日光温室的显著特征是白天利用后墙蓄积热量、夜晚进行释放增温，但这种传统的被动式蓄放热方式，热能蓄积与释放过程缓慢，蓄积释放热量有限，热量释放过程不可控，为了进一步提高日光温室光热能源利用效率，提高温室温度环境调控能力，设计了一种以流体为介质的主动式蓄放热方法，白天利用循环的流体介质不断将到达墙体表面的太阳辐射能吸收并蓄积起来，夜晚再通过流体的循环流动释放热量，变被动为主动，热能蓄积释放的效率成倍提升，温室温度环境可调控水平显著提高。
　　设计方法
　　如图1所示，系统主要结构包括：集放热器、蓄热水池、循环管路系统、固定框架及相应配件等部分。白天通过黑色塑料薄膜将太阳辐射能吸收并存储于蓄热水池中，夜晚通过集放热器的运行将热量释放，以实现对日光温室夜晚的增温。
　　集放热器
　　集热器结构示意图如图2所示。集放热器的安装角度和集热面积，决定系统接收到的太阳辐射值的大小，从而影响系统蓄热量。目前我国北方地区使用的日光温室的后坡面仰角约为40o，在冬至前后，太阳光可以完全照射到整个日光温室后墙。主动蓄放热系统的集放热器安装在日光温室后墙上，其最佳倾角应是所在地区的纬度加上15o，但就日光温室实际生产条件来说，在保证较大集热面积的情况下增大倾角，必将减少种植面积，增加不必要的浪费，因此，为便于工程实现和技术普及，将集放热器垂直放置在后墙。集放热器的高度和长度决定系统装置集热面积的大小，从而影响到集热总量，太阳辐射能够在白天照射到后墙整个墙面，所以，理想中的集热板面积和后墙面积相同（即集热装置的高度等于后墙的高度），但是考虑冬季作物生产的实际情况，黄瓜和西红柿的株高能达到1～1.5 m，为了防止作物对集热板的遮光，系统装置需要离开后墙地面约30～50 cm的高度进行安装。若后墙的高度为2.8 m，则集热装置可以使用的高度约为2.3～2.5 m，同时，考虑到市场上相关构件的现有规格以及施工方便，集热装置的高度为设计为1.8～2 m。图3为安装在宁夏吴忠孙家滩示范温室内的集热器部分。
　　蓄热水池
　　储热水池的设计是根据温室热负荷计算获得。
　　循环管路
　　给水管路的布置以及分水管孔径的大小与距离也直接影响系统的水流分布及其在集热板表面流动的均匀性，从而影响系统蓄放热效率。根据流体力学原理，结合系统参数选择和特点，给水管与分水管通过阀门连接，每四个单元通过独立的阀门控制水流量的大小。通过调节每个阀门的开关，实现每4 个单元的水流量基本相等，从而保障整个系统水流量分布均衡。分水管采用打孔设计，设计孔径3.2 mm，孔距5～8 mm，每个单元分水管距离集热板两端5 cm处依次打孔，并处于同一条直线上。按照上述水流量计算，选择适当的水泵，在保证总水流量与水压的情况下，可以保障系统集热板的充分给水。
　　总结
　　该装置已推广到北京小汤山国家农业科技园区、北京大兴庞各庄试验基地、沈阳小韩村蔬菜生产基地、内蒙古鄂尔多斯蔬菜生产基地、甘肃农业科学院永昌试验站、宁夏吴忠孙家滩示范基地等10多个企事业单位及温室基地，通过基地运行试验总结如下：
　　采用主动蓄放热系统可将日光温室最低气温提高3～5 ℃，进而提高设施蔬菜产量10%以上，降低并消除冷害、冻害的发生率。
　　主动蓄放热技术的应用扩展了日光温室的应用范围，常规日光温室可实现北纬42o以内的不加温生产，应用该技术可将该范围至少扩充纬度2o～3o。
　　采用主动蓄放热技术，可将温室结构进一步轻简化，提高土地利用率30%。
　　主动蓄放热技术提高了日光温室内温度环境的调控水平，可根据温室内温度情况，进行热量的释放，明显改善日光温室凌晨的低温状况。
　　项目研发的主动蓄放热系统价格仅为民用太阳能集热器的1/10，显著减少了投资成本。
　　（执笔人：方 慧，张 义，杨其长，孙维拓，卢 威）