温室采暖设备与配置

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二、水暖锅炉加温
1、原理：用锅炉将锅炉内水加热，通过循环泵将锅炉加热
的热水通过供热管道送到温室或大棚中，并均匀地分配给室 内设置的每组散热器，通过散热器来加热室内的空气，提高 温室的温度，冷却了的热水回到锅炉再重新被加热。
2、结构：热水锅炉、供热管道和散热设备三个基本部分组
成。
3、特点：热水采暖系统运行稳定可靠，是目前最常用的采
设计程序
设计开始 最大采暖负荷的计算 决定采暖方式 设 计 条 件 不满足 设备机械的容量计算 期间采暖负荷的计算 燃料消耗量的计算 经济条件 计算结束
2018年10月11日星期四 第三章 温室采暖设备与配置
屋内规定温度 设计外气温 温室大棚结构等
锅炉、放热管等 屋内外温度结构等 锅炉效率 燃料发热
占温室总失热的5%－10%。与土壤质地、成分等有关外，还与土壤
湿度有关，随土壤湿度增大而增大(13-15%) 。
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第三章 温室采暖设备与配置
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温室热平衡方程： Qr+Qg=Qt+Qv+Qs+Ql+Qc+Qa+Qp
Qr:太阳总辐射，主要取决于太阳总辐射、温室大棚的透
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第三章 温室采暖设备与配置
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一、最大采暖负荷
1、概算：Qg=AgK(θi-θo)(1-fr)
Qg：最大采暖负荷 Ag：温室和大棚的表面积
K：采暖负荷系数
θi：室内设定温度 θo：室外设定温度 (1-fr)：保温覆盖的校正值 fr：保温覆盖节热率
2018年10月11日星期四 第三章 温室采暖设备与配置 22
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加温在设计上要求
♫ 维持作物生育的适宜温度；
♫ 设备和加温费要尽量少
♫ 保护设施内温度空间分布均匀，时间变化平
稳
♫ 遮荫少，占地少，便于栽培作业
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第三章 温室采暖设备与配置
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第二节 采暖负荷的计算
采暖负荷：为保持室内作物的生育，用采暖
设备补充相当于所放出的热量叫采暖负荷。 最大采暖负荷：在栽培期间最冷季节保持作 物正常生育所需补充的热量。 期间采暖负荷：在栽培期间将每天的采暖负 荷积算起来叫做期间采暖负荷。
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第三章 温室采暖设备与配置
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花卉的温度指标
繁殖适温 种类 生育适温 夜气温 （℃） 20－25 10－15 13－15 16 17 17－20 16－20 成花适温 日气温 （℃） 夜气温 （℃） 15－18 16－17 花芽形成需 15℃左右，6－8 周花蕾在 25℃－30℃可消蕾 花蕾在 25℃以上即产生高 温障碍。 备 注 种子发芽 插木发根 日气温 （℃） 蕙兰 （℃） （℃） 18－26 18－20 20－25 18 菊 18 17－18 18－21 郁金香 香石竹 蔷薇 玫瑰 铁炮百合 20－22 20－25 16－18 13－20 20－22 16－18 18－25 21－26 20－25 20－24 9－14 12－18 18－20 13－18 13－15 18－23 13－16 9－13 夜温超过 15℃，则切花品质 下降。
Qn=AgK∑(θi-θo)(1-fr)
K ： 平均采暖负荷系数； ∑(θi-θo) ：采暖时(℃ h-1) (1-fr)：保温覆盖的校正值
Ag ：温室和大棚的表面积
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第三章 温室采暖设备与配置
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三、燃料消耗量的计算
Y=Qn/Eq
E:采暖系统的热效率
q:单位质量燃料发热量
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燃煤热风炉
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第三章 温室采暖设备与配置
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第三章 温室采暖设备与配置
