《農(nóng)業(yè)設(shè)施的采暖》幻燈片

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加溫系統(tǒng)設(shè)備發(fā)電機(jī)貯熱水塔鍋爐溫室加溫系統(tǒng)加溫系統(tǒng)軌道式管道冠層加熱管道地面加熱管道空氣均勻加熱系統(tǒng)第一節(jié)農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷一、農(nóng)業(yè)設(shè)施中的熱平衡分析農(nóng)業(yè)設(shè)施中的熱平衡：為維持農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)部溫度相對(duì)穩(wěn)定，保持其輸入和輸出的熱量之間的動(dòng)態(tài)平衡。冬季采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷：在某一室外溫度to作用下，為了到達(dá)要求的設(shè)施內(nèi)溫度ti，采暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)部供給的熱量?！惨弧硿厥业臒崞胶夥治鯭s——溫室內(nèi)吸收的太陽(yáng)輻射熱量，W；Qm——設(shè)備〔電機(jī)、照明等〕發(fā)熱量，W；Qh——加溫?zé)崃浚琖；Qr——土壤、作物等呼吸放熱，W；Qw——經(jīng)過(guò)覆蓋材料的傳熱量〔對(duì)流、輻射〕，W；Qf——地中傳熱量，W；Qvl——通風(fēng)氣流帶出的潛熱量，W；Qvs——通風(fēng)氣流帶出的顯熱量，W；Qp——溫室內(nèi)植物光合作用耗熱量，W；在各種熱量得失中，作物、土壤等呼吸放熱量Qr和光合作用耗熱量Qp一般較小，可以忽略不計(jì)；設(shè)備發(fā)熱量Qm一般也不大，可以忽略不計(jì)。夜間采暖熱負(fù)荷

對(duì)流30

地中傳熱Qf

10

冷風(fēng)滲透Qv10

對(duì)流45

長(zhǎng)波輻射50

加溫?zé)崃縌h100夜間加溫溫室中的能量傳遞覆蓋層傳熱Qw其中1、溫室內(nèi)吸收的太陽(yáng)輻射熱量QsS—室外水平面太陽(yáng)輻射照度，W/m2；As—溫室地面面積，m2；—室內(nèi)日照反射率，一般約為0.1；—溫室覆蓋材料對(duì)太陽(yáng)輻射的投射率。a—溫室受熱面積修正系數(shù)，一般取a＝1.0～1.3；各種透光覆蓋材料對(duì)太陽(yáng)的投射率在晴天，室外水平面太陽(yáng)總輻射照度為：

a——太陽(yáng)高度角，為太陽(yáng)與觀(guān)察地點(diǎn)聯(lián)線(xiàn)與地平線(xiàn)之夾角；L——所在地的北緯緯度H——時(shí)間角，為偏離正午的小時(shí)數(shù)×15°，午前為負(fù)，午后為正t——計(jì)算時(shí)刻〔0—24時(shí)〕；——太陽(yáng)赤緯角，地球太陽(yáng)連線(xiàn)與地球赤道平面的夾角；n——從1月1日至計(jì)算日的天數(shù)；A，B，C——計(jì)算常數(shù)。太陽(yáng)總輻射照度計(jì)算中的常數(shù)日期A（W/m2）B（無(wú)量綱值）C（無(wú)量綱值）1月21日2月21日3月21日4月21日5月21日6月21日7月21日8月21日9月21日10月21日11月21日12月21日1230121411851135110310881085110711511192122012330.1420.1440.1560.1800.1960.2050.2070.2010.1770.1600.1490.1420.0580.0600.0710.0970.1210.1340.1360.1220.0920.0730.0630.0572、通過(guò)圍護(hù)構(gòu)造材料的傳熱量QwKj —— 溫室各局部覆蓋層的傳熱系數(shù),W/(m2·℃)Agj——溫室覆蓋層各局部面積，m2；ti——室內(nèi)計(jì)算氣溫，℃；to——室外計(jì)算氣溫，℃。i，o—溫室覆蓋層內(nèi)外表及外外表?yè)Q熱系數(shù)—溫室各覆蓋層材料的厚度—溫室各覆蓋層材料的導(dǎo)熱系數(shù)非透明多層覆蓋某畜禽舍的墻體采用370mm厚磚砌體〔導(dǎo)熱系數(shù)為λ＝0.78W/(m·℃)〕，外側(cè)為20mm厚水泥砂漿〔λ＝0.86W/(m·℃)〕，內(nèi)側(cè)為20mm厚水泥膨脹珍珠巖〔λ＝0.2W/(m·℃)〕，內(nèi)、外外表?yè)Q熱系數(shù)分別為8.7與23W/(m2·℃)，那么墻體的傳熱系數(shù)和傳熱阻分別為多少？思考題：3、地中傳熱量QfAsk——溫室地面各局部面積，m2Ksk——溫室地面各局部傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)中國(guó)，工民建筑地面

