第三章设施热环境及其调控

第一节设施热环境特征

一、设施温度变化特征

1.温室效应：

设施内的主要热量来源为太阳辐射，一般设施覆盖材料对太阳短波辐射的透过率比较高，而对地面长波辐射的透过率低，因此设施内白天能接受大量的太阳辐射进入被地面或作物吸收，而地面和作物发射的长波辐射却很少能向设施外投射出去，因此设施能将太阳能转化为热能并蓄积在室内，使温室内气温升高，这种现象称为温室效应。第三章设施热环境及其调控2.设施内温度的空间分布

设施内温度的空间分布是不均匀的，受到太阳辐射的不均匀性、采暖系统和降温系统的设备布置位置和室外气象等多种因素的影响。一般白天温室上部温度高于下部，中部高于四周，日光温室夜间北侧高于南侧

保护设施面积越小，低温区比例越大，分布也越不均匀。

设施加热系统的布置会影响温度的空间分布，散热器附近温度高于其他区域。

温室内番茄叶温与周围气温的差异（单位：℃）3.设施内温度的变化特征（1）气温的季节变化：

北方地区，保护地设施内气温存在着明显的四季变化。

按照气象学以季平均气温≤10℃、旬平均最高气温≤17℃、旬平均最低气温≥4℃作为冬季指标；以季平均气温≥22℃、旬平均最高气温≥28℃、旬平均最低气温≥15℃作为夏季指标，则日光温室内的冬季天数可比露地缩短3-5个月，夏天延长2-3个月，春秋季也可延长20-30天；而大棚冬季只比露地缩短50天左右，春秋只比露地增加20天左右。（2）气温的日变化：冬季和春季不加温温室最高与最低气温出现的时间略迟于露地，但室内日温差要显著大于露地。无加温温室内温度的日变化

θi:室内气温θ0:室外气温（3）设施内“逆温”现象

通常温室内温度都高于外界，但在无多重覆盖的塑料拱棚或玻璃温室中，日落后的降温速度往往比露地快，如再遇冷空气入侵，特别是有较大北风后的第一个晴朗微风夜晚，温室大棚夜晚通过覆盖物向外辐射放热更加剧烈。同时室内得不到热量补充，常常出现温室内气温反而低于室外1-2℃的逆温现象。

逆温现象一般出现在凌晨，10月至翌年3月都有可能出现，其中尤以春季逆温的危害最大。大棚出现逆温的原因：1、在晴朗的白天，棚内温度迅速升高，到了夜间又通过覆盖物以长波方式向外辐射放热；2、植株叶面的温度比气温高，也会产生热辐射。3、棚室夜间保温措施做的不够好，导致热量快速向外散出。

防治逆温现象的措施：1、高畦栽培，覆盖地膜。

对于冬季移栽的番茄、茄子、辣椒等幼苗，栽前应将棚内的土壤起垄并培成高畦，然后覆盖地膜。这样做既可降低地下水位，减缓晚间热量的散失，又可保温、保墒。需要注意的是，地膜四周一定要盖严，以防冷空气侵入。2、棚内套棚，多层覆盖。

蔬菜幼苗移栽成活后，要在大棚内增设拱棚，进行多层覆盖，这样做能够有效地提高棚内温度。3、增设门帘，加盖纺织物。

大棚的大门由于经常开启，影响了保温效果，所以要在大门外用草帘或旧膜等做成门帘，防止冷空气进入。另外，还可以在大棚的四周围上草苫等草类纺织物，减少棚内的热能向外辐射。二、设施内温度变化的影响因素

设施是一个半封闭的系统，它的气温变化随时受到室内外诸多因素的影响。

室外因素：室外空气温度、湿度、太阳辐射强度、风速、风向等；

室内因素：采暖系统、照明及其他设备的散热，作物及土壤散热、散湿等。在多因素的作用下，温室内的空气始终保持着动态平衡，当吸热总量大于散热总量时，温度升高，使得散热总量与吸热总量趋于相同，从而在较高的温度水平上维持热平衡，反之亦然。这种动态平衡叫“热平衡”。地中传热Qs太阳辐射吸收反射通风Qv2蒸腾蒸发Qvl长波辐射Qi加温热量Qr对流传热Qc太阳热Qg设备发热Qm光合Qp呼吸Qb温室的热平衡方程Qg+Qm+Qr+Qb=Qc+Qs+Qv+Qi+Qp+Qf≈0≈0≈0温室的热平衡室内反射Qf1.设施内地温的变化特点