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2011年7月12日星期二第三章温室采暖设备与配置第一节采暖设计原理与程序一温室环境与作物生育二温室的热平衡原理三采暖设备设计的条件与程序第二节采暖负荷的计算一最大采暖负荷二期间采暖负荷三燃料消耗量的计算第三节常见采暖方式与设备一火道加温二水暖锅炉加温三酿热加温四电热线加温五热风炉加温2011年7月12日星期二第一节采暖设计原理与程序一温室环境与园艺作物生育温度的三基点最低界限温度最高界限温度最适温度2011年7月12日星期二蔬菜的温度指标蔬菜种类生长时期对温度的要求适宜温度最高温度最低温度白天夜间黄瓜苗期2232442642042242641832232242032242442032241641862833382830342628302630342530253022222420202418202222222220221415151515151512101016121210151222苗期到开始结瓜结瓜期茄子苗期苗期到开始结果结果期番茄辣椒苗期苗期到开始结果结果期南瓜苗期苗期到开始结瓜结瓜期菜豆结荚前结荚期菠菜白菜芹菜莴苣茴香蒿子杆2011年7月12日星期二花卉的温度指标生育适温种类繁殖适温成花适温备注种子发芽插木发根日气温夜气温日气温夜气温蕙兰182620251518花芽形成需15左右68周花蕾在2530可消蕾仙客来182020251015131516171617花蕾在25以上即产生高温障碍
温；并阻止设施内的长波辐射透出去，起到保温增温的
作用。这种能使绝大部分的短波辐射透入而阻止绝大部 分长波辐射透出的蓄热升温的特点，称温室效应。
温室效应成因： 透明覆盖物能让短波辐射透射进设施内，又阻 止设施内长波辐射透射出去(28%贡献率)。 保护设施本身是一个半封闭空间，内外空气交 换弱，使蓄热不易散失(72%贡献率) 。
2018年10月11日星期四 第三章 温室采暖设备与配置 2
第一节 采暖设计原理与程序
一、温室环境与园艺作物生育
1、温度的“三基点”： 最低界限温度； 最高界限温度； 最适温度；
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第三章 温室采暖设备与配置
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蔬菜的温度指标
对温度的要求（℃） 蔬菜种类 生长时期 苗期 黄 瓜 苗期到开始结瓜 结瓜期 苗期 茄 子 苗期到开始结果 结果期 苗期 番茄、辣椒 苗期到开始结果 结果期 苗期 南 瓜 苗期到开始结瓜 结瓜期 菜 豆 菠 菜 白菜、芹菜、莴苣、茴香、蒿子杆 结荚前 结荚期 适宜温度 22±3 24±4 26±4 20±4 22±4 26±4 18±3 22±3 22±4 20±3 22±4 24±4 20±3 22±4 16±4 18±6 最高温度 白天 28 33 38 28 30 34 26 28 30 26 30 34 25 30 25 30 夜间 22 22 24 20 20 24 18 20 22 22 22 22 20 22 14 15 最低温度 15 15 15 15 15 12 10 10 6 12 12 10 15 12 2 2
解有机物释放出热量。 2、结构：全温室酿热结构和在陪床酿 热结构。 3、特点：5-7天升到70度，30天后降到 40度，维持40-50天；地温较高。
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四、电热线加温
1、原理：将电能转化为热能，1度电能
产生860千卡的热量。 2、结构：电加温线、控温仪、电闸盒 和配电盘。 3、特点：加温快，适于短期加温（育 苗），运行成本较高。
仙客来
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内外温差影响 设 施 内 温 度 分 布 不 均 匀 原 因
热
通风设备和安装位置的影响 加温技术的影响 设施结构的影响 设施内气流运动影响 太阳辐射能影响
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二、温室的热平衡原理
∆Q= Qin- Qout
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一、园艺设施内的热收支状况
(一) 温室内热量来源
太阳辐射为主
温度的形成
温室效应
人工加温为辅
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第三章 温室采暖设备与配置
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温室效应：用透明覆盖材料作外围护结构的建筑，可以 让绝大部分的太阳短波辐射(320-470nm)透入，使室内升
暖方式。其优点是温室内温度稳定、均匀、系统热惰性大， 节能；温室采暖系统发生紧急故障，临时停止供暖时，2小 时不会对作物造成大的影响。其缺点是系统复杂，设备多， 造价高，设备一次性投资较大。
2018年10月11日星期四 第三章 温室采暖设备与配置 27
锅炉
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期间采暖负荷
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第三节常见采暖方式与设备
一、火道加温
1、原理：燃烧无烟煤，形成一个火道进
行加温。 2、结构：炉火、火道和烟囱三部分。 3、特点：成本低，但加温效果有限，温 度分布不均匀。
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第三章 温室采暖设备与配置
光率和透光面积以及光照时间； Qg：人工加热，加温设备容量、散热面积和加温时间； Qt：贯流放热量，覆盖材料和结构放热量； Qv：换气放热量， Qs：土壤地中传热量， Ql：潜热交换 Qc：固体材料热交换， Qa：空气热交换， Qp：作物光合呼吸热交换。