面積劃分及傳熱系數(shù)

2m

2m

2m

Ksk=0.465

Ksk=0.233

Ksk=0.116

Ksk=0.070

荷蘭，溫室計(jì)算面積距周邊的距離 b<10m Ksk=0.233W/(m2·℃)b=10~20m Ksk

=0.116W/(m2·℃)b=20~30m Ksk

=0.058W/(m2·℃)貼土保溫地面各地帶的熱阻值R0′—貼土保溫地面的熱阻R0—非保溫地面的熱阻—各保溫層厚度—各保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)4、通風(fēng)耗熱量Qvs和Qvl〔1〕顯熱損失QvsL——通風(fēng)量，m3/s；ρa(bǔ)—— 室內(nèi)空氣的密度，kg/m3,按排風(fēng)量計(jì)算：ρa(bǔ)≈353/(ti+273)按進(jìn)風(fēng)量計(jì)算：ρa(bǔ)≈353/(to+273)cp —— 空氣的定壓質(zhì)量比熱容，可取cp＝1030J/(kg·℃)；〔2〕潛熱損失Qvle—通風(fēng)潛熱損失與溫室吸收的太陽(yáng)輻射熱之比，與影響室內(nèi)地面和植物等蒸發(fā)與蒸騰因素有關(guān)，一般e=0.4~0.6?！?〕通風(fēng)量Ln—溫室的換氣次數(shù)，次/hV—溫室體積，m3溫室因自然滲透的換氣次數(shù)溫室結(jié)構(gòu)換氣次數(shù)（次/h）新溫室，玻璃或玻璃纖維板0.7—1.5新溫室，雙層塑料薄膜0.5—1.0舊溫室1.0—2.0舊溫室，玻璃狀態(tài)差2.0—4.0

