大棚温室热量计算

温 室 主 要 技 术 参 数 如 下 ： 跨 度 ：56($-2； 顶 高 ：76 #$82；长 度 ：96%&2；主 拱 间 距 ：9!6#2；副 拱 间 距 ：9#6!2； 抗 风 能 力 ： 风 压 0’03:（ 相 当 于 风 速 #%2!; 的 !& 级 风）；承载能力：雪压 !8(3（: 相当于地 面 积 雪 #&<2）； 温室面积：*6($-=%&600%2（# 约 &$%&# 市亩）。
系 统 、照 明 及 其 他 设 备 的 散 热 ，作 物 及 土 壤 散 热 、散 湿 补充的热量，即可满足实际生产中其他绝大部分条件
等。在这些扰量作用下，温室内的空气始终保持着动态 下温室的加温需要。因此，首先要确定一些设计条件
热平衡。当室内空气吸热总量 ! 大于散热总量 " 时，温 （ 如采暖室外设计温度、室内设计温度、室外风速等），
（ #）
实际工程中，由于室外环境最低温度一般出现于 后 半 夜 至 凌 晨 ，此 时 的 供 热 量 要 求 最 大 ，因 此 温 室 设 计
试验研究
林业机械与木工设备
日光温室的热平衡计算
徐克生 !"#， 王 琦 !"#， 王述洋 #， 刘明刚 ! （ !$哈尔滨林业机械研究所，黑龙江 哈尔滨 !%&&’(；#$东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 !%&&)&）
摘 要：温室热平衡计算是温室供暖系统设计的基础，为供热系统的设计提供理论参数。温室热平衡实际上是 一 个 动 态 的 变 化 过 程 ，要 想 做 到 精 确 计 算 不 太 现 实 也 没 有 意 义 ，这 是 因 为 温 室 加 温 具 有 一 定 的 非 线 性 、滞 后 性 和 复 杂 性 等 特 点 。 本 文 针 对 已 有 的 日 光 温 室 ，选 择 一 个 非 常 不 利 的 条 件 ，进 行 温 室 热 平 衡 的 分 析 ，计 算 温 室 内 得 到 的 热 量与损失的热量。

计算大棚所需的传热量Q条件：将大棚由15℃加热到20℃，加热时间为4小时，大棚外的温度为10℃。

1、计算大棚的体积V及加热大棚内空气所需的热量Q1大棚的结构图如下（图中单位为MM）由数学知识计算大棚的圆弧半径R有如下关系R2-(R-1.3)2=32 （1）R=4.11进而计算出圆弧的面积为2.14m2V=30* (6*1.5+2.14)=334.2m3 （2）又有Q1 =C M△T式中 C为空气的定容比热容为0.717 kJ/(kg ℃)。

M=ρv=1.29*334.2=431.1kg （3）T=(20-15)℃所以Q1 =C M△T=0.717*5*431.19=1545.5 kJ （4）2、计算大棚的散热量Q2温室内的热量主要通过墙面、房顶等维护面散出室外，散出热量的多少可以用以下公式计算：Q21=KST (t内-t外)Φ（1）式中：K为物体的传热系数[W/(m2.K)]，由热工知识知：薄膜的传热系数为12，由已知条件知t内-t外=10℃。

T为散热时间4小时。

S为薄膜的面积，由大棚的机构图我们计算出薄膜的面积S=155 m2。

Φ为室内外温差的修正系数，在普通温室计算中可以不考虑。

所以得出大棚薄膜的散热量为Q21= KS(t内-t外)Φ=12*155*10*4=74.44 kJ另外温室内地面也是维护面，因此，还应计算由地面所散失的热量，Q22= KS(t气-t地)T （2）K为地面的传热系数，它因离墙的远近不同，距墙2米以内K为0.4，距2-4米K为0.2。

S为地面的面积。

T为散热时间4小时。

t气-t地=20-15=5℃因此有Q22= KS(t气-t地)=5*（04*2*30*2+0.1*2*30）*4=1.08 kJQ2= Q21+Q22=75.52 kJ （3）3、计算大棚所需的传热量Q由于冬天大棚几乎没有获得太阳的热辐射热量，因此我们忽略冬天大棚吸取太阳的热量，所以得大棚所需的传热量QQ= Q1+ Q2=1545.5+75.52=1621kJ所需的效率为P=Q/T=1621/(4*3.6)=113W。