设施内白天气温一般高于地温，而夜间地温一般高于气温，地温比较稳定，变化滞后于气温。

日最高地温出现在14时左右。随着土层深度的增加，日最高地温出现的时间逐渐延后距地表5cm深处的日最高地温出现在15时左右距地表10cm深处的日最高地温出现在17时左右距地表20cm深处的日最高地温出现在18时左右距地表20cm以下深层土壤温度的日变化很小

作物栽培区，由于有作物的遮荫作用，地温相对较低，

日照不足的地区，冬季和早春季节温室地温一般偏低，这也是一些情况下温室内要设置地下加热系统的原因之一。

2.地表附近温度及其变化

地表附近温度随地理纬度、海拔高度、地形以及时间的不同有很大差异。

纬度增加，太阳辐射量降低，因而地表温度降低，一般纬度增加1°，平均温度降低0.5℃-0.9℃（1月份为0.7℃，6月份为0.3℃）

海拔升高，太阳辐射增强，但大气层变薄，大气逆辐射下降，因而温度下降，海拔每升高100m，气温下降0.5℃左右。

南坡接受太阳辐射量大，温度比北坡高，坡向气温差异随海拔高度的升高而减小。

温度的时间变化非常显著，存在着温度年较差和温度日较差。

温度年较差是反映温度季节性变化的指标，指一年中最热月和最冷月平均温度的差值，一般纬度越低，年较差越小，海洋性气候区温度年较差较小。我国大部分地区属于亚热带和温带地区，四季分明，一般春季气温10℃-22℃，夏季平均气温高于22℃，冬季平均气温低于10℃。

气温日较差是气温在一天中最高与最低值之差，它表明气温在一天中的变化幅度。气温一般中午最高，日出前降到最低。一般纬度越高，日较差小；夏季日较差大，冬季小；晴天大，阴天小；海拔越高，日较差越小。(1)贯流放热：通过覆盖材料或围护材料以热传导的方式向外的散热。这种贯流传热是几种传热方式同时发生的，它的传热过程主要分为三个过程：3.温室热支出的各种途径温室的内表面A吸收了从其他方面来的辐射热和空气中来的对流热，在覆盖物内表面A与外表面B之间形成温差；通过传导方式，将上述A面的热量传递至B面；B面又以对流辐射的方式将热量传递至外界空气之中。热贯流传热模式非透明平壁的传热透明平壁的传热辐射辐射对流对流导热辐射对流导热辐射辐射对流关于贯流放热（非透明平壁）贯流传热的表达方程式为：

Qt=Aw

·

ht

·

(tr

-to)其中Qt——贯流传热量，kJ/h

tr

——室内气温，℃；

to

——室外气温，℃；

Aw——温室覆盖层表面积，m2；

ht——传热系数，或热贯流率，kJ/(m2·h·℃)。

热贯流率与材料性质有关，热贯流率越小的材料保温性越好。覆盖材料热贯流率

W/(m2∙℃)覆盖材料热贯流率

W/(m2∙℃)单层玻璃6.4单层聚乙烯(PE)薄膜6.8双层玻璃4.0单层聚乙烯(PE)保温膜6.6单层聚碳酸酯(PC)板6.3双层聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)双层中空板4.2单层聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)双层中空板4.0单层聚氯乙烯(PVC)保温膜6.510mm聚碳酸酯(PC)双层中空板3.6双层聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)双层中空板3.3单层乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三层中空板3.3双层乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三层中空板2.9单层乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜6.6单层玻璃纤维增强聚酯(FRP)板6.3双层乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜4.2单层玻璃纤维增强丙烯(FRA)板6.3双层充气聚乙烯(PE)膜4.3单层丙烯树脂(有机玻璃MMA)板6.3双层充气聚氯乙烯(PVC)膜4.1单层聚酯(PET)片材6.3双层充气乙烯-醋酸乙烯(EVA)复合膜4.2单层乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3双层充气乙烯-醋酸乙烯(PO)复合膜4.1透明材料主围护覆盖层单独使用时的热贯流率

(2)通风换气放热：包括由设施的自然通风或强制通风、建筑材料裂缝、覆盖物破损、门窗缝隙等渠道进行的热量散失。温室内通风换气热量损失量包括显热失热和潜热失热。显热失热的表达式为：Qv=R·V·F(tr-t0)