5、采暖系統(tǒng)熱負(fù)荷—包括圍護(hù)構(gòu)造和地面?zhèn)鳠帷?/p>

采暖熱負(fù)荷簡(jiǎn)化估算U—經(jīng)歷熱負(fù)荷系數(shù)，玻璃覆蓋U=6.4W/m2.℃，聚乙烯膜覆蓋U=7.3W/m2.℃Ag——溫室覆蓋外表積，m2；As——溫室地面面積，m2；β——保溫比〔As/Ag〕，連棟溫室β=0.7～0.8，單棟溫室β=0.5～0.6——保溫覆蓋的熱節(jié)省率，0.25~0.65。覆蓋方式覆蓋材料傳熱系數(shù)K熱節(jié)省率a(％)單層覆蓋玻璃6.20聚乙烯薄膜6.6-6.5室內(nèi)保溫覆蓋固定雙層覆蓋玻璃+聚氯乙烯薄膜3.740雙層聚乙烯薄膜4.035中空塑料板材3.543單層活動(dòng)保溫幕聚乙烯薄膜4.331聚氯乙烯薄膜4.035無(wú)紡布4.724混鋁薄膜3.740鍍鋁薄膜3.150多層覆蓋二層聚乙烯薄膜保溫簾3.445聚乙烯薄膜+鍍鋁薄膜保溫簾2.265雙層充氣膜＋綴鋁膜保溫簾(鍍鋁膜條比例66%)2.953充填保溫材料發(fā)泡聚苯乙烯顆粒（厚10cm）0.4590室外覆蓋活動(dòng)覆蓋稻草簾2.461葦簾2.265復(fù)合材料保溫被2.1～2.461～66思考題：1、一棟面積為2880m2的玻璃溫室，其保溫比為0.75，無(wú)保溫幕。當(dāng)室外氣溫為-12℃，室內(nèi)氣溫要維持在15℃時(shí)所需加溫?zé)崃繛槎嗌伲?、北京地區(qū)某連棟玻璃〔單層〕溫室，面積為76.8×40=3072m2，溫室內(nèi)空間的體積為14000m3，夜間室內(nèi)覆蓋綴鋁膜保溫幕〔全部覆蓋面積平均傳熱系數(shù)為3.4W/(m2·℃)〕。室內(nèi)種植喜溫蔬菜，冬季夜間室外計(jì)算氣溫為-12℃，要求夜間室內(nèi)氣溫不低于15℃，試計(jì)算溫室的采暖熱負(fù)荷?！矞厥腋采w面積Ag＝4100m2。夜間溫室密閉管理，因冷風(fēng)滲透產(chǎn)生的換氣次數(shù)為2.0次/h。〕〔二〕畜禽舍的熱平衡分析Qs——畜禽的顯熱散熱量，W；Qm——設(shè)備〔電機(jī)、照明等〕發(fā)熱量，W；Qh——加溫?zé)崃?，W；Qw——經(jīng)過(guò)圍護(hù)構(gòu)造〔門(mén)、窗〕的傳熱量，W；Qv——通風(fēng)空氣的顯熱量，W；Qe——畜禽舍內(nèi)因水分蒸發(fā)消耗的顯熱量，W；其中設(shè)備發(fā)熱量Qm不大，可以忽略不計(jì)；畜禽舍內(nèi)因水分蒸發(fā)消耗的顯熱量Qe難于計(jì)算且數(shù)值不大，也可以忽略不計(jì)。那么采暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷為：1、畜舍的顯熱散熱量QsW2、畜禽舍圍護(hù)構(gòu)造傳熱耗熱量Qw〔1〕根本耗熱量在一定的室內(nèi)外條件下，通過(guò)畜禽舍各局部圍護(hù)構(gòu)造〔門(mén)、窗、墻、地面、屋頂?shù)取硰氖覂?nèi)傳到室外的穩(wěn)定傳熱量的總和。K—圍護(hù)構(gòu)造傳熱系數(shù)A—圍護(hù)構(gòu)造面積ti—冬季舍內(nèi)計(jì)算溫度to—冬季舍外計(jì)算溫度a—圍護(hù)構(gòu)造溫差修正系數(shù)均質(zhì)多層材料的傳熱系數(shù)R—圍護(hù)構(gòu)造總熱阻i，o—圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)外外表?yè)Q熱系數(shù)Ri，Ro—圍護(hù)構(gòu)造內(nèi)外外表傳熱阻—圍護(hù)構(gòu)造各層的厚度—圍護(hù)構(gòu)造各層的導(dǎo)熱系數(shù)Rk—各層的導(dǎo)熱阻溫差修正系數(shù)〔a〕〔2〕附加耗熱量圍護(hù)構(gòu)造的傳熱狀況發(fā)生變化而對(duì)根本耗熱量進(jìn)展修正的耗熱量。1〕朝向修正耗熱量考慮建筑物不同朝向圍護(hù)構(gòu)造受太陽(yáng)輻射影響，而對(duì)圍護(hù)構(gòu)造的根本耗熱量的修正。2〕風(fēng)力附加耗熱量考慮室外風(fēng)速變化而對(duì)圍護(hù)構(gòu)造根本耗熱量的修正。外外表?yè)Q熱系數(shù)o是按照風(fēng)速為4m/s時(shí)的計(jì)算時(shí)，一般情況下不考慮風(fēng)力附加，只對(duì)建在不避風(fēng)的高地、河邊海岸和原野上的建筑物以及城鎮(zhèn)、廠(chǎng)區(qū)特別突出的建筑物，才考慮垂直外圍構(gòu)造附加5％~10％。3〕高度附加熱量考慮房屋高度對(duì)圍護(hù)構(gòu)造根本耗熱量的修正。當(dāng)房間高度大于4m時(shí)，每高出1m應(yīng)附加2％，但總和的附加率不應(yīng)大于15％。注意：高度附加率應(yīng)附加于各房間各圍護(hù)構(gòu)造根本耗熱量和其他附加〔修正〕耗熱量的總和上。圍護(hù)構(gòu)造的傳熱耗熱量Qw—朝向修正率，％—風(fēng)力附加率，％—高度附加率，％3、畜禽舍通風(fēng)耗熱量畜禽舍采暖系統(tǒng)熱附和：QwQvQs思考題：北京地區(qū)某無(wú)窗密閉式仔豬舍，采用磚混構(gòu)造，平屋頂?？缍葹?.5m，長(zhǎng)度57.6m，檐口高度4m。墻體采用370mm厚磚墻，外側(cè)外表20mm厚水泥砂漿抹灰，內(nèi)側(cè)外表35mm厚水泥膨脹珍珠巖保溫。屋面為200mm厚加氣混凝土板，板上為二氈三油防水層。舍內(nèi)飼養(yǎng)仔豬300頭，冬季采用1600m3/h的通風(fēng)量。試計(jì)算冬季舍內(nèi)維持20℃氣溫需提供的供熱量為多少？〔取北京地區(qū)冬季夜間室外計(jì)算氣溫為-12℃。粘土磚砌體導(dǎo)熱系數(shù)為0.756W/(m·℃)，砂漿導(dǎo)熱系數(shù)為0.872W/(m·℃)，水泥膨脹珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)為0.18W/(m·℃)。墻體外外表?yè)Q熱系數(shù)為23W/(m2·℃)，墻體內(nèi)外表?yè)Q熱系數(shù)為8.7W/(m2·℃)。屋面的總熱阻為1.37m2·℃/W。仔豬發(fā)熱量為100kJ/〔h·頭〕。