚初期升温不能过快，应分3个阶段（7～10 d）进行，前3～5 d升苫1/3，中间3～5 d升苫2/3，最后全部升苫，缓慢升温直至开花[4]。
扣棚30～35 d开花为正常，少于30 d，则花器官发育不良，败育花比例提高，造成花而不实。果实发育期的温度对其影响较大，其调控的原则是前期升温，后期降温，加大昼夜温差。要在避免极端温度出现的情况下，尽量做到高温。地温的调控也很重要，根据近年的观察试验，扣棚后地温始终维持稳中有升的趋势。
7 花果管理
7.1 花期放蜂和人工授粉
采用设施栽培的方式种植杏，杏花的花期延长，但单花开放时间缩短，且杏的完全花一般是柱头高于花药，再加上棚内空气的湿度较大，不利于花粉分散。传粉的虫媒缺少，即使是自花授粉的品种，也不能够正常授粉。因此，除应进行地膜覆盖以降低设施内空气湿度外，还可以采取花期放蜂或者人工授粉的措施，以达到较高的棚内坐果率。如果采用放蜂授粉的方式，每个棚应该放蜂箱1～2个。在杏开花前2～3 d，将蜂箱放进棚内锻炼，并在蜂箱门口撒少许糖和水，以为蜜蜂补充营养，上花传粉。
7.2 疏花疏果
花期及时疏除晚花、弱花，因杏果实生育期短，坐果率高，应及时疏果，留果间距以5～8 cm为宜。
8 肥水管理
8.1 施肥
基肥在提高杏产量、促进杏品质中发挥着重要的作用。一般将全年施肥量的70%～80%作基肥施入。在定植时施足底肥，定植后1～2年内可以不再施基肥，以后每年秋施有机肥。追肥采用前促后控技术，当年7月以前，以促长为主，多施氮肥，并灌足水。具体追肥可分3次：第1次为花前肥，每株追尿素40～50 g；第2次为果实膨大肥，每株施磷酸二氢钾或硫酸钾复合肥50～100 g；第3次为采后肥，每株施氮磷钾复合肥100 g，以恢复树体营养。在杏树设施栽培过程中要重视叶面肥的施用。叶面肥的施用时间根据新梢的长度确定，当新梢长至15 cm左右时开始施肥，一般每隔10～15 d喷1次0.3%尿素或磷酸二氢钾。
8.2 浇水
一是浇大水。在扣棚前25 d左右浇1次透水，灌水后全棚覆盖地膜，以使地温较高。二是浇小水。扣棚后，如需进行灌溉，一般都浇小水。一般在花前、硬核、果实膨大期，出现墒情不足的情况时，浇小水。三是排水。揭棚后，进入雨季，要注意排水。
9 病虫害防治
杏的主要病虫害有疮痂病、褐腐病、炭疽病、蚜虫和红蜘蛛等。扣棚前，修剪后，喷施5°Bé石硫合剂，防治介壳虫和越冬害虫，日光温室升温后10～15 d正是蚜虫卵孵化期，在杏树根部灌施吡虫啉乳油3～5 mL，可有效防治蚜虫的发生。果实硬核期每7～10 d喷施甲托可湿性粉剂800～1 000倍液+0.3%磷酸二氢钾，可有效防止褐腐病的发生。
1 0 采后树体管理
设施杏树随着栽培时间的延长和树龄的增加，单位面积内树体已形成，空间基本占满。因此，采摘后每年都要进行修剪，采完果后马上施肥浇水，每株施复合肥150 g，连续喷施0.3%磷酸二氢钾2～3次，喷药间隔为7～10 d，以利于树体养分积累，有效调节树体营养生长和生殖生长的均衡性。
参考文献
[1]王金政,张安宁,单守明.3个设施或露地栽培常用杏品种光合特性的研究[J].园艺学报,2005(6):980-984.
[2]秦栋,王金政,张安宁,等.植物生长调节物质对设施杏果实生长发育的影响[J].华北农学报,2008(B10):55-59.
[3]于凤梅.不同修剪技术对设施栽培金太阳杏扩冠促果效应[J].辽宁林业科技,2014(2):51.