本文主要根据中国农业大学陈青云教授(Chen Qingyun, PhD & Prof.)授课内容以及中华人民共和国机械行业JB/T 10297-2001标准(温室加热系统设计规范
Design regulation on greenhouse heating system)整理而成,同时参考了其他作者或者研究机构的资料。

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温室供暖 (greenhouse heating)

用供热的方法提高温室内空气、床土、地板、营养液和基质温度的工程技术。

热负载(heating load)

在室外气温t0下,为维持要求的设施内气温ti,采暖系统在单位时间内应向温室内提供的热量。

热负载计算的总公式

Heating load = ∑heat loss- ∑heat gain

热负载=得到热量之和-散失的热量之和

涉及到的物理原理:

热力学第一定律(能量守恒和转换定律,first law of the rmodynamics):热力系内物质的能量可以传递,其形式可以转换,在转换和传递过程中各种形式能源的总量保持不变。

在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比 热容三种,定压比热容Cp是单位质量的物质在比压不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量;定容比热容Cv是单位质量的物质在比容不变的条件下,温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的内能,饱和状态比热容是单位质量的物质在某饱和状态时,温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量

传热损失(conductive heat loss)

1、通过温室围护覆盖材料的传热量

qw

传热系数 (heat transfer coefficient)的定义为:
单位时间内,透光覆盖材料两侧温差为1K时,通过单位面积材料传递的热量。热的传递方向由高温侧向低温侧,所传热量包括长波辐射传导对流

transfer 传热系数的计算

传热系数u是热阻的倒数。对于多层复合围护结构,传热系数u 可由此计算

coefficient coefficient2

根据JB/T 10297-2001标准,也可以使用以下的公式,其中导热系数为u:

coefficient3

下图给出几种常见材料的传热系数(点击图片查看原图):

image

下面给出几种复合墙体材料的导热系数(来自:JB/T 10297-2001):

coefficient4

附加保温覆盖

采用附加保温覆盖可以提高保温效果,不同覆盖材料的热节省率如下表(点击图片查看原图):

image

 

计算时,要使用如下的公式

transfer2

使用多层保温覆盖,效果不能100%叠加

transfer3

地面热损失(heat loss to soil):

由地面传导而损失的热量。温室地面散热的快慢与计算点和外围护结构间的距离有关,工程上可将温室的土地按与外围护结构
的距离分成三个区域。不同区域按各自的传热系数和面积求出热损失,然后求和。

heat_loss_to_soil

温室通风或冷风渗透(permeation heat loss)耗热量:

严格地说,通过缝隙渗透空气,发生室内外空气交换造成的热损失包括显热和潜热两部分。但是热负荷计算的环境条件基本上发生在寒冬季节的凌晨,潜热交换有限,在工程计算上可忽略不计。计算公式如下:这实际上是初中物理里面的热量公式(Q=Cm△t)和密度公式的应用。

 

air

 

这样,将以上的热量消耗相加,就得到了热负载

 

冬季夜间温室采暖热负荷的简化计算式

winter

、。

附加资料:

下载 JB/T 10297-2001标准:https://worldtree.net/down/JBT_10297-2001.pdf

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