温室大棚的室内地面采暖策略研究.pdf

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1、碳纤维发热线地面辐射采暖应用于温室大棚的策略研究0.研究背景随着世界经济的发展，人口的增长，人们对植物产品的数量和质量的要求愈来愈高，进而促进了温室大棚技术的发展。目前，伴随着我国经济的发展，生活水平的提高，人们对于反季节化、多样化、反地域化和超时令生产的植物蔬菜的需求越来越高。但我国面前的温室大棚技术发展的速度跟不上人们需求增长的速度，其中制约温室大棚栽培技术发展的主要因素在于如何创造适宜植物生长的温湿度条件。温室大棚又称太阳能温室，设计之初的目的就是以期利用太阳的能量提高塑料大棚内或玻璃房内的温度，为植物创造适宜生长的温度环境。但是，由于我国北方大部分地区冬季室外温度低，太阳辐射强度弱

2、，同时温室大棚内还得保持一定量的通风次数，以上种种原因导致我国严寒、寒冷地区的温室大棚内必须采用一定的采暖方法才能保持适宜植物生长的室内温度。农作物的生长，一方面取决于农作物本身的遗传特性，另一方面也取决于外界环境因素。只有在具有良好的遗传特性的前提下，同时具备适宜农作物生长的外界环境因素，农作物才能健康发育。为农作物创建适宜生长的环境条件成为农作物能否健康生长的重要因素。地面辐射采暖系统是目前应用于建筑采暖行业效果较好的一种采暖方式。但地面辐射采暖系统不能简单的照搬到温室大棚中来。虽然在建筑行业和温室大棚中的地面辐射采暖系统都是为了创造人工小气候环境，但是二者的应用确实不同的。在建筑行业

3、中，应用地面辐射采暖系统，是为了创造人们适宜生活的室内环境，其载热体是铺设在地板层的下部，固定在地面层以下，施工完成后基本不存在复杂的工作环境；而温室大棚中的地面辐射采暖系统则不同，其是为了创造适宜农作物生长的人工小环境，而且一般的温室大棚内每年还得耕种翻土，这就使的地面辐射采暖系统处于了极端复杂的工作环境下。地面辐射采暖系统应用于温室大棚时应从采暖负荷、施工工艺、温度控制等方面研究。1.采暖负荷计算1.1温室大棚室内设计温度的选取：由于应用彩盒的不同，温室大棚的室内设计温度不应简单的采用《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中的规定温度，还应参考《中国农业百科全书：蔬菜卷》中对不同蔬菜适

4、宜生长温度的说明。一般的蔬菜作物在5℃~10℃的情况下，缓慢生长；在10℃~20℃的情况下，正常生长；在20℃~35℃的情况下，加速生长；在温度超过35℃时，农作物的生长将受到损害。而农作物适宜生长的土壤温度同样有具体温度的要求。蔬菜作物主要根群深度及温度要求见表1-1。表1-1蔬菜作物主要根群深度及温度要求作物名称主要根群深度（cm）生长适温℃温度上限℃温度下限℃根系适温℃番茄<3020～30351120～22茄子<3020～3035～4015辣椒<3020～30351517～22黄瓜<3018～293510～1218～22西葫芦10～3015～2932～3512～1515～25西瓜20

5、～3025～35>401532甜瓜15～2025～30401320～25菜豆15～4020左右3515>13豇豆15～1825～35>351520～25由表1-1可以看出，一般蔬菜的主根群深度不超过30cm，适宜生长的温度在20℃~30℃之间，由以上数据可以指导地暖辐射供暖的设计温度和控制温度。1.2采暖负荷计算温室大棚内需保持一定量的co浓度，提供植物光合作用所必须的co，所以温室22大棚内须有一定量的换气次数，去0.5次/h。温室大棚的采暖负荷包括围护结构的散热、土壤的散热、冷风渗透散热、通风换气散热和温室大棚顶棚辐射散热的总量。QQQQQ（1-1）wtlf式中，Q——温室大棚

6、的采暖负荷，kW；Q——围护结构的散热量，kW；wQ——土壤的散热量，kW；tQ——冷风渗透散热量，kW；lQ——顶棚的辐射散热量，kW。f其中，围护结构的散热量按下式计算：Q=aFK(t-t)（1-2）wnwn式中，a——围护结构计算温差修正系数，根据规范规定选取；F——围护结构的面积，m2；2K——围护结构的传热系数，W/(mK)；t——温室大棚室内计算温度，℃；nt——温室大棚室外计算温度，℃。wn其中，土壤的散热量按下式计算：QFk()tt（1-3）t式中，——计算温差修正系数，根据室外气象条件选取；F——土壤层的传热面积，m2；2k——土壤的综合传热系数，W/

7、(mK)；t——室内土壤层温度，℃；t——室外土壤层温度，℃。冷风渗透散热量根据下式计算：QC0.28L(tt)（1-4）lpwnnwn式中，C——空气定压比热容，KJ/(KgK)；p3——供暖室外计算温度下的空气密度，Kg/m；wn3L——冷风渗透量，mh/。顶棚的辐射换热量按下式计算：44QF()tt（1-5）fnwn24式中，——系统辐射系数，W/(mK)；F——顶棚的辐射面积，