检索结果-内蒙古大学图书馆

农业工程学报 2019年第21期35卷 202-209页

作者：石惠娴田沁雨孟祥真任亦可欧阳三川张中华安文婷同济大学新农村发展研究院国家设施农业工程技术研究中心

针对植物工厂夏季高温导致植物生长困难及电空调降温运行成本高的问题,以上海崇明大型自然光植物工厂为例,研究地下水源热泵水蓄能型降温系统夏季节能运行特性。为达到节能经济运行目的,地源热泵水蓄能型降温系统夏季运行模式采取冷水... 详细信息

针对植物工厂夏季高温导致植物生长困难及电空调降温运行成本高的问题,以上海崇明大型自然光植物工厂为例,研究地下水源热泵水蓄能型降温系统夏季节能运行特性。为达到节能经济运行目的,地源热泵水蓄能型降温系统夏季运行模式采取冷水井直供、热泵机组蓄冷模式、蓄冷水箱供冷模式,而以冷水井直供模式为主,同时基于上海市分时电价政策,地源热泵水蓄能型降温系统采用地源热泵间歇运行摸式,即地源热泵在电价低谷时段开启,为蓄冷水箱蓄积冷量,为白天用电高峰时采用蓄冷水箱供冷模式作冷量储备。选取代表夏季高温时节特点的典型周试验数据对系统进行分析,地源热泵运行时平均能效比(coefficient of performance, COP)为4.53,整个供能系统COP为3.80。以代表夏季高温时节特点的典型日系统运行为例,水蓄能型地源热泵系统相比于不采用蓄能装置的地源热泵系统可节约运行费用16.98%,相比空气源热泵、直燃式溴化锂吸收式水冷机组可分别节能31.61%、79.10%。实践表明,地下水源热泵水蓄能型降温系统在工作过程中性能稳定,节能环保,具有一定实用价值。

关键词：热能泵节能水蓄能地下水源热泵降温系统自然光植物工厂

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蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统节能运行调控

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农业工程学报 2020年第1期36卷 245-251页

作者：石惠娴安文婷徐得天田沁雨张中华任亦可欧阳三川同济大学新农村发展研究院国家设施农业工程技术研究中心

蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统虽然避免了传统化石能源供能所存在的一次能源利用率低且污染严重的问题,但目前缺乏长期运行经验。以上海崇明自然光植物工厂为例,对蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行优化调控。研究发现该系统... 详细信息

蓄能型地源热泵式植物工厂供能系统虽然避免了传统化石能源供能所存在的一次能源利用率低且污染严重的问题,但目前缺乏长期运行经验。以上海崇明自然光植物工厂为例,对蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行优化调控。研究发现该系统存在3种不合理运行情况:A.植物工厂热负荷为负值时热泵仍继续供热、B.热泵向蓄热水箱输出过多热量蓄热、C.热泵在用电高峰时仍运行。经过优化调控后,避免A运行情况,第1季度热泵最终可减少输出能量21.55 GJ,可减少耗电1 012.50 kWh,折合成电价可节约747元;避免B运行情况,设定第1季度热水充满率上限为85%,在保证热泵充分供能植物工厂前提下,可减少输出97.2GJ能量;避免C运行情况,热泵总输出能量不变,将第1季度中热泵140.25 GJ的热量转移到平价阶段输出,可以节约5 530元,此时电量总计8 654.07 kWh。通过优化自然光植物工厂供能系统运行过程,可以节能降耗,经济运行。

关键词：蓄能热泵植物工厂供热节能运行

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植物工厂地源热泵系统热负荷BP神经网络预测及验证

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农业工程学报 2019年第2期35卷 196-202页

作者：石惠娴孟祥真游煜成张中华欧阳三川任亦可同济大学新农村发展研究院国家设施农业工程技术研究中心上海200092

为提高水蓄能型地下水源热泵自然光植物工厂供热系统节能性,供热系统必须能够很好地预测热负荷变化。针对自然光植物工厂热环境系统非线性特点,利用具有很强非线性映射能力的BP神经网络(back propagation,BP),选取室内外空气干球温度、... 详细信息

为提高水蓄能型地下水源热泵自然光植物工厂供热系统节能性,供热系统必须能够很好地预测热负荷变化。针对自然光植物工厂热环境系统非线性特点,利用具有很强非线性映射能力的BP神经网络(back propagation,BP),选取室内外空气干球温度、太阳辐射强度、室内相对湿度和绝对湿度、室内风速等输入参数,确定算法步骤和评价指标,构建神经网络模型预测植物工厂次日负荷。采用Matlab神经网络工具箱对崇明试验基地水蓄能型地源热泵自然光植物工厂的样本集进行训练,训练后误差函数值为0.002 999 94,神经网络收敛。通过对比热负荷预测值与实际值,证明了神经网络预测热负荷值与实际值趋势一致,基本误差在±6%以内,结果表明神经网络法可以用于植物工厂次日热负荷预测。通过热负荷预测能够更加科学地调整供热系统运行模式,更好地匹配植物工厂需求热量与热泵的输出能量,实现运行节能和降低供能成本的目的。