式中tr——室内气温，℃；

t0——室外气温，℃；

F——空气定压质量比热容，1.3kJ/(m2

·h·℃)；

R——每小时换气次数；

V——设施的体积或容积，m3。

换气失热量与换气次数有关，因此缝隙大小不同，其传热差异很大，下表是设施在密闭不透风时，仅因结构不严引起的每小时的换气次数。每小时换气次数（密闭时）

换气失热量还与室外风速有关，风速增大时换气量增大，所以应注意防风。由于通风时必有一部分水汽流向室外，所以通风换气有潜热失热。

保护地类型覆盖形式R（次/h）玻璃温室单层1.5玻璃温室双层1.0塑料大棚单层2.0塑料大棚双层1.1(3)土壤传导失热：包括土壤的上下层之间及土壤的横向热传递，土壤垂直方向上的传导失热，可用土壤传热方程表示:式中ti、to——室内与室外气温，℃；

Asj

——温室地面各分区面积，m2；Ksj——地面各分区传热系数，W/(m2·℃)。

10m

10m

Ksj=0.24

Ksj=0.12

Ksj=0.06

日光温室内热的收支平衡示意图一、作物的生理三基点温度

温度是园艺作物设施栽培的首要环境条件，它影响作物体内的一切生理变化，每一种作物的生长发育，对温度都有一定的要求，都有温度“三基点”，即最低温度、最适温度、最高温度。最适温度下，作物生长发育迅速最低和最高温度下，作物停止生长，但能存活最低和最高温度外，作物就会受到危害甚至死亡。第二节温度的生物学效应

作物的基点温度与其原产地密切相关，原产热带的作物，开始生长的基点温度为18℃；原产温带的一般在10℃开始生长；原产亚热带的一般15~16℃开始生长。根据作物对温度的不同要求，可以将作物分为：

—耐寒性作物；

—半耐寒性作物；

—不耐寒性作物。不同的蔬菜种类对温度要求类别适温（℃）最高（℃）最低（℃）蔬菜举例耐寒的多年生宿根蔬菜20～3035-10黄花菜、石刁柏、茭白等耐寒蔬菜15～2030-5菠菜、大葱、大蒜等半耐寒蔬菜17～2030-2根菜类、白菜类、蚕豆、豌豆、莴苣、洋葱等喜温蔬菜20～303510茄果类、黄瓜、菜豆耐热蔬菜25～354015冬瓜、南瓜、西瓜、豇豆等（1）不同作物、生长期对环境温度的要求：

叶菜类较耐低温，果菜类不耐低温；

种子发芽阶段最适温度较高，幼苗阶段最适温度较发芽阶段低，开花结果阶段要求温度较高。（2）地温对作物的影响

大多数作物以根区温度17~23℃时生长旺盛，最适地温范围为15~20℃。地温对作物生长发育的影响表现在影响作物对水分和养分的吸收等上面。

地温偏低：增加水的粘滞性和降低作物根系细胞膜的透性，影响根系对水的吸收，从而影响作物叶片的气孔阻力，限制植物的光合作用。地温偏低直接影响微生物的活动：如干扰细菌的固氮、氮素转换活动。间接影响作物对土壤养分的吸收和利用。地温影响土传病害的繁殖：地温高，根系呼吸作用加强，造成根系衰老，易发生番茄、茄子的青枯病、凋萎病；地温低易发生番茄的根腐病。

二、作物的温周期现象

自然界的温度有昼夜周期变化，作物由于白天制造的养料积累后，供给夜间细胞伸长和新细胞的形成。所以作物一般在夜间生长比较快，这种因温度的昼夜变化影响到作物生长反应的情况叫温周期现象。温度的节律性变化对作物的生长发育是不可缺少的，对作物发芽、生长、开花、结果、产量及品质均起着重要作用。(1)温周期促进种子萌发对大多数作物，在周期性的变温作用下种子发芽率提高，主要原因是降温作用能增加氧在细胞中的溶解度，改善萌芽透气性，温度交替变化可提高细胞的透性。(2)温周期影响果菜的花芽分化

