(二)冷风渗透热损失
冬季,室外冷空气经常会通过镶嵌透光覆盖材料的缝隙、门窗缝隙,或由于开门、开窗而进入室内。这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所需的热量称为冷风渗透热损失。
Q2=Cpm(Tn-Tw)=CpNVγ/(Tn一Tw)
=0.00028kw.h/(kg?℃) ×1.25×(50m×15m×3m)×1.365×【16℃-(-12℃)】
=30.1kw
式中
Q2——温室冷风渗透热损失,W;
Cp——空气的定压比热,Cp=0.00028kW.h/(kg?℃);
m——冷风渗透进入温室的空气质量,kg;m=NVγ
N——温室与外界的空气交换率,亦称换气次数,以每小时的完全换气次数为单位;
V——温室内部体积,m3;
γ——空气的容重,kg/m3。
上式中N与V的乘积是以m3/h为单位的换气速率。不同结构温室的换气次数见表6.6。同温度下空气的容重如表6.7。
(三)地面传热热损失
温室地面的传热情况与墙、屋面有很大区别。室内空气直接传给地面的热量不能用Q=KAΔt来计算,因为土壤的厚度无法计算,向土壤深处传热位置的温度也是一个未知数,土壤各层的传热系数K就更难确定。
分析温室空气向土壤的传热温度场发现,加温期间温室地面温度稳定接近室内空气温度,温室中部向土壤深层的传热量很小,只有在靠近温室外墙地面的局部传热较大,而且越靠近外墙,温度场变化越大,传热量也越多,这部分热量主要是通过温室外墙传向室外,如图6.1。
由于上述温度场的变化比较复杂,要准确计算传热量是很困难的。为此,在工程上采用了简化计算方法,即假定传热系数法。
图6.2 地面靠近外墙温度分布假定传热系数的含义是:温室通过地面传出的热量等同于一个假定传热系数条件下,室内外空气温差通过地面面积传递的热量。依此概念,温室地面的散热量就可以采用与温室围护结构相同的公式来计算
Q3=∑KiFi(Tn一Tw)
=0.47×(48m×13m)×【16℃-(-12℃)】
=8211.8W=8.2KW
式中 Q3——通过温室地面的总传热量,W;
Ki——第i区的地面传热系数,W/(m2.K);
Fi——第i区的地面面积,m2;
Tn,Tw——分别为温室室内外采暖设计温度,℃。
鉴于外界气温对地面各段传热影响不同,地面传热系数也随之各异,靠近外墙的地面,由于热流经过的路程较短,热阻小,传热系数就大,而距外墙较远的地方传热系数就小。根据实验知道,在距外墙6m以内的地面,其传热量与距外墙的距离有较显著的关系,6m以外则几乎与距离无关。因此,在工程中一般采用近似计算,将距外墙8m以内的地段分为每2m宽为一地带,如图6.1。在地面无保温层的条件下,各带的传热系数如表6.8。
需要说明的是位于墙角第一个2m内的2m×2m面积的热流量是较强的(图中阴影地段), 应加倍计算。
如果温室采用半地下式,则上述地面的分段安图6.3执行,即将室外地坪以下的墙体作为地面,顺序推进。
(五)温室采暖热负荷
温室的采暖热负荷按下式计算:
Q=α1α2Ql+Q2+Q3
=1.04×1.08×127.7KW+30.1kw+8.2KW
=181.7kw
式中
Q——温室采暖热负荷,W;
α1——结构附加系数,按表6.4选取;
α2——风力附加系数,按表6.5选取;
Q1——温室的基本传热量,W;
Q2——温室的冷风渗透热负荷,W;
Q3——温室的地面传热量,W。
六、超低温空气源热泵的选型
结合欧麦朗热泵超低温型机组,在环境温度-7度时制热量为:43.8kw,输入功率为18.6KW;现在按照冬天-7℃的时间段来选取空气源热泵机组,故选取:181.7KW÷43.8KW=4.15台
根据以上综合计算,当地冬季最冷气温可达-13℃左右,故选取5台欧麦朗超低温空气源热泵机组能以满足环境温度-13℃时花卉大棚采暖的需求.
温室大棚采暖系统与供暖方式
温室采暖就是选择适当的供热设备以满足温室采暖负荷要求。在计算求得温室采暖耗热量后,选择什么样的采暖方式是采暖设计中第二个需要解决的问题。末端采暖系统一般由热源、室内散热设备和热媒输送系统组成。目前用于温室的采暖方式主要有热水采暖、蒸汽采暖、热风采暖、电热采暖和辐射采暖等。实际应用中应根据温室建设当地的气候特点、栽植类型、温室的采暖负荷、当地燃料的供应情况和投资与管理水平等因素综合考虑选定。
目前超低温空气源热泵供暖末端采暖方式也开始多样化:
1、地板辐射供暖,2、风机盘管供暖,3、散热片供暖。
1、地板辐射采暖原理:通过埋设于地板下的加热管,把地板的表面温度加热,通过均匀地向室内辐射热量达到采暖效果。适用居所:新建住宅小区,不具备集中供热条件或分散的别墅住宅,精装修公寓。
2、风机盘管供暖原理:通过出风口提供热源供暖。适用居所:多联机系统适用于层高较低,对各个房间要求精确温控的场合;冷热水系统适用于建筑层高不太高,对各个房间要求独立温控的场合;风管系统适用于各空调区使用时间相对集中、温度要求差别不大的场合。
3、散热片供暖原理:以集中供暖为热源的方式。适用居所:普通住宅小区,有集中供暖条件的住宅。
根据上述三种方式供暖末端采暖并结合客户实际情况,考虑种植品种不适宜于过高的风速环境中生长,所以供暖末端不宜采用风机盘管。地板辐射供暖虽效果较为理想,但地埋管严禁重压和在地面上钉尖锐的东西且花卉大棚结构安装限制故不采用地板辐射。散热片供暖的散热属于缓慢的自然循环,适合于该大棚种植品种生成和大棚结构的安装,欧麦朗公司建议该花卉大棚供暖末端使用散热片供暖方式解决。