发布时间 : 星期日 文章作业题(农业设施的采暖)更新完毕开始阅读
第二章 农业设施的采暖
1.农业设施中采用的采暖方式有哪些？各有何特点？各适用于什么情况下？ 2.简述热水采暖、热风采暖和辐射采暖的优缺点以及适用范围。
答：（按采暖设备分类）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 （一般用于育雏和育苗） ⑥火炉采暖（可以产生二氧化碳，供热温度不均匀和人工比较大）
热水采暖：以热水为热媒的采暖系统
采用60～80℃热水，通过室内散热器自然放热；
水热惰性大，热稳定性和均匀性好，室内温度波动小，停机后保温性强； 须采用配管和散热器及循环动力，设备费用较高，一次性投入较多 ，运行热损失较小，较为经济；
预热时间较长；
适用于大型温室和畜禽舍，国内采用最多
蒸汽采暖：采用100～110℃蒸汽，室内散热器自然放热；
供热温度高，散热器表面散热强度大，可减少散热器使用的数量，一次性投资少； 各散热器间高度差较大时，不会产生如热水采暖那样较大水静压力； 系统热惯性小，停机后保温性差；
对锅炉及系统要求高（耐高温高压、耐腐蚀、密封性好），散热器附近局部高温；
当畜禽舍或大型温室群建造在高差大的地形上时，为避免采用热水采暖系统时水静压力大的问题，可采用蒸汽采暖。实际采用很少。
热风采暖：是利用热源将空气加热到要求的温度，然后由风机将热空气送入采暖间。
采用强制对流热交换的方式加热空气；预热时间短，升温快；
不用配管和散热器，配置安装灵活、简便，设备费用较低；便于调节和自动控制；可以和冬季通风相结合而避免冬季冷风对动植物的危害； 温度稳定性差，停机后温度降低快；
为使热风在室内分布均匀，往往采用送风管道进行输送分配。
适用：小型畜禽舍、温室与塑料大棚，或用作大型畜禽舍和温室的辅助加温设施，
尤其适用于短期临时加温。
3.温室的热量收支项目都有哪些？如何进行计算？在不同情况下，得热和失热会有何不同？（考虑正常和冬季即可）
4.加温温室和不加温温室的热量收支与平衡有何不同？ 5.通过农业设施围护结构的传热量大小主要与哪些因素有关？
6.农业设施中的非透明覆盖材料与透明覆盖材料的传热方式有何不同，怎样分别确定其传热系数？
透明覆盖材料的传热方式 如下图，即部分辐射可以直接传到室外，不通过围护结构导热。
一
对流 辐射 导热 辐射 对流
辐射
7.如何计算温室的冬季采暖热负荷？
8.畜禽舍建筑的热量收支项目都有哪些？如何进行计算？ 9.如何计算畜禽舍的冬季采暖热负荷？
10.比较温室与畜禽舍冬季采暖热负荷的计算方法，有哪些主要的不同点？（蒸发显热量，温差修正系数和附加修正量）
11.农业设施的冬季采暖热负荷计算时，为何按稳态传热进行计算？哪些情况下，按稳态传热计算冬季采暖热负荷会有较大误差？
,在我国北方的冬季，室外温度的波动幅度远小于室内外的温差
。
对室内温度容许有一定的波动幅度，采用稳定传热过程计算（假定温室内外温度和其他传热
参数不随时间变化。）可以简化计算并能基本满足需求。
室外温度变化幅度较大的，对室内温度要求严格，温度波动幅度要求很小的建筑和房间采用不稳定传热原理。
12.农业设施的冬季采暖热负荷计算时，设施内的计算温度（温室：室内计算温度应取最大热负荷时所对应的植物生育适温：昼夜温差大取夜间植物适温，变温管理取中后半夜抑制呼吸作用的植物适温，昼夜温差小的取白天植物适温；畜禽舍：（经济性）略高于畜禽舍的下限温度。和设施外的计算温度如何确定？
13.计算农业设施冬季采暖热负荷时，地面传热的耗热量（地中传热量）如何计算？ 公式。
粗略计算法：按离外围护结构的远近对地面面积进行划分，不同面积取不同的传热系数，如图所示。