花芽分化和结实要求夜温比日温低一些，如果夜温高，则花芽分化延迟，花也容易脱落。(3)不同作物对温周期的要求不一样

通常热带植物昼夜温差应在3-6℃；温带植物5-7℃；而沙漠植物则要相差10℃以上。1、温周期对作物的影响(4)温周期影响作物品质白天较高温度有利于作物光合作用，而较低夜温可以抑制呼吸作用，减少贮藏物质的消耗，并有利于同化物质的输送。同时低温还可以降低分解酶的活性，有利于同化产物的贮藏。

如新疆、甘肃等地由于昼夜温差较大，西瓜、甜瓜含糖量高，品质优良，是我国著名的西、甜瓜生产基地；而“砀山酥梨”在黄河故道地区可溶性固形物仅10％-12％，在陕北黄土高原则高达15％。(5)温周期有其适宜范围昼夜温差有一定的范围，但夜温不能过低，因作物在夜间仍进行生长，不断的吸收水分和养分，并交流来自叶片的同化产物及其它代谢物质。

大多数作物以8℃为宜，如果温差过大，无论白天温度过高或者晚上温度过低都不利于作物生长。三、极端温度的危害高温1.当植物所处的环境温度超过其正常生长发育所需温度的上限时，引起蒸腾作用加强，水分平衡失调，发生萎蔫或永久萎蔫。2.植物光合作用下降而呼吸作用增强，同化物积累减少。3.高温妨碍花粉的发芽与花粉管的伸长，导致落花落果。气温过高常导致冬瓜、南瓜、西瓜、番茄、甜椒等果实发生“日伤”现象，也会使苹果、番茄等果实着色不良，果肉松绵，成熟提前，贮藏性能降低；4.土壤高温首先影响根系生长，进而影响整株的正常生长发育。一般土壤高温造成根系木栓化速度加快，根系有效吸收面积大幅度降低，根系正常代谢活动减缓，甚至停止。低温低温对园艺植物的影响有冷害与冻害之分。1.冷害是指植物在零度以上的低温下受到伤害。起源于热带的喜温植物，如黄瓜、番茄、香石竹、天竺葵类等在10℃以下温度时，就会受到冷害。近年来，各地相继发展的日光温室在北方冬春连续阴雨或阴雪天气夜间最低温常在6～8℃，导致黄瓜、番茄等喜温园艺植物大幅度减产，甚至绝收，成为设施栽培中亟待解决的问题。2.冻害则是温度下降到零度(℃)以下，植物体内水分结冰产生的伤害。防止低温和高温伤害的措施低温利用温床、温室、及塑料薄膜覆盖或施用有机肥以提高温度；在幼苗时期进行抗寒锻炼，增强植物本身抗寒能力。高温搭棚遮荫，与喜温的高杆作物间作套种，适当灌水。

与露地相比，设施光、温、水、气等环境因子中控制手段最完善的是温度环境的控制，园艺设施内的温度调节与控制内容包括：

①设施温度管理

②设施保温；

③设施加温；

④设施降温

第三节设施热环境的调节技术与设备设施通风工程设施降温工程一、温度管理

各种作物以及同一种作物在不同的生长发育阶段对温度的要求不同，因此应该根据作物的实际需要制定温度管理制度，目前比较经济有效，推广应用较为成熟的是变温管理方法。作物生理活动中心随光照的变化而转移，根据作物生理活动中心将1天划分为若干时段，分段控制温度以促进同化产物的制造、分配和积累的温度管理方法叫变温管理。

二、设施保温

采用保温措施可以有效的减少设施内热损失，提高温室温度，节约能源。主要的手段有：1.采用多层覆盖，减少贯流放热

（保温覆盖材料、设置保温幕）不加温温室多层覆盖室内外温差(1)关于覆盖材料保温性

聚乙烯(PE)膜乙烯-醋酸乙烯（EVA、PO）复合膜聚氯乙烯（PVC）膜玻璃聚酯（PET）膜（片材）氟素（ETFE）膜（片材）中空聚碳酸酯（PC）板材

（比单层覆盖节能30%以上）保温性提高方向聚乙烯膜可以透过大量7～14μm红外线⑵保温幕（多层覆盖）的采用

节能率20%～45%红外反射材料——缀铝膜保温幕

2.增大温室透光率

正确选择温室建造方位，屋面进行经常性清洁，尽量争取获得最大透光率，使室内土壤积累更多热能。3.增大保温比

设施土地面积与保温面的表面积之比为保温比，保护设施越大，保温比越小，保温效果越差；反之保温比越大，保温效果越好。4.设置防寒沟

(距地表20cm以下深层土壤温度的日变化很小)通常防寒沟宽30cm，深50cm，沟内填充稻壳、蒿草等导热率低的材料，以切断室内土壤与外界的联系，减少地中土壤热量横向散出，可使室内5cm地温提高4℃左右。三、设施加温

