第四章 环境调节设备

　　第一节 采暖装置与计算

　　1、最大采暖负荷的计算

　　最大采暖负荷是采暖设计的基本数据，其大小直接影响到整个设施经济性。

　　（一）能量平衡

　　一个完整的能量平衡系统包括太阳能及其通过覆盖材料的透射、通风换热、冷风渗透热损失、与地面的热交换、作物生理生化能量的转换、长波辐射、工作人员和设备产生的热量以及加热系统的供热等。最大采暖负荷可简化为用以平衡设施通过围护结构的传热和冷风渗透两项热损失的能量需求。

　　（二）围护结构的传热耗热量

　　温室或大棚通过其各个暴露的表面的传热耗热量可用下式计算：

　　q₁=k·F·(t_n－t_W)(1－f_r)

　　整个设施的围护结构传热耗热量Q₁等于它的围护结构各部分基本传热耗热量q₁的总和。

　　Q₁=∑q₁=∑kF(t_n－t_W)(1－f_r)

　　（三）冷风渗透耗热量

　　在风压和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过温室的缝隙渗入室内，被加热后逸出。把这部分冷空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量，称为冷风渗透耗热量Q₂。

　　冷风渗透耗热量按下式计算

　　Q₂=0.00028NV(t_n－t_W)

　　最大设计热负荷Q即为：

　　Q=Q₁+Q₂

　　三、采暖装置

　　（一）热水锅炉分类及型号

　　1．锅炉的分类

　　采暖锅炉所采用的燃烧设备可分如下三类：

　　层燃炉、室燃炉和沸腾炉

　　（二）采暖的方式及特点

　　温室的采暖按热媒不同可分为：热水式采暖系统、热风采暖系统、电热采暖系统和其它型式采暖系统。

　　1．热水式采暖系统

　　热水采暖系统是由热水锅炉、供热管道和散热设备三个基本部分组成。

　　2．热风式采暖系统

　　热风加温系统由热源、空气换热器、风机和送风管道组成。

　　其工作过程为：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。同样在热风式采暖系统中仍然要注意系统的排气问题。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。

　　热风采暖系统的优点是：温度分布比较均匀，热惰性小，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，风机一侧送风压头不够，可能送不到另一端，造成温度分布不均匀。

　　3．电热采暖系统

　　电热采暖系统和前面两种采暖系统的区别是：其热能的制备、传输及释放均在同一设备上来完成的。

　　4．其它型式采暖系统

　　（1）火道采暖

　　（2）热风炉采暖

　　（3）电热线采暖

　　（三）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。种类很多，有光管散热器、铸铁柱型散热器、铸铁圆翼散热器，热浸镀锌钢制圆翼散热器，温室中多为光管散热器和铸铁散热器。

　　1．光管散热器及计算

　　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 (4－1－5)

　　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。

　　3．铸铁圆翼型散热器

　　是一根内径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。

　　4．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。

　　四、设备机器容量计算和辅助管配置

　　1．热水锅炉容量和台数计算

　　在确定锅炉容量和台数时，应掌握下列几个原则：

　　①锅炉的容量和台数，对用户负荷变化适应性强。应使锅炉经常处于经济负荷下运行，锅炉的经常负荷不应低于锅炉额定负荷的50~60%。

　　②锅炉容量和台数的确定，应有利于节省人力、物力和基建投资。

　　③锅炉容量和台数，应保证供暖的安全可靠性。台数的本身应体现出有较高的备用率，一般不宜一台炉，至少有两台炉。

　　④尽量选用同容量、同型号的锅炉设备，以利管理，提高管理人员操作水平和备件互换容易。

　　2．燃料消耗量计算

　　采暖年热负荷按下式计算：

　　D=24nQ_g

　　锅炉年热负荷D₀

　　D₀=K·D=1.15·D

　　年耗煤量（或重油量）B₀。

　　第二节 通风设备

　　所谓通风就是把室内污浊空气直接或经净化后排至室外，把新鲜空气经适当处理后（如净化、降温、加热等）补充进来，从而保持室内空气环境符合卫生标准和满足工艺的需要。

　　温室等设施通风的目的有三个：①排除设施内的余热，使室内的环境温度保持在适于植物生长的范围内。②排除余湿，使室内环境相对湿度保持在适于植物生长的范围内。③调整空气成分，排去有害气体，提高室内空气中CO₂的含量，使作物生长环境良好。

　　通风方法一般有两种：

　　①自然通风 在温室等设施的适当位置设置窗户靠热压和风压作用进行通风，并可以通过调节窗户的开度来调节通风量。

　　②机械通风 依靠风机产生的压力强迫空气在设施内流动。

　　通过通风窗利用风压和热压产生的通风，称为自然通风。

　　温室自然通风的通风量与室外风速、风向、通风窗位置、通风窗面积及温室的室内外温差有关系。

　　热压是利用温度差而产生室内外空气的压力差，使室外低温空气流向室内高温空气，形成热压作用的自然通风。风压是利用室外气流吹向建筑物时，在迎风面形成正压，背风面形成负压，气流由正压区开口流入，由负压区开口排出，形成风压作用的自然通风。

　　决定热压通风量大小的主要因素是：温室内外温差，通风窗高度差及面积。

　　温室所用开、关窗系统主要包括：卷膜开窗系统和齿条开窗系统。

　　1．卷膜开窗系统

　　主要用于塑料温室的侧墙开窗和屋顶卷膜开窗。卷膜开窗是将覆盖膜卷在钢管上，通过转动钢管，将覆盖膜卷起或放下。

　　2．齿条开窗系统

　　齿条开窗系统大都为机械传动，也有少量用手链传动的。塑料温室用齿条开窗机构和玻璃温室基本相同，只是前者由于通风窗口重量较后者小，电机的负荷大大减小；从而每台电机的服务范围得到了扩大，也就是说塑料温室内电机数量比等面积玻璃温室少，一次性投资也相应降低，运行费用也相应降低。