温室热负载的计算

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

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、传导和对流。

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

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：

下图给出几种常见材料的传热系数（点击图片查看原图）：

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

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）：

 

计算时，要使用如下的公式

使用多层保温覆盖，效果不能100%叠加

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。

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。

 

 

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

、。

附加资料：

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