〕二、農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷在設(shè)計(jì)室外溫度下，為了到達(dá)要求的室內(nèi)溫度，采暖系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)向農(nóng)業(yè)設(shè)施內(nèi)部供給的熱量。直接影響采暖系統(tǒng)方案的選擇、采暖管道管徑和散熱器等設(shè)備確實(shí)定，關(guān)系到采暖系統(tǒng)的使用和經(jīng)濟(jì)效果三、農(nóng)業(yè)設(shè)施采暖室內(nèi)和室外計(jì)算溫度〔一〕溫室采暖系統(tǒng)室內(nèi)和室外計(jì)算溫度1、室內(nèi)計(jì)算溫度室外溫室晝夜溫差大的地區(qū)，應(yīng)以夜間適溫作為室內(nèi)計(jì)算溫度；采用變溫管理，應(yīng)取變溫管理中后半夜抑制呼吸作用的適溫作為室內(nèi)計(jì)算溫度；室外溫室晝夜溫差小的地區(qū)，應(yīng)以白天的適溫作為室內(nèi)計(jì)算溫度?；ɑ艿臏囟戎笜?biāo)種類(lèi)繁殖適溫（℃）生育適溫（℃）成花適溫（℃）備注種子發(fā)芽插木發(fā)根日氣溫夜氣溫日氣溫夜氣溫惠蘭18～2620～2515～18花芽形成需15℃左右，6～8周花蕾在25～30℃可消蕾仙客來(lái)18～2020～2510～1516～17花蕾在25℃以上將產(chǎn)生高溫障礙菊1817～2116～1717～2016～20郁金香20～2516～189～13香石竹16～1818～259～14夜溫超過(guò)15℃切花品質(zhì)下降薔薇13～2021～2612～18玫瑰20～2220～2220～2518～2013～1513～15鐵炮百合20～2413～1818～2313～16蔬菜的溫度指標(biāo)蔬菜種類(lèi)生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)溫度的要求（℃）適宜溫度最高溫度最低溫度白晝夜間黃瓜苗期19～25282215苗期到開(kāi)始結(jié)瓜20～28332215結(jié)瓜期22～30382415番茄、辣椒苗期15～21261810苗期到開(kāi)始結(jié)果19～25282010結(jié)果期18～2630226茄子苗期16～24282015苗期到開(kāi)始結(jié)果18～26302015結(jié)果期22～30342412菜豆結(jié)莢前17～23252015結(jié)莢后18～26302212菠菜12～2025142白菜、芹菜、窩苣、茴香、蒿子稈12～24301522、室外計(jì)算溫度采用歷年平均不保證5d的日平均溫度。歷年平均不保證：累年不保證總天數(shù)或小時(shí)數(shù)的歷年平均值。國(guó)內(nèi)學(xué)者建議：以當(dāng)?shù)夭膳彝庥?jì)算溫度降級(jí)2~3℃來(lái)作為溫室的冬季采暖計(jì)算溫度?！捕承笄萆岵膳覂?nèi)外計(jì)算溫度1、室內(nèi)計(jì)算溫度室內(nèi)計(jì)算溫度略高于畜禽舍的下限溫度。室內(nèi)相對(duì)濕度略低于畜禽舍的上限相對(duì)濕度2、室外計(jì)算溫度采用歷年平均不保證5d的日平均溫度。第二節(jié)熱水采暖熱水采暖系統(tǒng)由熱水鍋爐、熱水輸送管道和散熱設(shè)備組成。按系統(tǒng)循環(huán)動(dòng)力：重力循環(huán)和機(jī)械循環(huán)按供、回水方式：?jiǎn)喂芟到y(tǒng)和雙管系統(tǒng)按系統(tǒng)管道鋪設(shè)：垂直式系統(tǒng)和水平式系統(tǒng)按熱煤溫度不同：≤100℃的低溫水采暖≥100℃的高溫水采暖采用60～80℃熱水，通過(guò)室內(nèi)散熱器自然放熱水熱容量大，熱穩(wěn)定性好，停機(jī)后保溫性強(qiáng)；須采用配管和散熱器，設(shè)備費(fèi)用較高；預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)；適用于大型溫室。圓翼型散熱器一、散熱器類(lèi)型1、鑄鐵散熱器2、鋼制散熱器鋼制板式散熱器3、對(duì)散熱器的要求〔1〕熱工性能方面的要求〔2〕經(jīng)濟(jì)方面的要求〔3〕安裝使用方面的要求〔4〕衛(wèi)生和美觀(guān)方面的要求〔5〕使用壽命的要求二、散熱器的布置原那么：盡量保證房間溫度分布均勻，熱損失少，管路短、且應(yīng)不阻礙生產(chǎn)操作。將散熱器靠墻布置，應(yīng)安置在外墻，最好布置在外窗下，這樣散熱器上升的對(duì)流熱氣就能阻止從外窗下降的冷氣流，使流經(jīng)工作區(qū)的空氣比較暖和。三、散熱器的計(jì)算1、散熱面積的計(jì)算Q—散熱器的散熱量〔采暖熱負(fù)荷Qh〕tpj—散熱器內(nèi)熱媒平均溫度ti—供暖室內(nèi)計(jì)算溫度K—散熱器的傳熱系數(shù)β1、β2、β3—各修正系數(shù)2、散熱器內(nèi)熱媒平均溫度tsg—散熱器進(jìn)水溫度,℃tsh—散熱器出水溫度,℃3、散熱器傳熱系數(shù)K及其修正系數(shù)值K—在實(shí)驗(yàn)條件下散熱器的傳熱系數(shù)a，b—實(shí)驗(yàn)確定的系數(shù)△t—散熱器熱媒與室內(nèi)空氣的平均溫差△t=tpj-ti,℃W/〔m2.℃〕4、散熱器片數(shù)或長(zhǎng)度確實(shí)定F—散熱面積f—每片或每米的散熱器散熱面積鑄鐵散熱器組裝片數(shù)，不宜超過(guò)以下數(shù)值：粗柱型：20片細(xì)柱型：25片長(zhǎng)翼型：7片5、考慮供暖管道散熱量時(shí)，散熱器散熱面積的計(jì)算暗裝：計(jì)算散熱面積時(shí)要用修正系數(shù)β4予以修正?！拨?＞1〕明裝：計(jì)算散熱面積時(shí)，通?？刹豢紤]該修正系數(shù)。在農(nóng)業(yè)設(shè)施建筑中，采暖系統(tǒng)的管道一般采用明裝。四、熱水采暖系統(tǒng)的循環(huán)方式〔一〕重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)1重力循環(huán)熱水采暖工作原理及其作用壓力—重力循環(huán)系統(tǒng)的作用壓力；h—冷卻中心至加熱中心的垂直距離—回水密度—供水密度2重力循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)的主要形式3重力循環(huán)熱水采暖雙管系統(tǒng)