农业大棚使用空气能热泵供暖一天消耗多少度电近年来，在国家减煤禁煤的政策大潮下，各个行业都在不断的采取措施摒弃传统燃煤供热方式，选用清洁、环保的方式。

在这诸多清洁能源设备中最受欢迎的当属空气能热泵。

空气巴巴小编走访当地的农业大棚发现，不少大棚都已经使用上了空气能热泵采暖。

由于传统的大棚供暖设备需要燃煤、燃油等一些可燃物才能够使用，不仅消耗的能源比较多，污染严重。

以燃煤锅炉为例，按温室跨度8米，长80米计算，容积为1383m3的温室大棚计算，采用燃煤锅炉供热的方式，要使大棚内的温度提高3.0℃，需每天耗用将近1吨的燃煤。

在北方，冬季室内外温差有时超过30℃，折算下来总的能耗非常高。

不仅如此，此类燃煤采暖炉设备在运行时，还需专人值守，人工成本也很高。

在这样的大环境下，空气能热泵无疑是代替传统供暖设备的不二选择。

热泵供暖不仅发热均匀、升温快，还能智能控制蔬菜大棚内的温度，适合蔬菜温室大棚的恒温采暖。

以天津武清区某大棚为例：-15℃工况下，室内温度20～25℃。

项目负责人向空气巴巴小编介绍到，该蔬菜大棚采暖项目位于武清区某河道管理所，采暖面积近700㎡，为新建项目。

由于天津市煤改电政策的影响，燃煤锅炉采暖的方式已经被淘汰，客户积极寻求新的能源方式。

通过项目的实地考察后，为项目配置了一台30P的超低温冷暖系列空气源热泵，末端采用30组新型暖气片，同时配置了一个1吨的蓄热水箱。

项目采用双回路设计，两组互不影响，温度更恒定，散热效果更好。

安装了空气能热泵之后，现场实测显示，环境温度为-15℃，设置温度为55℃，实际出水温度为51℃，室内温度达到24℃，很好地满足了大棚内蔬菜的生长温度需求。

经过一个采暖季的运行，客户对采暖的效果十分满意，大棚内温度始终保持在20～25℃之间。

在运行能耗方面，据客户反馈的信息，设备运行时间约为8～10小时，每天的能耗在30度电左右。

随着各个领域对采暖要求的不断提升，空气能热泵不仅应用在农业大棚中，在学校、医院、商场、别墅等大型场所也有涉及。

在东北地区，农村地区冬季温室大棚供暖一般都是凭经验进行的，基本没有温室大棚采暖热负荷的计算，本文就通化地区常见的温室大棚进行了热负荷的计算，这样在选择安装采暖装置时就有了依据。

本大棚是农村中常见大棚，其外形尺寸如图1：热负荷计算一般来说，温室内最大加热负荷出现在冬季最寒冷的夜间，不同的作物、不同品种、不同生长阶段，对温度有不同的要求，本温室种植的是草莓，夜间最低气温10℃。

故取室内温度t 内=10℃近20年平均最低气温为-20℃故取室外温度t 外=-20℃1传热损失Q 1Q 1=Σμj A j (t 内-t 外)（1）式中：Q 1：温室维护结构(包括墙体、透光屋面、不透光后坡和门窗等)的传热损失,W;μj ：第j 种围护结构的传热系数Ｗ/ｍ２ＫA j ：第ｊ种围护结构的表面积，ｍ２t 内：室内温度，℃t 外：室外温度，℃此大棚有两种围护结构，图1中的1和2，塑料薄膜部分，3墙体部分。

传热系数u 是热阻的倒数，对于多层复合围护结构，传热倒数ｕ可由式２计算ｕ=１/Ｒ=１/（Σδｉ/λｉ）（２）Ｒ：围护结构总热阻δｉ：第i 层围护材料厚度，ｍλｉ：第i 层围护材料导热系数单层聚乙烯膜的传热系数u 为6.8，覆棉毡（厚度为0.03m ，导热系数λ为0.04），计算u1得：u 1=1/((1/6.8)+0.03/0.04)=1.115由式2计算墙体u 2值：其中墙体厚度370mm 砖墙（u 值为2.2），覆3cm 苯板（导热系数λ为0.03）u ２=1/((1/2.2)+0.03/0.03)=0.69根据结构参数可以算出Q 1A 1塑料薄膜面积720m 2，A 2墙体面积165m 2Q 1=（u 1×A 1+u 2×A 2）（t 内-t 外）=（1.115×720+0.69×165）×（10-（-20））=27.5KW2渗透热损失Q 2Q 2=0.5k 风速VN （t 内-t 外）（3）式中：Q 2：渗透热损失V ：温室空气体积N ：每小时换气次数k 风速：风力因子温室空气体积V=S 侧面积×L 大棚长=26.1×60=1566m 3风力因子取值1.00，换气次数取值1.2根据式（3）计算：Q 2=0.5×1.00×1566×1.2×(10-(-20))=28.188KW3地面热损失Q 3Q 3=Σu i A i (t 内-t 外)（4）式中：Q 3：地面热损失u i ：第i 区地面传热系数A i ：第i 区面积本大棚10米宽，故只有1个区，u 取值0.24，地面面积600平方米。