一、工程概况

根据客户提供信息：

1、该温室大棚属于花卉大棚位于河北省衡水市；采用的是玻璃结构温室大棚。

2、种植温室大棚大棚的尺寸为：长50m，宽15M，高3M，

3、现在拟采用西莱克超低温空气源热泵来完成花卉大棚冬季采暖工作。

二、种植温室大棚大棚设计参数依据:

        行业标准JB／T 10297--2001《温室加热系统设计规范》。

        如果没有特定种植品种的计划，采暖室内设计温度应该以喜温作物为设计对象。同样是喜温作物，蔬菜和花卉所要求的最低温度可能不同。典型的喜温蔬菜，如黄瓜和番茄，其最低生长发育温度在12——16℃，有些品种可能要求18℃，一般可将室内设计温度设定为15℃比较适宜。花卉品种对温度的要求范围较宽，从10～22℃不等，一般考虑应在15～18℃；本方案取16℃.

三、种植温室大棚大棚空气源热泵采暖的要求：

1、供暖系统要有足够的供热能力，能够在室外设计温度下保持室内所需要的温度，保证温室内植物的正常生长；

2、是采暖系统的一次性投资和日常运行费用要经济合理，保证正常生产能够盈利；

3、是要求温室内温度均匀，散热设备遮阳少，占用空间小，设备运行安全可靠。

四、在正常条件下温室大棚的热量计算因素：

(1)经过屋顶、地面、墙、门窗等围护结构传导和辐射出的热量

(2)加热经过门、窗、围护结构缝隙渗入空气所需的热量

(3)加热进入温室内冷物料所需要的热量

(4)由于温室内水分蒸发所消耗的热量

(5)通风耗热量

(6)作物生理生化转化交换的能量。

在正常条件下温室的得热量为：

(1)太阳辐射热量，设为Q1；

(2)人体、照明、设备运行的发热量，设为Q2；

(3)进入温室内热物体的散热量，设为Q3；

(4)加温系统的供热量，设为Q4。

五、种植温室大棚大棚围护结构传热计算

        通过温室围护结构的传热量包括基本传热量和附加传热量两部分。基本传热量是通过温室各部分围护结构(屋面、墙体等)由于室内外空气的温度差从室内传向室外的热量。附加传热量是由于温室结构材料、风力、气象条件等的不同，对基本传热量的修正。

(一)种植温室大棚大棚的尺寸为：长50m，宽15M，高3M，围护结构传热计算

    1．基本传热量  围护结构的基本传热量是根据稳定传热理论进行计算，即整个温室的基本传热量等于它的各个围护结构基本传热量的总和，即

    Q1＝∑qi＝∑KiFi(Tn-Tw)

      ＝4.0 W／(m2．K)×（50m ×15m+50m ×3m×2面+15m×3m×2面）×【16℃-（-12℃）】

      ＝127680W =127.7KW  

式中  Q1——通过温室所有围护结构的总传热量，包括屋面、墙面、门、窗等外围护结构的传热量，W；

Ki——温室围护结构(屋面、墙面、门、窗等)的传热系数，W／(m2．K)；

 Fi——温室围护结构(屋面、墙面、门、窗等)的传热面积，m2；

Tn，Tw——分别为温室室内外采暖设计温度，℃。

        对于单一材料的围护结构，材料的传热系数K可直接从有关手册查取。表6．3列出了温室围护常用透光覆盖材料传热系数。对特殊温室透光覆盖材料，应咨询生产厂家。

 (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6．7。同温度下空气的容重如表6．8。表6．7  不同结构温室设计换气次数

(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6．1  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6．2。在地面无保温层的条件下，各带的传热系数如表6．9。

        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。

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。