日光温室以太阳能为主要能量来源,以墙体和土壤为主要蓄热体,是我国北方地区主要的园艺设施,具有高效、节能和低成本等特征,不仅成功解决了北方地区冬季蔬菜生产难题,而且成为解决我国“三农”问题的支柱产业之一,产生了巨大的经济、社会和生态效益。但是,传统日光温室仍然存在许多问题,如温室的墙体和土壤的蓄热能力有限,东西山墙遮光严重,南北光温分布不均匀,草帘和棉被等保温材料防风、防雨、防雪和防火能力较差,土地利用率低等,为此,本团队研制了一种以岩棉彩钢板为保温覆盖的半圆弧型滑盖式节能日光温室创新结构,实现了日光温室保温覆盖件的自动化控制,为日光温室的现代化发展奠定了基础。同时,研制了以水为蓄热介质的主动式太阳能水循环系统,以期解决滑盖式节能日光温室的蓄放热问题,为日光温室墙体结构的改进和装配式建造方式的转变奠定基础,也为日光温室环境控制的自动化提供理论与技术指导。因此,在团队前期研究的基础上,本文以滑盖式节能日光温室为依托,以太阳能水循环系统为研究对象,首先对温室内太阳总辐射照度、光照强度、光谱辐射及空气温湿度时空变化规律进行了分析,进而明确滑盖式节能日光温室的光温特性。其次对太阳能水循环系统在滑盖式节能日光温室内的试验应用效果及性能影响因素进行了分析。最后对太阳能水循环系统集/散热装置和蓄热装置的蓄放热过程进行了分析,建立了基于蓄热装置水温昼夜变化的蓄放热模型,对各循环阶段蓄热水温进行模拟,并结合温室夜间的能量平衡计算了温室内不同设定温度系统所需的集/散热装置面积及蓄热装置容积。主要研究结果如下:1.以辽沈II型节能日光温室为对照,分析了滑盖式节能日光温室不同季节典型晴天的太阳总辐射照度,光照强度及光谱辐射随时间和空间变化的规律及冬季不同天气条件下空气温湿度昼夜变化情况,并对室内外太阳总辐射进行了模拟计算,为太阳能水循环系统的蓄放热研究奠定了基础。结果表明日光温室采光面的角度和形状对日光温室光分布及太阳能截获有显著影响。滑盖式节能日光温室冬季采光率比对照平均提高15.4%,太阳能截获量提高11.6%,室内太阳总辐射达300⁴00 W·m^-2的时间延长了30 min以上,且南北方向分布较为均匀。夏季滑盖温室北坡处太阳辐射以散射辐射形式存在,平均太阳总辐射显著低于对照温室,采光率平均降低了20.9%,太阳能截获量降低了21.9%。春季和秋季与对照温室差异不显著。夜间太阳能水循环系统启动之前,滑盖温室空气温度下降较为缓慢,比对照温室高0.6¹.5℃,体现了滑盖温室保温滑盖良好的保温性能。冬季晴天滑盖温室室内夜间空气温度比对照升高2³℃,空气相对湿度显著低于对照,且南北、东西及垂直方向分布较为均匀。滑盖式节能日光温室结构在满足作物对采光和太阳能截获方面优于传统日光温室。2.对日光温室太阳能水循环系统的性能影响因素进行了研究,结果表明:不同集热材料,集/散热装置框架是否封闭对系统集/散热装置集热性能具有显著影响,而封闭空间厚度对系统日蓄热量和放热量均无显著影响。以PE管及褐色PC板为集热材料时系统的日蓄热量均显著高于透明PC板,分别提高了80.4%和70.6%。平板型太阳能集热器的集热效率较高,日蓄热量显著高于其他处理,但不能作为散热材料。与开放式相比,框架封闭式水温平均提高2.7℃,日蓄热量提高了22.03%,而不同封闭框架厚度对日蓄热量的影响差异不显著。并且蓄热装置循环终止水温和蓄热量均与蓄水量、初始水温、室内太阳辐射及室内气温成线性相关。3.对不同地区滑盖式节能日光温室太阳能水循环系统冬季夜间蓄热增温效果进行了分析和比较。结果表明:太阳能水循环系统在不同地区滑盖温室内冬季夜间蓄热增温效果显著。凌源地区光照条件较好,并采用双管路供水的水循环系统蓄热增温效果明显提高。沈阳地区试验期间,晴天白天系统运行蓄热6 h,两组集热单元的蓄热装置水温均升高3⁴℃,日总蓄热量可达533.96 MJ,平均为443.75 MJ,滑盖温室夜间温度比对照提高2.5³℃,平均集热效率为28%,平均放热效率为44%;多云天气时水温平均升高1²℃,日蓄热量平均为203.48 MJ,滑盖温室温度比对照提高2℃左右,平均集热效率19%,放热效率约为92%。夜间系统启动期间,向温室内释放热量,使得温室内北侧温度较高,南北温差在0.5℃左右。凌源地区白天系统运行蓄热期间,蓄热装置水温最高可提高6.7℃,日蓄热总量可达902.57 MJ,平均为693.76 MJ,平均集热效率为42%,单位面积集/散热装置累积集热量为2.51 MJ·m^-2。夜间系统总放热量为465.6 MJ,放热效率平均为65%,单位面积集/散热装置放热量为1.29 MJ·m^-2,放热功率为59.7 W·m^-2。4.运用传热学等知识分析了以PE管和PC板为集热材料的两种集热单元的蓄/放热过程。太阳能水循环系统运行过程中主要存在三部分热量交换:集/散热装置表面吸收太阳辐射热量、室内空气与集/散热装置表面之间的热量交换以及蓄热装置的内能变化。通过对太阳能水循环系统每一部分传热过程的理论分析与计算推导,确定了PE管和PC板两组不同集热单元在各个循环阶段的能量平衡方程,建立了基于蓄热装置水温变化的蓄放热模型,并结合夜间温室内能量平衡对系统蓄放热运行情况进行理论模拟分析,确定了集/散热装置面积及蓄热装置容积。结果表明:系统蓄热装置容积和集/散装置面积均随着室内设定温度的提高而逐渐提高,室内温度每升高1℃,系统蓄热装置容积和集/散装置面积的增幅呈逐渐增长趋势,单位蓄热装置容积所需的集/散热装置面积A/V逐渐增大,即所需集/散热面积的增加速率高于蓄热装置容积,表明增加集/散热装置面积在提高系统蓄放热性能方面的作用比提高蓄热装置体积更为显著。当室外夜间温度在-27℃以上,保持温室内气温不低于12℃时,660 m²滑盖式节能日光温室需要12块0.006m透明中空PC板（2 m×5 m）,即113.5 m²集/散热装置搭配14.4 m³蓄热装置即可。