一种日光温室保温性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种日光温室保温性能测试系统，包括温度探头、集成芯片和数据显示部分，所述温度探头用于采集后墙表面温度、地面温度、温室内空气温度、温室外空气温度；所述集成芯片用于数据积分处理和数据累计处理；所述数据显示部分包括参数输入部分和结果输出部分。本发明专利技术日光温室保温性能测试系统应用范围广泛，可以对我国广大北方地区不同纬度、不同海拔地区以及不同跨度、高度、墙体厚度和墙体材料日光温室的保温性能进行量化；通过日光温室保温性能测试系统的测定可以为日光温室保温性能优劣提供评价指标，倒逼温室建设企业优化温室设计，为蔬菜作物生产提供良好的温度环境。

【技术实现步骤摘要】
一种日光温室保温性能测试系统
本专利技术涉及一种日光温室保温性能测试系统，属于农业工程领域。
技术介绍
日光温室是我国北方地区越冬季蔬菜栽培的一种模式，其蓄热保温作用一直没有上升到理论层面，仍然是在生产实践中不断地探索，当前日光温室普遍存在的问题是夜间温度普遍较低，温室作物容易受到冷害、冻害。日光温室后墙和土壤的蓄放热属于周期性非稳态导热，根据后墙和土壤“温度变化与蓄放热转化的基础模型”，温室夜间温度较低是由于后墙和土壤在周期性蓄放热过程中放热量大于蓄热量，蓄放热失去平衡，造成温室温度水平不断降低造成的；夜间后墙和土壤的放热量对于日光温室保持蓄放热平衡具有重要影响，放热量越少，就越容易达到热平衡，温室夜间保温性能就越高。研究表明，温室夜间放热是外界低温驱动下后墙和土壤释放热量、温度降低的过程，在这个过程中，外界低温驱动温室放热量的多少受到温室内外空气之间贯流放热温差(T温室内空气-T温室外空气)大小的影响，贯流放热量与贯流放热温差之间存在线性关系；后墙和土壤放热量的多少受到温室空气与后墙表面、温室地面之间对流换热温差大小(T后墙表面-T温室内空气、T地面-T温室内空气)的影响(图1)，对流换热量与对流换热温差之间也存在线性关系。贯流放热温差与对流换热温差之间的比值(温差比)指的是形成1℃对流换热温差需要的贯流放热温差的数值，温差比越大，温室放热量越少、保温性能就越高，因此，温差比能够反应日光温室夜间的保温性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种日光温室保温性能测试系统，一是用于测试日光温室保温性能，确定温室在保温方面存在的差距；二是根据保温性能方面的差距，倒逼温室结构和材料进行改进，最终提高温室保温性能。为解决这一技术问题，本专利技术提供了一种日光温室保温性能测试系统，包括温度探头、集成芯片和数据显示部分，所述温度探头用于采集后墙表面温度、地面温度、温室内空气温度、温室外空气温度；所述集成芯片用于数据积分处理和数据累计处理；所述数据积分处理分别对采集到的数据进行积分运算，计算出贯流放热温差和对流换热温差，计算出积分温差比；所述数据累计处理分别对采集到的数据进行累计运算，计算出贯流放热温差和对流换热温差，计算出瞬时温差比和累计温差比；所述数据显示部分包括参数输入部分和结果输出部分，所述参数输入部分输入温室后墙高度和温室跨度；结果输出部分直接显示瞬时温差比；输入时间段后，显示积分温差比、累计温差比。所述数据积分处理包括：1)计算夜间一段时间内T后墙、T地面、T温室内空气、T温室外空气的积分值∫T后墙、∫T地面、∫T温室内空气、∫T温室外空气；2)蓄热体温度积分值表示为(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)，x和y分别为后墙高度和温室跨度；3)(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)-∫T温室内空气为积分值基础上的对流换热温差，∫T温室内空气-∫T温室外空气为积分值基础上的贯流放热温差；4)(∫T温室内气空-∫T温室外空气)/[(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)-∫T温室内空气]为积分温差比。所述数据累计处理包括：1)计算夜间一段时间内T后墙、T地面、T温室内空气、T温室外空气的累计值∑T后墙、∑T地面、∑T温室内空气、∑T温室外空气；2)蓄热体温度累计值表示为(∑T后墙*x+∑T地面*y)/(x+y)，x和y分别为后墙高度和温室跨度；3)(∑T后墙*x+∑T地面*y)/(x+y)-∑T温室内空气为累计值基础上的对流换热温差，∑T温室内空气-∑T温室外空气为累计值基础上的贯流放热温差；4)(∑T温室内空气-∑T温室外空气)/[(∑T后墙*x+∑T地面*y)/(x+y)-∑T温室内空气]为累计温差比。所述x为后墙高度，y为温室地面跨度，后墙内侧中部表面温度代表后墙表面温度，温室跨度中部温度代表地面温度，后墙中部垂线延长线与温室跨度中部垂线延长线的交叉处温度代表温室空气温度，温室后墙外侧中部距离后墙北50cm处空气温度代表温室外空气温度。有益效果：1)本专利技术日光温室保温性能测试系统应用范围广泛，可以对我国广大北方地区不同纬度、不同海拔地区以及不同跨度、高度、墙体厚度和墙体材料日光温室的保温性能进行量化，提供统一规范的保温性能评价指标；2)以山东省潍坊市、新疆自治区喀什市为例，两市日光温室温差比分别大于13、15时，温室夜间放热量较少、保温性能较高，温室夜间温度水平较高；如果温室夜间温度水平仍然较低的话，说明该温室的结构存在较大问题，需要进行改进；3)当前日光温室建设行业鱼龙混杂，较多温室建设企业把日光温室当做建筑物来建设，重视日光温室的外观构造，忽视日光温室的使用功能，温室建成后的保温性能普遍较低；通过日光温室保温性能测试系统的测定可以为日光温室保温性能优劣提供评价指标，倒逼温室建设企业优化温室设计，提高施工质量，提高建成温室的使用功能，提高温室夜间的温度水平，为蔬菜作物生产提供良好的温度环境；4)当前日光温室企业在温室设计时很少考虑施工地的天气气候条件，通过日光温室保温性能测试系统的测定可以提供日光温室保温性能优劣的评价指标，倒逼温室建设企业在温室设计时考虑施工地的天气气候条件，确定温室结构，使得建成完工后日光温室白天蓄热量和夜间放热量达到平衡，从而维持温室较高的温度水平，为蔬菜作物生产提供良好的温度环境。附图说明图1为温室放热示意图；图2为本专利技术的温度各测点设置示意图；图3为本专利技术的显示器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做具体描述。本专利技术日光温室保温性能测试系统以温差比为基础，以温室夜间一段时间内贯流放热温差与对流换热温差之间的比值为量化指标，设计日光温室保温性能测试系统，对日光温室夜间保温性能的高低进行量化测定。本专利技术日光温室保温性能测试系统由三部分组成，各部分组成及工作内容如下：一、温度探头(数据采集部分)后墙中部表面温度(T后墙)、温室跨度中部地面温度(T土壤)、后墙中部垂线延长线与温室跨度中部垂线延长线交叉处空气温度(T温室空气)、温室外空气温度(T温室外空气)，各测点具体设置见图2。二、集成芯片1、数据积分处理1)计算夜间一段时间内T后墙、T地面、T温室内空气、T温室外空气的积分值∫T后墙、∫T地面、∫T温室内空气、∫T温室外空气。2)蓄热体温度积分值表示为(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)，x和y分别为后墙高度和温室跨度。3)(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)-∫T温室内空气为积分基础上的对流换热温差，∫T温室内空气-∫T温室外空气为积分基础上的贯流放热温差。4)(∫T气内空室温-∫T温室外空气)/[(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)-∫T温室内空气]为积分温差比。2、数据累计处理1)计算夜间一段时间内T后墙、T地面、T温室内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种日光温室保温性能测试系统，其特征在于：包括温度探头、集成芯片和数据显示部分：/n所述温度探头用于采集后墙表面温度、地面温度、温室内空气温度、温室外空气温度；/n所述集成芯片用于数据积分处理和数据累计处理；所述数据积分处理分别对采集到的数据进行积分运算，计算出贯流放热温差和对流换热温差，计算出积分温差比；所述数据累计处理为对采集到的数据进行累计运算，某一时刻的温差比为瞬时温差比，某一段时间内的温差比为累计温差比；/n所述数据显示部分包括参数输入部分和结果输出部分，所述参数输入部分输入温室后墙高度和温室跨度；结果输出部分直接显示瞬时温差比；输入时间段后，显示积分温差比、累计温差比。/n

