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当前位置: > 胜利案列 > 采暖行业
大棚采暖解决方案—氛围源热泵采暖
公布工夫:2015-11-02 16:38:00 点击:

一、工程概略

    凭据客户供应信息:

    某蔬菜温室大棚,少50m,宽15M,下3M,如今拟接纳超低温氛围源热泵来完成夏季大棚采暖事情。

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二、 设想参数

    该区域的天气特性属于大陆型中亚热带季风湿润气候,夏季最热气温可到达-15℃,最热月出如今1月,平均气温为 -17℃,云云雄厚的热量资本,为氛围源热泵装备供应了优越的事情前提。

三、体系运转情况:

    本工程的热水供给体系应知足以下几个方面的前提:

    气象条件(甘肃):

    夏季室外盘算相对湿度:55%

    冷水盘算温度(本地夏季月平均水温):10℃

    冷水盘算温度(本地夏日月平均水温):15℃

    夏季室外干球温度(本地最热月平均气温):-12℃

    夏季均匀风速2.6m/s

四、热负荷盘算和装备挑选:

   (1)采暖的目标取设想要求

    作物的生长发育要求正在肯定的温度条件下停止。正在我国北方地区,自暮秋至春季;为了使园艺设备内的气温、地温连结正在作物生长发育的相宜范围内,便必需停止增补加温——采暖。采暖设想应知足以下要求:

    1.采暖设备的容量应连结设备内的设定温度(地温及气温)。

    2.设备内空间温度散布应匀称,工夫转变应安稳,因而要求采暖设备设置公道,调治才能下。

    3.遮荫少、占地少,便于种植功课操纵。

    4.装备投资少,加温用度低。

  (2)设想的根基顺序

    采暖设想,起首要凭据设备的构造、地理位置等身分停止最大采暖负荷的盘算;其次,根据设备所在地及用处等详细前提肯定采暖所用热媒。最初凭据最大采暖负荷及采暖体式格局停止散热装备、管道及汽锅容量盘算等。

  (3)最大采暖负荷的盘算:最大采暖负荷是采暖设想的根基数据,其巨细间接影响到全部设备经济性。

  (4)能量均衡

    一个完好的能量均衡体系包孕太阳能及其经由过程掩盖质料的透射、透风换热、凉风渗出热丧失、取空中的热交换、作物心理生化能量的转换、长波辐射、工作人员和装备发生的热量和加热体系的供热等。但因为最大采暖负荷的计算是基于夏季清晨的特定时候,其中的很多身分皆能够不思索。正在此时,没有太阳辐射,透风体系不事情。因为加热期的空中温度稳固靠近室内的氛围温度,空中热交换很小,作物心理生化能量转换相对而言很微小;除采暖系统中照明或别的装备也均不运转。如许,最大采暖负荷便可简化为用以均衡设备经由过程围护结构的传热和凉风渗出两项热丧失的能量需求。

  (5)围护结构的传热耗热量

   1、温室或大棚经由过程其各个袒露的外面的传热耗热量可用下式盘算:

   q1=k•F•(tn-tW)(1-fr)(4―1―1)

     =4.8(W/m2•K)×(50m×3m×2+15m×3m×2+50×15)×【24-(-13)】×(1-0.4)

     =121478.4W=121.5KW

    式中q1——围护结构的传热耗热量,W;

         k——围护结构的传热系数,W/m2•℃;

         F——围护结构的面积,m2;

         tn——夏季室内盘算温度,℃;

         tw——夏季室外盘算温度,℃;

         fr——热节约率。

    2、全部设备的围护结构传热耗热量Q1即是它的围护结构各部分根基传热耗热量q1的总和。

    Q1=∑q1=∑kF(tn-tW)(1-fr)(4-1-2)

    凉风渗出耗热量按下式盘算

    Q2=0.00028NV(tn-tW)(4-1-3)

      =0.00028×1.25×(50m×15m×3m) ×【24-(-13)】 =29.1KW

    式中,N为温室取外界的氛围交流率,也称换气次数,以每小时的完整换气次数为单元;V为温室内部体积,m3。(N取V的乘积则是以m3/hr为单元的换气速度)。差别温室构造的换气次数睹表4-1-8

    3、总的耗热量为:q1+ Q2=121.5KW+29.1KW=150.6KW

    4、挑选塞上阳光牌超低温型氛围源热泵机组,正在环境温度-7度时制热量为:49kw,输入功率为23.7KW;如今根据冬季-7℃的时间段去拔取氛围源热泵机组,故拔取:150.6KW÷49KW=3.07台

    凭据以上综合盘算,拔取3台塞上阳光超低温氛围源热泵机组能知足环境温度-13℃时大棚采暖的需求.

