《农业生物环境工程》课程教学课件（PPT讲稿）第2章 农业设施的采暖 第一节 农业设施采暖系统设计热负荷

中国各地 1月平均最低气温 月平均气温 7乙 20≈30°℃ 1月平均最低气温 1月平均最低气温 010°℃ 1025°℃ 30入 平均气温℃ 1016210840480260018 图例 一一一河流 海回 四 越置

平均气温 ℃048 10 12 16 20 -4 -8 -10 -12 -16 -20 -24 -28 中 国 各 地 一月平均气温 图 例 富锦 -20.9 哈尔滨 -19.7 沈阳 -12.7 漠河 -30.4 海拉尔 -27.3 林西 -14.5 呼和浩特 -13.5 北 京 -4.7 大 连 -5.3 太 原 -7.0 济 南 -1.7 青 岛 -2.6 郑 州 -0.3 西 安 -1.3 武 汉 2.8 南 京 1.9 上 海 3.3 杭 州 3.6 长 沙 4.6 南 昌 4.9 福 州 10.4 台 北 14.6 广 州 南 宁 13.4 12.9 海 口 17.1 昆 明 7.8 贵 阳 4.9 成 都 5.6 兰 州 -7.3 昌 都 -2.5 酒泉 -10.0 格尔木 五道梁 -11.8 -17.3 拉 萨 -2.3 且 末 -8.9 乌鲁木齐 -15.2 喀 什 -6.5 和 田 -5.7 噶尔 -12.1 东北 西 北 华北 沈阳 -12.7 ——— 河流 城市及一月 ——— 平均气温 70 80 90 100 110 120 130 140 20 30 40 50 1月平均最低气温 0～10℃ 1月平均最低气温 20 ～30 ℃ 1月平均最低气温 10 ～25 ℃

采暖系统的类型 农业生物环 一、采暖的能源 燃煤 燃油 天然气电能 太阳能 地热能 工程 二、采暖方式 1.根据采暖范围分类 ：全面采暖局部采暖 第 二章 2.根据采暖设备分类 农业设施的采暖 ①热水采暖 ② 蒸汽采暖 ③ 热风采暖 ④ 电热采暖 ⑤ 辐射采暖 ⑥火炉采暖

采暖系统的类型 一、采暖的能源 燃煤 燃油 天然气 电能 太阳能 地热能 二、采暖方式 1. 根据采暖范围分类 全面采暖 局部采暖 2. 根据采暖设备分类 ① 热水采暖 ② 蒸汽采暖 ③ 热风采暖 ④ 电热采暖 ⑤ 辐射采暖 ⑥ 火炉采暖 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

第一节农业设施采暖系统设计热负荷 农业生物 、农业设施中的热平衡分析 境 热负荷 程 在室外气温t,下，为维持要求的设施内气温， 采暖系统在单位时间内应向设施内提供的热量。 第 二章 确定热负荷的方法 农 统计农业设施的所有热量收支（得热、失 设施 热)，根据能量平衡原理，由热平衡方程式计算。 采暖 热负荷=∑失热一∑得热

第一节 农业设施采暖系统设计热负荷 一、农业设施中的热平衡分析 热负荷 在室外气温to下，为维持要求的设施内气温t i， 采暖系统在单位时间内应向设施内提供的热量。 确定热负荷的方法 统 计 农业设施 的所有热量 收支（得热 、失 热），根据能量平衡原理，由热平衡方程式计算。 热负荷 = ∑失热 － ∑得热 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

(一）温室的热平衡分析 农业生物环 温室内的热量来源 白昼：室内外水平面太阳辐射热量 工程 (北纬30°~45°地区、晴好天气、正午时刻) 太阳辐射 第二章农业设施的采暖 冬季150400W/m2 冬季350~650W/m2 夏季300入 600W/m2 夏季900~1000W/m2

（一）温室的热平衡分析 温室内的热量来源 白昼：室内外水平面太阳辐射热量 （北纬30°～45°地区、晴好天气、正午时刻） 太阳辐射 冬季 150～400W/m2 夏季 300～600W/m2 冬季 350～650W/m2 夏季 900～1000W/m2 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