关键词：热能神经网络算法热负荷预测植物工厂水蓄能地源热泵

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植物工厂水蓄能型地下水源热泵供热系统节能运行特性研究

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农业工程学报 2018年第23期34卷 157-163页

作者：石惠娴任亦可孟祥真陈慧子欧阳三川周强同济大学新农村发展研究院国家设施农业工程技术研究中心上海200092

植物工厂供热系统中,采用传统能源存在一次能源利用率低且污染严重的问题。地下水源热泵节能环保,如果结合蓄能技术可进一步降低运行能耗。该文以上海崇明自然光植物工厂为例,对水蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行特性研究。结... 详细信息

植物工厂供热系统中,采用传统能源存在一次能源利用率低且污染严重的问题。地下水源热泵节能环保,如果结合蓄能技术可进一步降低运行能耗。该文以上海崇明自然光植物工厂为例,对水蓄能型地下水源热泵供能系统进行节能运行特性研究。结果表明:水蓄能型地下水源热泵供能系统在冬季运行时,采用基于分时电价政策的间歇运行模式,即在电价低谷时,热泵机组边供热边蓄热;在电价高峰期,充分利用蓄热水箱供热。典型周内供能系统按照间歇模式运行可以维持室内温度17~26℃之间,系统稳定运行时,热泵机组制热功率与耗电功率的比值(coefficient of performance,COP)稳定在4.2左右。其中计算典型日水蓄能型地下水源热泵系统比不蓄能系统节省30.34%的费用,供能系统COP为3.17,进一步说明系统较为高效平稳。系统冬季运行一次能源利用系数0.99,相对于冷水机组与燃煤锅炉配套系统,节能率达到81.05%。计算不同能源冬季加热成本,燃煤、燃气和燃油方式分别是该系统运行成本的1.25、2.93和5.08倍。实践表明,水蓄能型地下水源热泵式供热系统不仅能够移峰填谷,降低运行费用,而且充分合理地利用地热能,节能减排,具有良好的经济和环保效益。

关键词：热能泵节能自然光植物工厂地下水源热泵水蓄能供热系统

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全混式厌氧发酵池加温负荷模型及其影响因素试验研究

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农业工程学报 2017年第20期33卷 210-217页

作者：石惠娴孟祥真张迪朱洪光张亚雷徐得天同济大学新农村发展研究院同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092

沼气工程全混式厌氧发酵池加温负荷计算准确性关系到整个系统设计合理性、运行稳定性和系统经济性,明确加温负荷模型并了解主要因素对其影响特性非常重要。针对上海实际沼气工程全混式厌氧发酵池热过程,建立加温负荷物理和数学模型,为... 详细信息

沼气工程全混式厌氧发酵池加温负荷计算准确性关系到整个系统设计合理性、运行稳定性和系统经济性,明确加温负荷模型并了解主要因素对其影响特性非常重要。针对上海实际沼气工程全混式厌氧发酵池热过程,建立加温负荷物理和数学模型,为分析加温负荷各组成部分的大小、对全年加热量的影响,提出月平均负荷百分比、月围护结构散热率、月平均池容日负荷、全年池容总加温负荷以及设计池容加温负荷5个指标。考察不同发酵温度和顶膜保温层厚度等主要因素对加温负荷的影响得出:上海地区发酵温度为(30±1)、(35±1)℃的加温负荷约是发酵温度为(25±1)℃的1.54和1.94倍;发酵温度35℃相对于发酵温度30℃,总加温负荷增加约40%,同时热量获得的难度加大,源侧进水温度相同时热泵机组制热能效比(coefficient of performance,COP)下降约0.6;确定经济发酵温度为30℃;通过对比顶膜采用橡塑保温层厚度分别为0、25、50和75 mm对加温负荷的影响,得出每增加25 mm橡塑保温层后围护结构散热负荷减少率为67.99%、16.49%和7.28%,总加温负荷减少率为48.02%、7.17%和2.85%,确定上海地区顶膜经济保温层厚度为50 mm。根据模型计算加温负荷结果与实际工程试验计算结果相比,相对误差在0.6%~7.8%之间,结果可以为沼气工程加温负荷计算和保温层厚度提供参考。

关键词：加温发酵负荷沼气工程全混式厌氧发酵池物理和数学模型影响因素

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太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统TRNSYS模拟

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农业机械学报 2017年第8期48卷 288-295页

作者：石惠娴徐得天朱洪光张亚雷孟祥真郭长城同济大学新农村发展研究院上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092

利用TRNSYS软件对太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统进行仿真模拟,得出该系统某一典型天和全年能量利用效果:在冬季最冷的典型一天,总供热包括热泵耗电量、水泵耗电量、地埋管和集热器总集热量共225.52 MJ/d;总耗热包括沼气池维护结构... 详细信息

