北方寒冷地区温室供暖计算方法
发布时间：2023-08-11 02:15:09
维普资讯http://www.cqvip.com２００２年８月 农机化研究 第３期 北方寒冷地区温室供暖计算方法 孑Ｌ凡亮。，刘仁涛 ，盛力伟。 （１．黑龙江省农业机械工程科学研究院，黑龙江哈尔滨１５００４０；２．大庆市三环公司，黑龙江大庆 １６３３１１） 【摘 要】北方地区温室的冬季供暖十分重要。一方面，室外非常寒冷（哈尔滨地区最寒冷的１月份室外日 平均气温达到－２６℃）；另一方面，由于地理纬度高（哈尔滨地区地理纬度ｐ＝４５．６。），太阳高度角低（１月份 平均为 一２０．９。），造成采光量少，必须补充足量的热才能维持温室正常的栽培生产。为此，详细论述了寒 冷地区温室供暖计算方法，为北方温室的冬季生产提供热量的保证。 【关键词】散热量；辐射获取热量；供热量 【中图分类号】￥６２５．４ 【文献标识码】 Ｂ 【文章编号】１ＯＯ３—１８８Ｘ（２００２）０３－－＇００４２－－０２ １ 温室的日散热量Ｑ０的计算 以黑龙江省农业机械工程科学研究院研制的 面的保温被卷到屋脊处（北坡面不卷被），本应１／２ 的屋面全打开，但由于被卷占位，只打开南屋面的 ７０％，即打开７９８ｍ 。此部分既采光又散热，其 值与双层膜处相同为２．７８Ｗ／ｍ ．℃。囚此，计算 ＬＪＷ一１Ｌ北方现代型连栋温室为例，进行计算说明。 该温室的主要参数为：８连栋；东西长５０ｍ；南北 长４０ｍ；东西走向；屋面角３２。；檐高３．４５ｍ；跨 度ｌ０．Ｏｍ；脊高５．０４ｍ；开间３．７２ｍ；雨槽宽度２６０ｍｍ。 １．１ 加温负荷系数上Ｃ ∑Ｋ．Ａ时要按白天和夜间分别计算后相加得出。 白天：∑Ｋ．Ａ（白）＝４９６８Ｗ／℃ 夜间：∑Ｋ．Ａ（夜）＝３４６８Ｗ／℃ 计算渗漏换气损失时， 取１次／ｈ，温室容积 ＬＣ＝（ＺＫ．Ａ＋ ）×２４×３．６ ｋＪ／Ｖ．ｄ Ｖ＝８２１０ｍ ，则 （ ．Ｖ．Ｃ ．ｐ）／３．６＝２７５０Ｗ／℃ 式中：Ｋ为某散热面的传热系数，ｗ／ｍ ．℃；Ａ为 该散热面的面积，ｍ ；ｒｔ为每小时渗漏换气次数， 次／ｈ；Ｖ为温室的容积，Ｖ＝８２１０ｍ。；ｃ 为空气的 加温负荷系数ＬＣ白天和夜间分别为 ＬＣ（白）＝１６６７０９ｋＪ／℃・ｄ 比热，取ｃ ＝１．００５ｋＪ／￣Ｃ．ｄ；ｐ为常温下空气密度， 取ｐ＝１．２ｋｇ／ｍ。。 ＬＣ（夜）＝４０２９２６ｋＪ／℃－ｄ 日总负荷系数ＬＣ为 ＬＣ：ＬＣ（白）＋ＬＣ（夜）＝５６９６３５ｋＪ／℃．ｄ １．２温室的日散热量Ｑ０（加温负荷） Ｑｏ＝ＬＣ×ｌｄ×（， 一ｔ ）×１０一 ＭＪ／ｄ ｌ ， ２ 其中，散热系数Ｋ值由下式得出 １ 式中：１ 为Ｉ天（２４ｈ）；ｔ 为温室内温度，按栽 式中： 为由多层不同材料构成的散热面中第ｉ层 为ｉ层材料的导热系数（在手册中 培要求取１５℃；ｔ 为外气温度，按多年统计的１ 月中旬Ｒ平均气温取ｔ ：一２６￣Ｃ，则Ｑｏ＝２３３５５ＭＪ／ｄ。 的厚度，Ｉｎ； 查得），Ｗ／ｍ．ｏＣ； 墙和平整的棚面， ２：２３．２６Ｗ／ｍ ．℃。 为内表面的对流换热系数，对 ＝８．７２Ｗ／ｍ ．℃； 为外表面 ２温室由太阳辐射获取能置 的计算 按哈尔滨地区多年统计，最冷的１月份太阳 的对流换热系数，与室外大气接触的表面取 辐射数据的月平均其中，直接辐射Ｈ ＝３．３６ 由于夜间屋面全部盖上保温被，其时间按１８ｈ 计算，其Ｋ值为０．９０Ｗ／ｍ ．ｏＣ。但白天６ｈ将南屋 ＭＪ／ｍ ｄ，散射辐射 ：２．８６１ＭＪ／ｍ ．ｄ。这是地面 水平面上的值。 【收稿日期】２００２—０４一Ｏ１ 【作者简介Ｊ孔凡亮（１９７２一），男，黑龙江讷河人，黑龙江省农业机械工程科学研究院助理工程师．主要从事设施农业方面的研究工作。 一４２—
