第五章温室加温

第五章温室加温 第五章温室加温 北纬35度 郑州34度 左右 冬季加温耗能费约占总成本的30 40 北纬40度 北京39度 左右 约占总成本的40 50 北纬43度及以上 长春 约占总成本的60 70 第一节温室加温采暖热负荷 温室对供暖系统的设计应该满足以下要求 首先供暖系统要有足够的供热能力 能够在室外设计温度下保持室内所需要的温度 保证温室内植物的正常生长 其次是采暖系统的一次性投资和日常运行费用要经济合理 保证正常生产能够盈利 最后是要求温室内温度均匀 散热设备遮阳少 占用空间小 设备运行安全可靠 一 温室采暖负荷的概念在一定的室外温度条件下 维持温室温度保持在某一值时所需要向温室补充的热量称为采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念温室的热量平衡 E Q U E 温室内能的变化量Q 进入温室的热量U 传出温室的热量 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念温室的热量平衡在正常条件下温室的热量损失为 1 经过屋顶 地面 墙 门窗等围护结构传导和辐射出的热量 设为U1 2 加热经过门 窗 围护结构缝隙渗入的空气所需的热量 设为U2 3 加热进入温室内冷物料所需要的热量 设为U3 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念温室的热量平衡在正常条件下温室的热量损失为 4 由于温室内水分蒸发所消耗的热量 设为U4 5 通风耗热量 设为U5 6 作物生理生化转化交换的能量 设为U6 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念温室的热量平衡在正常条件下温室的热量获得为 1 太阳辐射热量 设为Q1 2 人体 照明 设备运行的发热量 设为Q2 3 进入温室内热物体的散热量 设为Q3 4 加温系统的供热量 设为Q4 第一节温室加温采暖热负荷 温室的热量平衡根据温室能量变化方程可得到 E Q1 Q2 Q3 Q4 U1 U2 U3 U4 U5 U6则温室加热系统供热量为Q4 U1 U2 U3 U4 U5 U6 Q1 Q2 Q3 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念2 温室设计采暖负荷 1 温室传入的热量取室外环境最低温度时 此时Q1 Q2 Q3 0 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念2 温室设计采暖负荷 2 温室传出的热量取室外环境最低温度时 此时U3 U4 U5 U6 0 第一节温室加温采暖热负荷 一 温室采暖负荷的概念2 温室设计采暖负荷温室采暖设计的负荷可简化为Q U1 U2 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 一 温室采暖室内外设计温度1 室内设计温度 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 一 温室采暖室内外设计温度2 室外设计温度我国机械行业标准 温室加温系统设计规范 中建议采用近20年最冷日温度的平均值作为室外设计温度推荐值 第一节温室加温采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 二 通过围护结构传热计算通过温室围护结构的传热量包括基本传热量和附加传热量两部分 基本传热量是通过温室各部分的围护结构 屋面 墙体等 由于室内外空气的温度差从室内传向室外的热量 附加传热量是由于温室结构材料 风力 气象条件等的不同 对基本传热量的修正 第一节温室加温采暖热负荷 二 通过围护结构传热计算基本传热量整个温室的基本传热量等于它的各个围护结构基本传热量的总和 即 第一节温室加温采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 