作用壓力的計(jì)算—通過(guò)底層散熱器的作用壓力—通過(guò)上層散熱器的作用壓力4重力循環(huán)熱水采暖單管系統(tǒng)

作用壓力的計(jì)算或改寫(xiě)成〔二〕機(jī)械循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)1垂直式系統(tǒng)〔1〕上供下回式雙管和單管熱水采暖系統(tǒng)〔2〕異程式系統(tǒng)和同程式系統(tǒng)異程式系統(tǒng)通過(guò)各個(gè)立管環(huán)路的壓力損失較難平衡。同程式系統(tǒng)2水平式系統(tǒng)五、熱水采暖系統(tǒng)的管道與附屬設(shè)施1、管道與閥門(mén)2膨脹水箱3、集氣罐和放氣閥4、補(bǔ)償器1、自然補(bǔ)償器2、方型補(bǔ)償器3、波紋管補(bǔ)償器4、套筒補(bǔ)償器第三節(jié)熱風(fēng)采暖系統(tǒng)燃油或燃煤燃燒的煙氣通過(guò)強(qiáng)制熱交換裝置加熱空氣，熱空氣吹送入溫室；預(yù)熱時(shí)間短，升溫快；不用配管和散熱器，配置安裝靈活、簡(jiǎn)便，設(shè)備費(fèi)用較低；溫度穩(wěn)定性差，停機(jī)后溫度降低快；適用于小型溫室與塑料大棚，或用作大型溫室的輔助加溫設(shè)施，尤其適用于短期臨時(shí)加溫。一、熱風(fēng)采暖系統(tǒng)的形式〔一〕熱風(fēng)爐式熱風(fēng)采暖系統(tǒng)〔二〕空氣加熱器式熱風(fēng)采暖系統(tǒng)〔三〕暖風(fēng)機(jī)式熱風(fēng)采暖系統(tǒng)〔四〕加熱器管道風(fēng)機(jī)采暖系統(tǒng)以燃