维普资讯http://www.cqvip.com２００２年８月 农机化研究 第３期 温室的采光面都是斜坡面或垂直面，其太阳辐 射值需按下述方法分别计算。 ２．１屋面上的太阳辐射量Ⅳ．（屋面） 该温室采光面均为“双层膜密闭空气层保温覆 盖”，单层ＰＶＣ膜厚０．１２ｍｍ，对可见光和红外光平 均透光率为０．８７６，双层膜为０．７６。但考虑污染等 因素，取ｒ＝Ｏ．７。则温室各采光面的日集热量为 屋面： （屋面）＝，，ｔ（屋面）× ｓ（屋面）×ｒ ＝６８７ １ＭＪ／ｄ 斜面上太阳辐射量 “。１ 、按下式计算 Ｈ。ｆＲ 式中： ．为总辐射， ．＝６．２２１ＭＪ／ｍ ．ｄ；Ｒ为倾斜 面上和水平面上总辐射量比值，按下式计算 尺＝ Ｈ ｔ ＋ Ｈｔ 南墙：Ｑ （南墙）＝３７４８ＭＪ／ｄ 东墙：Ｑ （东墙）＝６４１ＭＪ／ｄ 西墙：Ｑ （西墙）＝３６６ＭＪ／ｄ ・ 一（１＋ＣＯ３０）Ｐ０一ＣＯＳ０） Ｊ・—— ２ ２ 西墙集热量计算中面积减去６４ｍ 是西墙上设 有湿帘的面积，按不透光处理。 囚此，该温室的总集热量 为 式中：Ｈｂ为直接辐射，Ｈｂ＝３．３６ＭＪ／ｍ ・ｄ；Ｈｄ为 散射辐射，Ｈｄ＝２．８６１ ＭＪ／ｍ２．ｄ；Ｐ为地面反射系 数，一般取Ｐ＝Ｏ．２；０为南向斜坡面与水平面的夹 角，屋面角０＝３２。；Ｒｂ为倾斜面上和水平面上太阳 直接辐射量的比值，按下式计算 ｃｏｓ（￣一 ）ＣＯＳ ｓｉｎ ０＋—— ０ ｓｉｎ（￣一 ）ｓｉｎ ｊ —————一 —————————Ｑｓ＝Ｑｓ（屋面）＋Ｑｓ（南墙）＋Ｑｓ（东墙）＋Ｑｓ（西墙） ＝１ １６２６ＭＪ／ｄ ３温室供热量Ｑ的计算 温室的供热量Ｑ应为散热量Ｑ。减去集热量 Ｑｓ，即：Ｑ＝Ｑｏ—Ｑｓ＝１１７２９ＭＪ／ｄ ＝—。 ｃｏｓ６ ｓｉｎ ０＋ ０ “ “ 按１天２４ｈ平均，得小时供热量Ｑｈ为 式中： 为本地纬度角，哈尔滨地区 ＝４５．６。； Ｑｈ＝Ｑ／２４＝４８８．７１ＭＪ／ｈ 为太阳赤纬角（高度角）１月平均值， ＝一２Ｏ．９０； 为向南倾斜面上日照起止角，其值为 ０＝ＣＯＳ。。【－ｔｇ（￣－－０）ｔｇ６】 ４加温锅炉的选择 （１）供暖系统的形式。考虑到大型温室供暖的 均匀性和供暖成本，采用节能型燃煤热水锅炉为热 源。锅炉置于与温室相接的锅炉间内，温室内采用 翅片管散热器供热。 （２）锅炉的额定供热量ＱＧ ＱＧ＝Ｑｈ／（，７Ｇ ，７ｔ） 将南坡屋面参数代入上述式，得 ＝８４．７。， Ｒ ＝２．４８６，Ｒ＝１．９７７２。由此得屋面上总辐射为： ．（屋面）＝Ｈ．×足＝１２．３０ＭＪ／ｍ ．ｄ ２．２南侧墙上太阳辐射量 ．（南墙） 在上述计算式中，令０：９０。即可得相应诸参 数： ０＝１１１．９６。，Ｒｈ＝１０．２２８３，Ｒ＝５．８５４２。由此 式中：Ｑｈ为日平均小时供热量，Ｑｈ＝４４８．７１ＭＪ／ｈ； 为锅炉的供热效率，取，７Ｇ＝Ｏ．６；，７ｔ为锅炉烧火 时间系数，酷寒季按１２ｈ烧火考虑，取仉＝Ｏ．５。 则ＱＧ＝１６２９ＭＪ／ｈ 因此，选择锅炉额定发热量为１６７９ＭＪ／ｈ。锅 得南墙面上辐射量Ｈ．（南墙）为 ．（南墙）＝Ｈ．×Ｒ＝３６．４２ＭＪ／ｍ ．ｄ ２．３东、西山墙上太阳辐射量 东、西山墙垂直于地面，利于受光，但只在上 午或下午受光，其上的日辐射总量比屋面要小得 多。此处按屋面的１／２估计，取 ．（东墙） ＝６。１５ＭＪ／ｍ ．ｄ；Ｈ．（西墙）＝６。１５ＭＪ／ｍ ｄ。 ２．４温室收集太阳辐射能量Ｑｓ Ｑｓ＝Ｈｔｆ ０１ Ａｓ× 炉的小时耗煤量Ｍ ＝ＱＧ／ ，散煤的低位热值 Ｑｍ＝２０．９２ＭＪ／ｋｇ，则Ｍｈ＝７８ｋｇ／ｈ。 每天锅炉烧火时间按１２ｈ计，每天的耗煤量 Ｍ＾＝７８×１２＝９３６ｋｇ／ｄ。以上耗煤量是按１月份酷寒 季节条件计算的。 （３）暖气配置。采用翅片管散热器，翅片外径 ９０，其每米长度散热能力为５９５Ｗ／ｈ．ｍ，所需配 置总长度为７８２ｍ，实际配置８２０ｍ翅片管。 式中：Ｈ ｆ。１为上述求得的各采光面上日辐射量， ＭＪ／ｍ ．ｄ； 为该采光面的实际采光面积，ｍ。；ｒ 为该采光面的透光率。 一４３—
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