【技术特征摘要】
1.一种日光温室保温性能测试系统，其特征在于：包括温度探头、集成芯片和数据显示部分：
所述温度探头用于采集后墙表面温度、地面温度、温室内空气温度、温室外空气温度；
所述集成芯片用于数据积分处理和数据累计处理；所述数据积分处理分别对采集到的数据进行积分运算，计算出贯流放热温差和对流换热温差，计算出积分温差比；所述数据累计处理为对采集到的数据进行累计运算，某一时刻的温差比为瞬时温差比，某一段时间内的温差比为累计温差比；
所述数据显示部分包括参数输入部分和结果输出部分，所述参数输入部分输入温室后墙高度和温室跨度；结果输出部分直接显示瞬时温差比；输入时间段后，显示积分温差比、累计温差比。


2.根据权利要求1所述的日光温室保温性能测试系统，其特征在于：所述数据积分处理包括：
1)计算夜间一段时间内T后墙、T地面、T温室内空气、T温室外空气的积分值∫T后墙、∫T地面、∫T温室内空气、∫T温室外空气；
2)蓄热体温度积分值表示为(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)，x和y分别为后墙高度和温室跨度；
3)(∫T后墙*x+∫T地面*y)/(x+y)-∫T温室内空气为积分基础上的对流换热温差，∫T温室内空气-∫T温室外空气为积分基础上的贯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传坤，王晓，杨宁，刘波，
申请(专利权)人：山东省农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37