第三章 温室采暖设备与配置
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第三章 温室采暖设备与配置
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水暖加温散热器
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加热器
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三、酿热加温
1、原理：利用有机物酿热，微生物分
(2) 通风换气放热(Qv)
温室内自然通风或强制通风，建筑材料的裂缝，覆盖物的 破损，门、窗缝隙等，都会导致室内的热量流失(10-15%) 。
换气失热量主要与温室密闭性、 换气次数及外界风速有关
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(3)
土壤传导失热(Qs)
包括土壤横向传热，垂直方向上(40-45cm)的传导失热，一般
当： Qin> Qout 时，温室升温；
Qin< Qout 时，温室降温； Qin= Qout 时，温室温度不变；
Qin 主要包括：Qr和Qg； Qout主要包括：Qt、Qv和Qs；
∆Q 主要包括：Ql、Qc、Qa和Qp
温室热平衡方程：Qr+Qg=Qt+Qv+Qs+Ql+Qc+Qa+Qp
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五、热风炉加温
1、原理：分为燃煤热风炉、燃油热风炉及 燃气热风炉等数种型式。都是依靠能量转换 来加热室内空气的。 2、结构：结构简单，近些年发展较快。
3、特点：占地面积小，自动化程度高。
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第三章 温室采暖设备与配置
第三章 温室采暖设备与配置
第三章 温室采暖设备与配置
第一节 采暖设计原理与程序 一、温室环境与作物生育 二、温室的热平衡原理 三、采暖设备设计的条件与程序 第二节 采暖负荷的计算 一、最大采暖负荷 二、期间采暖负荷 三、燃料消耗量的计算 第三节 常见采暖方式与设备 一、火道加温 二、水暖锅炉加温 三、酿热加温 四、电热线加温 五、热风炉加温
Qin＜Qout 室内失热 降温
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2、园艺设施内的主要损热途径：
(1) 贯流放热：把透过覆盖材料或围护结构的热量叫贯流放热，
是最主要的损热途径(75-80%)。
辐 射
内 表 面
热传导
外 表 面
辐 射
对 流
对 流
风 速 、 表 面 积
散热面积、材料导热率、 内外温差
2018年10月11日星期四 第三章 温室采暖设备与配置 由室内外温差引起的，由室内流到室外的全部热量 14
＋换气放热＋地中传热 热量平衡方程 进入保护地的热量＝热量支出＋蓄热
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Qin
Q=0
Q
Qout
Qou
t
Qin Qout
Qin＝Qout 热量收支平衡 恒温
第三章 温室采暖设备与配置
Qin
Q
Qin＞Qout 室内蓄热 升温
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温室效应主要与设施的通风透气性有关
第三章 温室采暖设备与配置
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(二) 园艺设施的热量支出状况
地面、覆盖物，作物表面有效辐射失热 1 、 热 量 的 支 出 以对流方式，设施内土壤表面与空气间， 空气与覆盖物之间的热交换 设施内土壤表面蒸发、作物蒸腾失热(潜热)
通风、换气失热
2、最大采暖负荷细算
Qg=[Ag(qt+qv)+Asqs]fw
Qg：最大采暖负荷 Ag ：温室和大棚的表面积
As ： 屋内地面积
qt ： 贯流热量 qv ：换气传热量 qs ：地中传热量 fw ：风速校正值
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二、期间采暖负荷
土壤传导失热
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第三章 温室采暖设备与配置
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A
qc
B
qf
qv
qf qs
qi qr qf
qg
qs
热平衡方程：
qr qg q f qi qc qv qs
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热量来源＝太阳总辐射＋人工加热量 热量支出＝贯流放热＋潜热消耗
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三、采暖设备设计的条件与程序
采暖设计的条件：
基本条件： 1、采暖设备的热容量能够满足在最不利的天气 条件下的热量需求； 2、设备费和运行费用经济合算。 特殊条件： 1、采暖设计应保证室内温度均匀一致； 2、采暖设备的调节灵敏度要高； 3、采暖设备不遮光、不影响生产。
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