温室内热量通过靠近外墙的地面传到室外的路径短，热阻小，传热系数大，以此类推。
14.农业设施因通风（或冷风渗透）引起的热量损失大小与哪些因素有关？如何进行计算？
冬季为了减少温室通风热量的损失，往往采用密闭管理的方式，这个时候通风系统关闭，但由于围护结构不可避免的存在缝隙（密封程度）漏风，在风压（外界风速）
和热压（内外温度，内外温差）的作用下，实际上通过温室渗透的冷风实现了
不充分通风，这种情况下实际仍然存在的通风热量损失通常称为冷风渗透耗热量。
二
冷风渗透量（通风量）L?1nV m3/s 式中 n —— 温室的换气次数，0.5～43600次/h； V —— 温室的内部容积，m3。
W）Qvs?L?acp(ti?to) (计算公式类此，一般温室计算为密闭，通风散失即指冷风
渗透散失的热量。并且因室内湿度很高，产生的蒸发很小，只记显热损失。)
15.影响农业设施冬季采暖热负荷大小的因素主要有哪些？为减少农业设施的冬季加温能耗和生产运行成本，可以考虑采取哪些节能的措施？
温室的保温性能和采光性能；温室所处地区的室外温度，风速等气候条件；室内作物和畜禽的生长需求
减少地中传热量 （ 温室周边设置防寒沟）
减少通风或冷风渗透的热量损失 （ 加强密闭性）
加强温室围护覆盖的保温性（保温覆盖材料、设置保温幕） 提高加温设备的热转换和利用效率
有效利用新能源（可再生能源：太阳能、地热能、风能等） 有效利用工农业废弃物能源（垃圾、作物秸秆、沼气） 工业（热力发电厂）废热利用 温室运行中的优化管理
热负荷： 在室外气温to下，为维持要求的设施内气温ti，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
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 冬季 400W/m2 夏季 600W/m2
太阳辐射 150～300～
冬季 350～650W/m2 夏季 900～1000W/m2
夜晚：对于加温温室，来源于加热系统；对于不加温温室，来源于地面放热
三
对于日光温室而言，来源于墙面放热和地面放热
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
温室热平衡分析：(Qs+Qm（0）+Qh+Qr（0）)－(Qw+Qf+Qvs+Qvl+Qp（0）) = 0
Qs ： 温室内吸收的太阳辐射热量
Q?AsS?(1??) W （
s
S —— 室外水平面太阳总辐射照度，W/m2；
??—— 温室覆盖层太阳辐射透过率； ? —— 室内日照反射率，一般取为0.1
）
Qm Qr Qp ： 设备散发热量；作物、土壤等呼吸放热；温室内植物光合作用耗热量，
一般不计入
Qh：温室采暖系统热负荷
Qw 通过围护覆盖材料的传热量 Qw??KjAgj(ti?to) W℃；to —— 室外气温，℃；Ag j —— ti —— 室内气温，
（
温室覆盖层各部分面积，m2；Kj —— 各覆盖层的传热系数，W/(m2·℃)。
）
Qf ：地中传热量
j
Qf??KsjAsj(ti?to)j（
ti —— 室内气温，℃；to —— 室外气温，℃；As j —— 温室
地面各分区面积，m2；Ksj ——地面各分区传热系数，W/(m2·℃)
图参考畜禽舍）
通风散热：
Qvs：通风显热损失：
Qvs?L?acp(ti?to) W
（L — 通风量，m3/s； cp — 空气定压质量比热容，1030J/(kg·℃)；
??????????a — 空气密度，kg/m3； ?a ≈ 353/( ti+273) 或 ?a ≈ 353/( to+273)
Qvl ：通风潜热损失：
四