日光温室的热平衡计算
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温 室 主 要 技 术 参 数 如 下 ： 跨 度 ：56($-2； 顶 高 ：76 #$82；长 度 ：96%&2；主 拱 间 距 ：9!6#2；副 拱 间 距 ：9#6!2； 抗 风 能 力 ： 风 压 0’03:（ 相 当 于 风 速 #%2!; 的 !& 级 风）；承载能力：雪压 !8(3（: 相当于地 面 积 雪 #&<2）； 温室面积：*6($-=%&600%2（# 约 &$%&# 市亩）。
系 统 、照 明 及 其 他 设 备 的 散 热 ，作 物 及 土 壤 散 热 、散 湿 补充的热量，即可满足实际生产中其他绝大部分条件
等。在这些扰量作用下，温室内的空气始终保持着动态 下温室的加温需要。因此，首先要确定一些设计条件
热平衡。当室内空气吸热总量 ! 大于散热总量 " 时，温 （ 如采暖室外设计温度、室内设计温度、室外风速等），
（ #）
实际工程中，由于室外环境最低温度一般出现于 后 半 夜 至 凌 晨 ，此 时 的 供 热 量 要 求 最 大 ，因 此 温 室 设 计
试验研究
林业机械与木工设备
日光温室的热平衡计算
徐克生 !"#， 王 琦 !"#， 王述洋 #， 刘明刚 ! （ !$哈尔滨林业机械研究所，黑龙江 哈尔滨 !%&&’(；#$东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 !%&&)&）
摘 要：温室热平衡计算是温室供暖系统设计的基础，为供热系统的设计提供理论参数。温室热平衡实际上是 一 个 动 态 的 变 化 过 程 ，要 想 做 到 精 确 计 算 不 太 现 实 也 没 有 意 义 ，这 是 因 为 温 室 加 温 具 有 一 定 的 非 线 性 、滞 后 性 和 复 杂 性 等 特 点 。 本 文 针 对 已 有 的 日 光 温 室 ，选 择 一 个 非 常 不 利 的 条 件 ，进 行 温 室 热 平 衡 的 分 析 ，计 算 温 室 内 得 到 的 热 量与损失的热量。
根 据 所 在 地 区 、所 处 季 节 、种 植 植 物 的 不 同 ，温 室 加温的时间和温度也不一样，如东北地区加温时间大 约需要 %/( 个 月 ，因 此 ，能 量 消 耗 大 ，这 是 影 响 大 型 温 室经济效益的重要因素之一。目前，我国建设的大型温 室，北纬 0%1左 右 地 区 冬 季 加 温 耗 能 费 约 占 总 成 本 的 0&./)&.；北纬 )&1左右地区约占 )&./%&.；北纬 )01 及以上地区约占 (&./-&.。为降低温室运行成本，避 免 能 源 浪 费 ，提 高 生 产 效 益 ，温 室 规 划 设 计 中 必 须 对 加 温系统的热平衡计算给予高度重视。
量趋于相同，从而在一个较低的温度水平上维持热平 始 投 资 增 加 ，造 成 浪 费 ；如 果 过 小 ，则 不 能 满 足 使 用 要
衡。其热平衡方程式为：
求，有可能使生产遭受严重损失。
!!"##$#%$#&$#’($#($%($&($’($)($* 式中：!+— —— 温室内能的变化量（ ,）；
度升高，散热总量也随之增加，使得散热总量和吸热总 根据选定的设计条件计算得出的供热量，即为采暖设
量趋于相同，从而在一个较高的温度水平上维持热平 计热负荷。采暖设计热负荷是温室加温的主要参数，是
衡；反之，当室内空气吸热总量 ! 小于散热总量 " 时， 温室采暖设计的基础，也是设计时选择散热设备和供
温度降低，散热量也随之减少，使得散热总量与吸热总 热设备的主要依据。显然，这个数值如果过大，会使初
收稿日期：#&&),&(,&#
面。墙体总厚度为 (&&22。 后坡屋面构造由外向里依次为：!)&22 厚水泥砂
浆抹面；"一层油毡防水层；##&&22 厚 3* 板；$干铺 油毡一层；%#%22 厚硬木板。