在寒冷的季节，受外界环境的影响，设施内温度降低到作物的最低温度甚至生物学零度以下，此时就要采取加温措施维持作物正常生长所需的温度。设施温度加热包括：1.空气加温：空气加温主要有热水供暖系统和热风供暖系

统，热水供暖系统热稳定性好；此外，设施

空气加热还有室内直接燃烧方式。2.土壤加温：温室土壤加热多为热水加热或电加热，一些简

易的设施中采用酿热加温。

①

热水式采暖系统

以热水为热媒的采暖系统，由提供热源的锅炉、热水输送管道、循环水泵、散热器以及各种控制和调节阀门等组成。热水采暖系统运行稳定可靠，是目前最常用的采暖方式。其优点是温室内温度稳定、均匀、系统热惰性大，节能；温室采暖系统发生紧急故障，临时停止供暖时，2h不会对作物造成大的影响。其缺点是系统复杂，设备多，造价高，设备一次性投资较大。系统组成：热水锅炉→输送管道→散热设备及附属设备特点：水热容量大，热稳定性好，室内温度波动小，停机后保温性强；配置复杂、设备费用高；预热时间长适用范围：大型温室、有较长期和大量供热需求的温室圆翼型散热器（铸铁、钢）散热量一般300～700W/m热水采暖系统的设备热水采暖系统的工作过程为：用锅炉将锅炉内水加热，通过循环泵将锅炉加热的热水通过供热管道送到温室或大棚中，并均匀地分配给室内设置的每组散热器，通过散热器来加热室内的空气，提高温室的温度，冷却了的热水回到锅炉再重新被加热。布置该种系统管路时，可根据温室、大棚的实际情况来布置管路。例如在日光温室中，拱角部分散热量较大，可将系统回水管道布置在拱角部位，以弥补热量散失，提高温室内空气温度的均匀性。热水采暖系统工作原理加热锅炉出口散热器高温水高温空气低温空气低温水设施

②

热风式采暖系统

有热风机和热风炉之分。热风机通过热交换将加热空气送入温室提高室温的加热方式，该系统由热源、空气换热器、风机和送风管道组成。热风炉是直接燃烧加热空气，没有空气换热器。热风机采暖系统：优点是：温度分布比较均匀，易于实现温度调节，设备投资少。缺点是：运行费用和耗能量要高于热水采暖系统。当温室较长时，风机一侧送风压力不够，可能送不到另一端，造成温度分布不均匀。热风采暖设备（热风炉或暖风机）热源：燃煤、燃油、燃气、电能、热水、蒸汽特点：供热系统简单，配置安装灵活、简便，设备费用较低；系统预热时间短，升温快；温度稳定性差，停机后温度降低快。适用范围：小型温室或供热需求较小的温室，或用于大型温室辅助加温，尤其适用于短期临时加温。热风温度：30℃～60℃送风量：每m2温室面积送风量27～36m3/h对于热风采暖系统，为了使温室内温度分布均匀，要求送机将热风均匀地分布在室内空间，即要求均匀送风，才能够保证其送风效果。保证均匀送风的条件：首先要保证各侧孔流出风量相等，同时使出口气流尽量垂直于管道的侧壁。目前温室内均匀送风管道均采用等截面的塑料风管；风管侧壁开孔。通过开孔间距的变化来实现均匀送风。关于均匀送风的计算可参见有关设计手册。

热风机采暖系统的工作过程为：由热源提供的热水通入空气换热器，室内空气用风机强迫流过空气换热器，吸收热水放出热量，被加热后进入温室，如此不断循环就加热了整个温室的空气。为了保证室内空气温度的均匀性，通常将风机压出的热空气送入通风管，通风管由开孔的聚乙烯薄膜制成，沿温室长度布置，此种风管重量轻，布置灵活，易于安装并且不会产生太强的遮荫。③电热采暖系统