如果围护结构的材料非单一均质材料 而是由多种材料复合而成 作为一个整体 复合结构材料的传热系数按下式计算 第一节温室加温采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 二 通过围护结构传热计算2 附加传热量 1 结构形式修正 2 风力修正 第一节温室加温采暖热负荷 2 附加传热量 1 结构形式修正 1 第一节温室加温采暖热负荷 2 附加传热量 2 风力修正 2 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 三 冷风渗透热损失冬季 室外冷空气经常会通过镶嵌透光覆盖材料的缝隙 门窗缝隙 或由于开门 开窗而进入室内 这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所需的热量称为冷风渗透热损失 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 三 冷风渗透热损失 第一节温室加温采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 四 地面传热热损失加温期间温室地面温度稳定接近室内空气温度 温室中部向土壤深层的传热量很小 只有在靠近温室外墙地面的局部传热较大 而且越靠近外墙 温度场变化越大 传热量也越多 这部分热量主要是通过温室外墙传向室外 第一节温室加温采暖热负荷 假定传热系数的含义是 温室通过地面传出的热量等同于一个假定传热系数条件下 室内外空气温差通过地面面积传递的热量 第一节温室加温采暖热负荷 四 地面传热热损失靠近外墙的地面 由于热流经过的路程较短 热阻小 传热系数就大 而距外墙较远的地方传热系数就小 第一节温室加温采暖热负荷 位于墙角第一个2m内的2m 2m面积的热流量是较强的 图中阴影地段 应加倍计算 第一节温室加温采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 二 温室采暖负荷的计算 五 温室采暖热负荷 第一节温室加温采暖热负荷 采暖系统构成 热源热媒输送系统室内散热设备 第二节温室采暖方式与供暖方式 第六章温室加温 采暖方式 一 热水采暖二 蒸汽采暖三 热风采暖四 电热采暖五 辐射采暖 第二节温室采暖方式与供暖方式 一 热水采暖以热水为热媒的采暖系统 由提供热源的锅炉 热水输送管道 循环水泵 散热器以及各种控制和调节阀门等组成 该系统由于供热热媒的热惰性较大 温度调节可达到较高的稳定性和均匀性 与热风和蒸汽采暖相比 虽一次性投资较多 循环动力较大 但热损失较小 运行较为经济 第二节温室采暖方式与供暖方式 一般冬季室外采暖设计温度在 10 以下且加温时间超过三个月者 常采用热水采暖系统 我国北方地区大都采用热水采暖 对面积较大的温室群供暖 采用热水供暖在我国长江流域有时也是经济的 第二节温室采暖方式与供暖方式 二 蒸汽采暖以蒸汽为热媒的采暖系统 其组成与热水采暖系统相近 但由于热媒为蒸汽 温度一般在100 110 输送热媒的管道和散热器必须 耐高压 高温 耐腐蚀 密封性好 第二节温室采暖方式与供暖方式 由于温度高 压力大 相比热水采暖系统 散热器面积小 亦即采暖系统的一次性投资相对较低 但管理的要求比热水采暖更严格 第二节温室采暖方式与供暖方式 三 热风采暖通过热交换器将加热空气直接送入温室提高室温的加热方式 方式 1 热水或蒸汽通过热交换器换热后由风机将热风吹入温室 热风机 2 加热炉直接燃烧加热空气 热风炉 第二节温室采暖方式与供暖方式 热风机 电热热风机热水热风机蒸汽热风机热风炉 燃油热风炉燃煤热风炉燃气热风炉 第二节温室采暖方式与供暖方式 电热热风机 热水 蒸气式热风机 第二节温室采暖方式与供暖方式 第二节温室采暖方式与供暖方式 第二节温室采暖方式与供暖方式 热风采暖特点 热风干燥 温室内相对湿度低 热惰性小 温度变化快 风筒出风口附近容易出现高温 影响作物生长 一次性投资小 但运行费用高 第二节温室采暖方式与供暖方式 热风采暖应用范围 