夜间： 农业生物环境工程 加温温室 不加温温室 采暖系统 加温热量 地面放热量 ǒ 100300W/m2 20≈30W/m2 第二章农业设施的采暖 日光温室 墙面放热量 3050W/ 地面放热量 t20~30w/m2

夜间： 采暖系统 加温热量 100～300W/m2 日光温室 加温温室 不加温温室 墙面放热量 30～50W/m2 地面放热量 20～30W/m2 地面放热量 20～30W/m2 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

农业生物环境 太阳辐射 0.2入3μm 温室效应 室内辐射 程 3~80μm ①封闭集热作用 第 室内地面、植物等吸收太阳辐射温度升高 章 →加热空气→围护结构封闭保持 业 ②温室透明覆盖材料对热辐射的选择透过作用 的采暖

温室效应 ①封闭集热作用 室内地面、植物等吸收太阳辐射温度升高 →加热空气 →围护结构封闭保持 ②温室透明覆盖材料对热辐射的选择透过作用 太阳辐射 0.2～3mm 室内辐射 3～80mm 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

农业 反射 温室的 长波辐射 太阳辐射 热量收支 3~80μm 0.2≈3um 物 对流 设备发热 吸收 境 室内反射 通风2s 蒸腾蒸发Q 第 二章 加温热量2 地中传热2 农业设施 温室的热平衡方程 采暖 20 0 -0 (Os+Om+n+)-(Ow+O+Ovs+Ov+p)=0

温室的 热量收支 地中传热Qf 通风Qvs 长波辐射 3～80mm 对流 太阳辐射 0.2～3mm 吸收 反射 室内反射 蒸腾蒸发Qvl 加温热量Qh Qw Qs 设备发热 Qm Qp Qr (Qs+Qm+Qh+Qr )－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp ) = 0 温室的热平衡方程 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

温室的热平衡方程 Os+n)-(Ow+or+Oys+O)=0 农业生 采暖热负荷 环 Cn=(Ow+Or+evs+Ov-Os 长波辐射 50 冬季夜间采暖热负荷 对流 长波辐射 30 第 Ch =ew+Of+evs 35 对流 45 章 农 覆盖层传热2w 冬季夜间加温温室中 设 的热量平衡 加温热量2 100 冷风渗透Q 的采暖 10 地中传热210

温室的热平衡方程 (Qs+Qh )－(Qw+Qf+Qvs+Qvl) = 0 采暖热负荷 Qh = (Qw+Qf+Qvs+Qvl) － Qs 冬季夜间采暖热负荷 Qh = Qw+Qf+Qvs 冬季夜间加温温室中 的热量平衡 对流 30 地中传热Qf 10 冷风渗透Qvs 10 长波辐射 35 对流 45 长波辐射 50 加温热量Qh 100 覆盖层传热Qw 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

农业生 1.温室内吸收的太阳辐射热量 环 2=ASt(1-p) W 工程 式中S— 室外水平面太阳总辐射照度，Wm2; 第 二章农业设施的采暖 入 温室覆盖层太阳辐射透过率； p一室内日照反射率，一般取为0.1

1. 温室内吸收的太阳辐射热量 式中 S —— 室外水平面太阳总辐射照度，W/m2； t —— 温室覆盖层太阳辐射透过率； r —— 室内日照反射率，一般取为0.1 。 (1 ) W Qs = As St − r 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖

农业生物 2.通过围护覆盖材料的传热量 环 2w=∑K,AgG-t) W 工程 式中t一 室内气温，℃； 第 章 室外气温，℃； Agj 温室覆盖层各部分面积，m2; 业设施的采暖 K 各覆盖层的传热系数，W/(m2.℃)

2. 通过围护覆盖材料的传热量 式中 t i —— 室内气温，℃； t o —— 室外气温，℃； Ag j—— 温室覆盖层各部分面积，m2； Kj —— 各覆盖层的传热系数，W/(m2·℃)。 w =  g ( i − o ) W j j j Q K A t t 第 二 章 农 业 设 施 的 采 暖