利用电流通过电阻大的导体将电能转变为热能进行空气或者土壤加温的加温方式。主要为电加热线，有空气加热线和地加热线两种，加热线的长度是采暖设计的主要参数，一般电热温床的经验值是100W/m2。优点：不受季节、地区限制，可根据种植作物的要求和天气条件控制加温的强度和加温时间，升温快、温度分布均匀、稳定、操作灵便等。缺点：耗电量大、运行费用高。电加热线示意图

常见的加温方式有热水采暖、热风采暖、电热采暖、辐射采暖等多种方式，其加温效果、设备费用、运行费用具有很大差异。热水采暖的效果最稳定，但一次性投资大，适用于大型温室的供暖；热风采暖的一次性投资大约只有热水采暖的1/5，但运行费用较高，适用于各种类型的塑料棚；电热采暖的热效率较高，但耗电多，主要适用于苗床的育苗；辐射采暖是利用液化石油气燃烧取暖的方式，耗气较多，仅适用于临时辅助采暖。常见的加温方式及特点2.采暖设计与计算

①采暖的目的与设计要求采暖设备的容量应保持设施内的设定温度（地温及气温）。设施内空间温度分布应均匀，时间变化应平稳，因此要求采暖设备配置合理，调节能力高。遮荫少、占地少，便于栽培作业操作。设备投资少，加温费用低。②采暖设计的基本程序首先要根据设施的结构、地理位置等因素进行最大采暖负荷的计算；其次，依据设施所在地及用途等具体条件确定采暖所用热媒；最后根据最大采暖负荷及采暖方式进行散热设备、管道及锅炉容量计算等。最大采暖负荷：栽培期的最冷季节里，保持作物正常生育所需补充的热量。Qg=[Ag

(qt+qv)+As·qs]·fw式中 Ag——温室全覆盖表面积，m2；

As——温室地面面积，m2；

qt

——单位面积的贯流热量；

qv——单位面积的换气传热量；qs——单位面积的地中传热量；

fw——风速校正系数（强风地区单层覆盖温室的

fw=1.1）单位面积贯流传热的表达方程式为：

Qt=ht

·

(tr

-to)·（1-fr）其中tr

——室内气温，℃；

to

——室外气温，℃；

ht——传热系数，或热贯流率，kJ/(m2·h·℃)。单位面积换气传热的表达方程式为：

Qv=hv

·

(tr

-to)其中tr

——室内气温，℃；

to

——室外气温，℃；

ht——换气传热系数，kJ/(m2·h·℃)。单位面积土壤传热的表达方程式为：

a.冬季室内温度tr确定在影响作物生长、发育的环境条件中，温度是一个重要因素。由于作物生长发育本身是一个相当复杂的过程，而且存在许多不可避免的随机因素或未知因子。这些将会导致生理过程发生波动，使作物生长发育的适宜温度具有一定变化范围，即适宜温度范围。作物各自都有最低温度、最适温度和最高温度“三基点温度”，在最适温度条件下，当其它环境条件得到满足时，作物干物质积累速度最快，作物生长发育迅速而良好，冬季室内计算温度即由此而定。

蔬菜的温度指标花卉的温度指标

b.冬季室外温度to计算冬季室外计算温度to如何确定，对采暖系统设计有很关键性的影响。如采用过低的to值，使采暖系统造价增加；如采用值过高，则不能保证采暖效果。由于温室、大棚结构的特殊性，to值亦不能简单地套用工业与民用建筑中供暖室外计算温度。

设施室外设计温度

c.传热系数、围护结构面积F、热节省率fr。d.冷风渗透耗热量Q2=0.00028NVe.贯流热量计算、换气传热量的计算、地中传热的计算例题：北京地区某10连栋拱形屋面塑料温室，屋面角为30°，单跨跨度8m，南北方向共9个开间，柱距为4m，天沟高度2.2m，屋脊高度5.2m。屋面及四周全部采用双层充气膜覆盖，夜间室内上部覆盖缀铝膜保温幕（50%铝膜，50%透明膜）。室内种植喜温蔬菜，冬季夜间室外计算气温为-12℃，要求夜间室内气温不低于15℃，试计算温室的冬季采暖热负荷及单位面积的采暖热负荷，其中经过覆盖材料的传热、地中传热及冷风渗透损失的热量各占多少比例。若采用热水采暖，每m散热量600W，计算所需圆翼型散热器配置数量。8m2.2m5.2m9×4m30°（1）热水锅炉的分类：①层燃炉：燃料被层铺在炉排上进行燃烧的炉子，也叫火床炉。3.采暖装置②室燃炉：燃料随空气流喷入炉室呈悬浮状燃烧的炉子。③沸腾炉：燃料在炉室中被由下而上送入的空气流托起，并上下翻腾而燃烧的炉子，可有效利用劣质燃料。（2）热水锅炉的型号识别锅炉型号+燃烧方式号+蒸发量（t/h）—出口压力（Mpa）/出口温度—燃料种类号+设计次序DZP20—4/240—W