室外采暖设计温度较高 10 5 以上 冬季采暖时间短的地区 尤其适合小面积的单栋温室 在我国主要应用于长江流域以南地区 第二节温室采暖方式与供暖方式 四 电热采暖利用电流通过电阻大的导体将电能转变为热能进行空气或土壤加温的加温方式 电加热线 空气加热线地热加热线 第二节温室采暖方式与供暖方式 四 电热采暖利用电流通过电阻大的导体将电能转变为热能进行空气或土壤加温的加温方式 第二节温室采暖方式与供暖方式 第二节温室采暖方式与供暖方式 采用电热采暖不受季节 地区限制 可根据种植作物的要求和天气条件控制加温的强度和加温时间 具有升温快 温度分布均匀 稳定 操作灵便等有点 缺点是耗电量大 运行费用高 多用于育苗温室的基质加温和实验温室的空气加温等 第二节温室采暖方式与供暖方式 五 辐射采暖20世纪70年代初首先在美国开始应用的一种加热技术 它利用辐射加热器释放的红外线直接对温室内空气 土壤和植物加热的方法 第二节温室采暖方式与供暖方式 辐射加温管 电加热 天然气加热 优点 升温快 效率高 设备运行费用低 叶面不易结露 对光合呼吸蒸腾有明显效果 第二节温室采暖方式与供暖方式 第三节热水和蒸汽采暖 第六章温室加温 第三节热水和蒸汽采暖 在一般热水采暖系统中 供水温度为95 回水温度为70 第三节热水和蒸汽采暖 二 采暖散热器的数量确定 F Q K t1 t2 1 2 3 4 第三节热水和蒸汽采暖 散热面积修正系数 1 散热器与采暖系统支管连接方式的修正系数 1 1与散热器的种类和连接方式有关 一般为1 1 2 对于温室常用光管和圆翼散热器 可取 1 1 第三节热水和蒸汽采暖 2 散热器安装形式的修正系数 2 2与散热器的类型和安装方式有关 一般为0 9 1 4 温室中散热器一般采用明装 2 1 0 只有在散热器安装在封闭的栽培床下或安装在采暖沟中而影响散热时 采用 2 1 25 第三节热水和蒸汽采暖 3 散热器组装片数的修正系数 3对于一般组装式散热器 散热器的片数变化会影响散热器内部的水流分配 从而影响散热器的传热系数K 铸铁散热器的组装片数 不宜超过下列数值 柱型 M132 20片 柱型 细柱 25片 长翼型7片 第三节热水和蒸汽采暖 第三节热水和蒸汽采暖 3 散热器组装片数的修正系数 3对温室经常采用的圆翼型散热器 由于其内部水流状况基本不随组装长度变化 因此对组装长度无限制 可取 3 1 第三节热水和蒸汽采暖 片式散热器 板式散热器 闭式散热器 第三节热水和蒸汽采暖 第三节热水和蒸汽采暖 三 散热器类型的选择散热器是安装在温室中的散热设备 热水从锅炉通过管道输送到散热器中 散热器把热量以辐射和对流方式传递给空气 补偿温室的热损失 达到稳定室内温度的目的 第三节热水和蒸汽采暖 温室对散热器的基本要求 1 热工方面 2 经济方面 3 安装使用和制造工艺的要求 第三节热水和蒸汽采暖 热水采暖系统采用的散热器主要有光管式柱型圆翼型串片型 铸铁圆翼散热器热浸镀锌圆翼散热器 第三节热水和蒸汽采暖 四 采暖系统的布置1 散热器的布置安装要求 能使温室内温度均匀尽量避免遮挡太阳光照柱间和温室四周 第三节热水和蒸汽采暖 光管散热器除了布置在室内加热空气外 还可以布置在地下加热地面 起到直接加热作物根部 提向作物根区温度的作用 第三节热水和蒸汽采暖 第三节热水和蒸汽采暖 2 加温供水系统的布置随着热水在散热器内的流动 管道内热水温度不断下降 实际的传热温差在不断下降 结果将使其实际散热量减少 如果组织不合理 将使温室进水口处温度偏高 而出水口处温度偏低 为此在供热设计上 应该尽量考虑热水的循环布置 即一供一回 减少由于供水温度的沿程变化 如果由于条件限制不能做到循环布置时 应该由温室的北侧向南侧 西侧向东侧或双侧向中间安排供水方向 第三节热水和蒸汽采暖 温室采暖散热器双排或多排布置时 光管散热器的间距应该大于200mm 圆翼散热器间距应该大于25mm 减少散热器间的互相影响 并且应该将供水管道布置在上方 回水管道布置在下方 形成上供下回的形式 以减小供热动力消耗 第三节热水和蒸汽采暖 第三节热水和蒸汽采暖 3 化雪加热管及