  (6)设想根据阐明

    1.夏季室内盘算温度tn

    正在影响作物发展、发育的情况前提中,温度是一个主要身分。因为作物生长发育自己是一个相称庞大的历程,并且存在很多不可避免的随机身分或未知因子。这些将会致使心理过程发生颠簸,使作物生长发育的相宜温度具有肯定转变局限,即相宜温度局限。作物各自皆有最低温度、最适温度和最高温度“三基点温度”(表4-1-1,表4-1-2),正在最适温度条件下,当别的情况前提获得知足时,作物干物资积聚速度最快,作物生长发育敏捷而优越。夏季室内盘算温度即由此而定。

蔬菜品种

发展期间

对温度的要求(℃)

相宜温度

最高温度

最低温度

日间

夜间

黄  瓜

苗期

22±3

28

22

15

苗期到最先结瓜

24±4

33

22

15

结瓜期

26±4

38

24

15

茄  子

苗期

20±4

28

20

15

苗期到最先效果

22±4

30

20

15

效果期

26±4

34

24

12

番茄、辣椒

苗期

18±3

26

18

10

苗期到最先效果

22±3

28

20

10

效果期

22±4

30

22

6

北  瓜

苗期

20±3

26

22

12

苗期到最先结瓜

22±4

30

22

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结瓜期

24±4

34

22

10

菜  豆

结荚前

20±3

25

20

15

结荚期

22±4

30

22

12

菠  菜

 

16±4

25

14

2

白菜、芹菜、莴苣、茴香、蒿子杆

 

18±6

30

15

2


品种

滋生适温

生养适温

成花适温

备      注

种子抽芽(℃)

插木发根(℃)

日气温
(℃)

夜气温
(℃)

日气温
(℃)

夜气温
(℃)

蕙兰

 

 

18-26

20-25

 

15-18

花芽构成需15℃阁下,6-8周花蕾正在25℃-30℃可消蕾

仙客来

18-20

 

20-25

10-15
13-15

 

16-17

花蕾正在25℃以上即发生高温停滞。

 

18

18
17-18
18-21

16
17
 

17-20

16-20

 

郁金香

 

20-25

16-18

9-13

 

喷鼻石竹

 

16-18

18-25

9-14

 

 

夜温凌驾15℃,则切花品格下落。

蔷薇

 

13-20

21-26

12-18

 

 

 

玫瑰

20-22

20-22

20-25

18-20

13-15

 

铁炮百合

 

 

20-24

13-18

18-23

13-16

 

 

    2.夏季室外盘算温度tW

    夏季室外盘算温度tw怎样肯定,对采暖系统设想有很关键性的影响。如接纳过低的tw值,使采暖系统造价增添;如接纳值过高,则不克不及包管采暖结果。因为温室、大棚构造的特殊性,tw值亦不克不及简朴天套用产业取民用建筑中供暖室外盘算温度。

美国温室制造业协会(NGMA)的《温室设想尺度》中发起接纳美国加热、制冷、空调工程师学会(ASHRAE)手册或别的天气材料中的推荐数据。运用ASHRAE的手册时,一样平常与泛起概率为97.5%的夏季干球温度。

海内现在对夏季室外盘算温度的拔取没有统一标准,可按夏季空调室外盘算温度选定tw值,停止设备的围护结构耗热量盘算。夏季空调室外盘算温度可正在暖通设想手册中查出,但关于一些局域性气候带应凭据实际情况肯定景象参数。表4-1-3给出了我国北方地区重要城市的一些统计数据。 

  

天  名

温度(℃)

天  名

温度(℃)