单锅筒纵置式抛煤机锅炉，蒸发量为20t/h，出口蒸汽压为4MPa，出口蒸汽温度为240℃，使用无烟煤，按原型设计建造。（3）散热器的类型及选择计算散热器是热水采暖系统中重要的散热设备。光管散热器：由钢管制成，沿温室四周和中柱偶数布置。优点：供回水管同一位置，散热均匀；四周布置可有效增温，提高温室内部温度。缺点：遮光较严重光管散热器散热量Q（即为温室最大设计负荷）可按下式计算

Q=A·KΔt·L

式中，Q：最大设计热负荷，W；

A：每米长光管的表面积，m2

；

K：管道的传热系数，W/m2℃;Δt：管道内热媒平均温度与室内温度之差，℃；

L：所需光管长度，m。每米长管道表面积

表中所列为温室常用管径的外表面积，其它规格管外表面积，可查有关设计手册。不保温管道的传热系数k(w/m2℃)每米长管道表面积2．铸铁柱型散热器柱型散热器是呈柱状的单片散热器，每片各有几个中空的立柱相互连通。根据散热面积的需要，可把每个单片组装在一起形成一组散热器。柱型散热器根据立柱的多少主要可分为一柱、二柱和四柱三种型式。根据落地或挂墙安装方式，分为带脚和不带脚的两种式型。选择该种散热器时，可根据最大设计热负荷所选择的某种型号散热器单片散热量，计算出所需的片数铸铁圆翼型散热器一根内径75mm的管子，外面带有许多圆形肋片的铸件。管子两端配置法兰，可将数根组成平行叠置的散热器组。管子长度为750mm和1000mm两种。热浸镀锌钢制圆翼型散热器该类散热器是在钢管外绕环状镀锌翼片，经过胀管后，减小翼片和钢管外壁的热阻。此类散热器质轻、传热系数高。但其使用寿命较铸铁散热器短。在选择温室内散热设备时，由于温室内相对湿度较大，最好选择铸铁型散热器，其使用寿命较长。四、温室降温工程仅依靠通风、空气无降温处理时温室控温能力较低控温最大限度:室外气温＋1～2℃

我国绝大部分地区，夏季室外气温较长时期高于30℃，且太阳辐射强烈，单纯依靠通风，要将温室内气温控制在大多数作物适宜的气温上限（30℃）以下是不可能的。必须采取通风以外的降温措施。二个方面的降温措施：①对进入温室的空气进行降温处理②遮阳1.人工降温的方式①机械制冷（利用压缩制冷设备制冷）制冷量大，降温能力强，不受外界条件限制；制冷的同时可除湿；设备投资费用与运行费用高。②冷水降温（低温冷水吸收空气中的热量）降温效果取决于冷水温度和水在屋面的流动情况；冷水温度在露点温度以下时，可除湿；需低温水源，耗水量大；水垢清洗困难；系统简单，价格低廉。③蒸发降温（水在空气中蒸发，从空气中吸收热量，降低空气温度）降温效果显著，耗水量小。比较：冷水降温——冷水温度12℃，吸热后升到22℃，温升10℃，消耗每kg冷水所吸收的热量为41.8kJ

蒸发降温——每kg水蒸发所能吸收的热量为2442kJ消耗每kg水从空气中吸收的热量，蒸发降温为冷水降温的58倍。或在吸收相同热量的情况下，蒸发降温的耗水量仅为冷水降温的1/58④遮阳降温

设备简单，建设成本低，约为机械制冷降温的七分之一；运行费用低（约为机械制冷降温的十分之一）；缺点：降温的同时，会增加空气的湿度；降温效果受气候条件影响，在湿度较大的天气下不能获得好的降温效果。蒸发降温技术与设备已在农业设施中广为采用干球湿球温度