适宜日光温室使用的薄膜种类很多，其性能各具 特 点 ，各 有 所 长 。 结 合 当 前 生 产 的 需 要 ，我 们 选 用 聚 乙 烯长寿膜，其耐候性好，使用寿命 !$%/# 年，几乎可以用 于四茬作物，比普通 34 膜经济。
关键词：温室；热平衡；计算 中图分类号：*(#% 文献标识码：+ 文章编号：!&&!,))(（# #&&)）&-,&&#),&)
! 日光温室加温的意义
对 温 室 温 度 的 控 制 ，取 决 于 室 外 气 象 条 件 、室 内 作 物 的 生 长 规 律 、温 室 建 筑 结 构 及 加 热 系 统 的 加 热 能 力 。 北方温室冬季生产需要消耗大量的能源，是温室运营 的主要成本，温室能源消耗的费用占温室生产总费用 的 !%./)&.。
# 温室的结构及几何尺寸
日光温室墙体包括温室的后墙和两个山墙，它是 保证温室结构牢固、安全和具有足够蓄热能力的主体 结 构 。 因 此 ，在 墙 体 结 构 的 设 计 上 ，不 仅 要 求 其 具 有 一 定 的 强 度 ，坚 固 耐 用 ，而 且 要 具 有 绝 热 保 温 功 能 。 后 墙 和两侧山墙构造由外向里依次为：!)&22 厚水泥砂浆 抹面；"一砖的普通红砖墙 #)&22；#!(&22 厚 3* 板； $半 砖 的 普 通 红 砖 墙 !#&22；%)&22 厚 水 泥 砂 浆 抹
!"# 温室热交换的基本原理
!"
$%%& 年 第 ’ 期
第 !$ 卷
林业机械与木工设备
试验研究Biblioteka 温室是一个半封闭的热力系统，它随时受到室内 其需要补充的热量，即温室在保持所要求的温度条件
外诸多扰量的影响。其中，室外扰量有室外空气温度、 下，在某一段时间内，温室内得到的热量与损失的热量
湿度、太阳辐射强度、风速、风向等；室内扰量包括采暖 应取得收支平衡。如果温室满足了在这个条件下需要
0 温室热平衡的计算
温室温度环境受室外环境特别是室外温度和太阳 辐射的强烈影响，太阳辐射影响温室光环境的同时也 是构成温室温度环境的主要热量来源之一，室外温度 的空间分布和时间分布对温室温度环境变化起着重要 作用。与此同时，温室温度环境又有着不同于室外温度 的分布和变化特点。温度环境是作物赖以生存和生长 的环境因子，对温室温度环境进行调节控制就是为了 满足作物对温度的不同要求，提高温室的生产能力。
系 统 、照 明 及 其 他 设 备 的 散 热 ，作 物 及 土 壤 散 热 、散 湿 补充的热量，即可满足实际生产中其他绝大部分条件
等。在这些扰量作用下，温室内的空气始终保持着动态 下温室的加温需要。因此，首先要确定一些设计条件
热平衡。当室内空气吸热总量 ! 大于散热总量 " 时，温 （ 如采暖室外设计温度、室内设计温度、室外风速等），
（ #）
实际工程中，由于室外环境最低温度一般出现于 后 半 夜 至 凌 晨 ，此 时 的 供 热 量 要 求 最 大 ，因 此 温 室 设 计
试验研究
林业机械与木工设备
日光温室的热平衡计算
徐克生 !"#， 王 琦 !"#， 王述洋 #， 刘明刚 ! （ !$哈尔滨林业机械研究所，黑龙江 哈尔滨 !%&&’(；#$东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 !%&&)&）
摘 要：温室热平衡计算是温室供暖系统设计的基础，为供热系统的设计提供理论参数。温室热平衡实际上是 一 个 动 态 的 变 化 过 程 ，要 想 做 到 精 确 计 算 不 太 现 实 也 没 有 意 义 ，这 是 因 为 温 室 加 温 具 有 一 定 的 非 线 性 、滞 后 性 和 复 杂 性 等 特 点 。 本 文 针 对 已 有 的 日 光 温 室 ，选 择 一 个 非 常 不 利 的 条 件 ，进 行 温 室 热 平 衡 的 分 析 ，计 算 温 室 内 得 到 的 热 量与损失的热量。