哈尔滨

-29

北  京

-12

凶  林

-29

石家庄

-12

沈  阳

-21

天  津

-11

锦  州

-17

济  北

-10

乌鲁木齐

-26

连云港

-7

克拉玛依

-24

青  岛

-9

银  川

-18

缓  州

-8

兰  州

-13

郑  州

-7

西  安

-8

洛  阳

-8

呼和浩特

-21

太  本

-14

3.围护结构的传热系数k

    因为设备构造中有非透光质料,盘算时应分别停止盘算。表4-1-4列出了一些常见质料的传热系数k。关于一些新兴的特别质料,盘算时应征询生产厂家。

    鉴于温室支持构造的质料多为金属,正在运用k值盘算透光掩盖质料的热丧失时乘以一个构造系数,以思索包孕屋脊、窗框、屋檐、天沟和骨架等构造的影响。见表4-1-5。

质料称号

k值(W/m2-88850.com·K)

质料称号

k值(W/m2·K)

单层玻璃

6.4

墙体质料

 

双层玻璃

4.0

瓦楞水泥石棉板

6.5

保温玻璃

厂商供应

混凝土,100mm薄

4.4

单层塑料膜*

6.8

混凝土,200mm薄

3.3

双层充气塑料膜

4.0

混凝土块,100mm薄

3.6

单层玻璃上掩盖单层塑料膜

4.8

混凝土块,200mm薄

2.9

单层玻璃上掩盖双层塑料膜

3.4

保温板

厂商供应

FRP瓦楞板

6.8

内外面抹灰砖墙24砖墙

2.08

构造塑料板(夏季)**

 

内外面抹灰砖墙37砖墙

1.57

16mm薄

3.3

内外面抹灰砖墙49砖墙

1.27

8mm薄

3.7

 

 

6mm薄

4.1

 

 

    4.围护结构的面积F

    因为围护结构的传热耗热量是按差别质料离别盘算的,对每部分围护结构的传热面积也应当离别盘算。

耗热量盘算中面积可按各部分围护结构的多少尺寸停止盘算。

    5.热节约率fr

    对温室、大棚等设备,因为有透光的要求,其掩盖质料的传热系数一样平常皆很大,若不接纳肯定的步伐,单凭一层薄膜在大多数情况下是不克不及够正在设备内形成相宜作物发展的温度。对加温温室接纳多层掩盖后,可有效地削减热量经由过程通明掩盖质料的散失,使采暖负荷减小,其减小的比例称为保温掩盖的“热节约率”fr。保温掩盖的体式格局和质料差别,热节约率fr也不同,一样平常约为25~60%,见表4-1-6。

表4-1-6  保温掩盖的热节约率(fr)

保温要领

保温掩盖质料

热节约率

玻璃温室

塑料大棚

双层流动掩盖

玻璃、聚氯乙烯薄膜
聚乙烯薄膜

0.40
0.35

0.45
0.40

一层保温幕

聚乙烯薄膜
散氯丙烯薄膜
不织布
混铝薄膜
镀铝薄膜、铝箔聚乙烯层膜

0.30
0.35
0.25
0.40
0.50

0.35
0.40
0.30
0.45
0.55

两层保温幕

两层聚乙烯薄膜
聚乙烯薄膜+镀铝薄膜或铝箔聚乙烯夹层

0.45
0.65

0.45
0.65

里面掩盖

温室用草苫

0.60

0.65

层掩盖能有效地抑止热量的散失,如不加温的大棚,当外界气温为-3℃时,里面加盖草帘比单层聚乙烯薄膜的棚内温度进步5~7℃;双层薄膜比单层薄膜的棚内温度进步3~5℃,三层薄膜的棚内温度进步5~6℃。

对新型中掩盖质料热节约率,可背生产厂家征询。

   (三)凉风渗出耗热量

    正在风压和热压形成的室表里压差感化下,室外的冷空气经由过程温室的漏洞渗透室内,被加热后逸出。把那局部冷空气从室外温度加热到室内温度所斲丧的热量,称为凉风渗出耗热量Q2。

    影响凉风渗出耗热量的身分许多,如门窗的组织、朝向、室外风向和风速、室表里氛围温度差等。关于温室等园艺设备,正在工程设计中,凉风渗出耗热量重要思索风压的感化,可疏忽热压的影响。

    凭据美国温室制造业协会的《温室设想尺度》划定:凉风渗出耗热量的盘算一般是基于风速小于6.7m/s。因为风速增大、围护结构的传热耗热量也将增大,以是关于风速连续凌驾上述基准的区域,温室的围护结构传热耗热量应乘以一个风速系数。

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