利用TRNSYS软件对太阳能-地源热泵式沼气工程加温系统进行仿真模拟,得出该系统某一典型天和全年能量利用效果:在冬季最冷的典型一天,总供热包括热泵耗电量、水泵耗电量、地埋管和集热器总集热量共225.52 MJ/d;总耗热包括沼气池维护结构散热和加温料液负荷共208.57 MJ/d。除去无供热效果的水泵耗电部分,能量输入和沼气池热负荷基本趋于平衡;系统全年共消耗热量46 657.32 MJ,可再生能源(太阳能和地热能)提供74%;其中,太阳能热利用贡献63%,地热能贡献37%,表明该加温系统可高效利用可再生能源。系统全年向地下蓄热总量为7 630.99 MJ,吸热总量为12 954.81 MJ,蓄热量虽不能完全满足供热量的需求,但可以在一定程度上缓解土壤的冷热失衡。

关键词：沼气工程加温系统太阳能-地源热泵式能耗 TRNSYS模拟

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沼气发酵池动态热负荷特性研究

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农业机械学报 2017年第5期48卷 296-303页

作者：石惠娴徐得天朱洪光孟祥真苗慧黄超同济大学新农村发展研究院上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092

温度是影响沼气发酵产气率的关键因素,发酵池的热负荷是沼气工程加温系统设计与选型的基础,关系到发酵系统的稳定运行与加温系统的经济性。精确计算出发酵池热负荷,有利于将加温系统供能侧与发酵池需能侧匹配,并探索出加温系统的最佳系... 详细信息

温度是影响沼气发酵产气率的关键因素,发酵池的热负荷是沼气工程加温系统设计与选型的基础,关系到发酵系统的稳定运行与加温系统的经济性。精确计算出发酵池热负荷,有利于将加温系统供能侧与发酵池需能侧匹配,并探索出加温系统的最佳系统配置和运行策略,以降低能耗和成本。在分析沼气工程发酵设备物理和数学模型基础上,采用逐时累加法计算发酵池围护结构散热量,得到发酵池热负荷的全年动态变化规律,将稳态算法的时间步长由1个月缩短到1 h,提高了计算精度。研究结果表明,在(25±1)℃、(30±1)℃和(35±1)℃3种不同工况下,热负荷的模型计算结果与试验测量结果相对误差分别为-5.98%、3.93%和5.39%,对于沼气工程保温和增温设计具有一定的理论意义和参考价值。

关键词：沼气工程发酵池动态热负荷逐时累加法

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微藻在农业可持续发展中的应用研究进展

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农业工程学报 2024年第3期40卷 14-25页

作者：赵江侯琤沈峥张亚雷上海市乡村振兴研究中心上海200002 同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学新农村发展研究院上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜... 详细信息

近年来,饲料、饵料产量不足和化肥、农药大量施用带来的环境污染问题给农业可持续发展带来了巨大挑战。微藻因其含有能够促进动植物生长、提高农产品品质的营养元素和生物活性物质,且能同化氮、磷等污染物,被广泛应用于农业种植业、畜禽业和水产养殖业。该文系统总结和分析了微藻在土壤改良、农作物保护、直接刺激农作物生长、畜禽和水产养殖废水处理、饲料和饵料等领域的应用现状、特征和环境与经济效益,以及面临的机遇和挑战。分析发现,通过优化微藻培养技术降低其规模化应用的采收成本和提高其对污染物的去除效率,系统增强其在农业应用中的经济价值和可持续性,为农业可持续发展提供科技支撑是未来微藻研究的重点关注方向。

关键词：微藻农业可持续发展微藻肥料微藻饲料饵料农业废水治理

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我国无土栽培营养液浓度管理方式现状及发展趋势

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现代农业科技 2015年第24期 192-193页

作者：陈杰赵世静同济大学新农村发展研究院国家设施农业工程技术研究中心上海201800

营养液作为无土栽培的核心,其浓度的管理方式是水培生产获得成功的重要技术保障。介绍我国无土栽培营养液浓度管理方式的现状,并提出发展趋势,以供参考。

关键词：无土栽培营养液浓度管理电导率管理法现状发展趋势

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农业废弃物资源化梯次利用低碳模式研究

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安徽农业科学 2023年第3期51卷 209-212,252页

作者：石惠娴沈昊文潘方慧朱洪光王孜竞周雪飞张亚雷同济大学新农村发展研究院/同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092

将农业废弃物分为畜禽粪便和农作物秸秆两大类。在参考国内外农业废弃物资源化梯次利用模式的基础上,深入分析安徽阜阳和上海崇明城桥镇农业废弃物资源化利用现状,绘制出区域农业废弃物沼气工程全产业链物质流梯次循环利用和农作物秸秆... 详细信息

将农业废弃物分为畜禽粪便和农作物秸秆两大类。在参考国内外农业废弃物资源化梯次利用模式的基础上,深入分析安徽阜阳和上海崇明城桥镇农业废弃物资源化利用现状,绘制出区域农业废弃物沼气工程全产业链物质流梯次循环利用和农作物秸秆还田资源化循环利用2个低碳模式图。前者以农业废弃物联合厌氧发酵技术为核心,形成生物天然气能源产业系统,系统内碳、氮、磷营养梯次回收利用、种养结合能肥联产物质资源化循环利用模式;后者综合考虑了秸秆还田的优势和不足,形成了以稻麦轮作秸秆适当还田资源化梯次利用模式。

关键词：农业废弃物资源化利用模式

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