根 据 所 在 地 区 、所 处 季 节 、种 植 植 物 的 不 同 ，温 室 加温的时间和温度也不一样，如东北地区加温时间大 约需要 %/( 个 月 ，因 此 ，能 量 消 耗 大 ，这 是 影 响 大 型 温 室经济效益的重要因素之一。目前，我国建设的大型温 室，北纬 0%1左 右 地 区 冬 季 加 温 耗 能 费 约 占 总 成 本 的 0&./)&.；北纬 )&1左右地区约占 )&./%&.；北纬 )01 及以上地区约占 (&./-&.。为降低温室运行成本，避 免 能 源 浪 费 ，提 高 生 产 效 益 ，温 室 规 划 设 计 中 必 须 对 加 温系统的热平衡计算给予高度重视。
量趋于相同，从而在一个较低的温度水平上维持热平 始 投 资 增 加 ，造 成 浪 费 ；如 果 过 小 ，则 不 能 满 足 使 用 要
衡。其热平衡方程式为：
求，有可能使生产遭受严重损失。
!!"##$#%$#&$#’($#($%($&($’($)($* 式中：!+— —— 温室内能的变化量（ ,）；
度升高，散热总量也随之增加，使得散热总量和吸热总 根据选定的设计条件计算得出的供热量，即为采暖设
量趋于相同，从而在一个较高的温度水平上维持热平 计热负荷。采暖设计热负荷是温室加温的主要参数，是
衡；反之，当室内空气吸热总量 ! 小于散热总量 " 时， 温室采暖设计的基础，也是设计时选择散热设备和供
温度降低，散热量也随之减少，使得散热总量与吸热总 热设备的主要依据。显然，这个数值如果过大，会使初
收稿日期：#&&),&(,&#
面。墙体总厚度为 (&&22。 后坡屋面构造由外向里依次为：!)&22 厚水泥砂
浆抹面；"一层油毡防水层；##&&22 厚 3* 板；$干铺 油毡一层；%#%22 厚硬木板。
适宜日光温室使用的薄膜种类很多，其性能各具 特 点 ，各 有 所 长 。 结 合 当 前 生 产 的 需 要 ，我 们 选 用 聚 乙 烯长寿膜，其耐候性好，使用寿命 !$%/# 年，几乎可以用 于四茬作物，比普通 34 膜经济。
关键词：温室；热平衡；计算 中图分类号：*(#% 文献标识码：+ 文章编号：!&&!,))(（# #&&)）&-,&&#),&)
! 日光温室加温的意义
对 温 室 温 度 的 控 制 ，取 决 于 室 外 气 象 条 件 、室 内 作 物 的 生 长 规 律 、温 室 建 筑 结 构 及 加 热 系 统 的 加 热 能 力 。 北方温室冬季生产需要消耗大量的能源，是温室运营 的主要成本，温室能源消耗的费用占温室生产总费用 的 !%./)&.。
# 温室的结构及几何尺寸
日光温室墙体包括温室的后墙和两个山墙，它是 保证温室结构牢固、安全和具有足够蓄热能力的主体 结 构 。 因 此 ，在 墙 体 结 构 的 设 计 上 ，不 仅 要 求 其 具 有 一 定 的 强 度 ，坚 固 耐 用 ，而 且 要 具 有 绝 热 保 温 功 能 。 后 墙 和两侧山墙构造由外向里依次为：!)&22 厚水泥砂浆 抹面；"一砖的普通红砖墙 #)&22；#!(&22 厚 3* 板； $半 砖 的 普 通 红 砖 墙 !#&22；%)&22 厚 水 泥 砂 浆 抹
!"# 温室热交换的基本原理
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第 !$ 卷
林业机械与木工设备
试验研究Biblioteka 温室是一个半封闭的热力系统，它随时受到室内 其需要补充的热量，即温室在保持所要求的温度条件
外诸多扰量的影响。其中，室外扰量有室外空气温度、 下，在某一段时间内，温室内得到的热量与损失的热量
湿度、太阳辐射强度、风速、风向等；室内扰量包括采暖 应取得收支平衡。如果温室满足了在这个条件下需要
0 温室热平衡的计算
温室温度环境受室外环境特别是室外温度和太阳 辐射的强烈影响，太阳辐射影响温室光环境的同时也 是构成温室温度环境的主要热量来源之一，室外温度 的空间分布和时间分布对温室温度环境变化起着重要 作用。与此同时，温室温度环境又有着不同于室外温度 的分布和变化特点。温度环境是作物赖以生存和生长 的环境因子，对温室温度环境进行调节控制就是为了 满足作物对温度的不同要求，提高温室的生产能力。