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1、第25卷 第1期河北理工学院学报Vol125No112003年2月JournalofHebeiInstituteofTechnologyFeb.2003文章编号:100722829(2003)0120136203地热温室采暖系统的设计计算刘春元,杨历,杨小静(河北工业大学能源与环境工程学院,天津300130)关键词:温室;地热;采暖系统摘 要:地热温室是采用地热为热源供热的一种温室,通过调查研究设计了一套地热温室的采暖系统。此采暖系统的最大优点是节约能源,运行费用小。中图分类号:TU261 文献标识码:A0 引言我国是一个大陆性、季风性气候极强的国家,冬季
2、严寒夏季酷热。一月份我国各地气温较全球同纬度地区低,而且纬度越高,低得越多,东北比同纬度地区低14～18℃,黄淮流域低10～14℃,长江以南低8℃,华南低5℃;七月份气温又比同纬度其他地区高,也是纬度越高,偏高越甚,东北偏高4℃,华北偏高215℃,长江中下游地区偏高115～210℃,要靠消耗矿物燃料来维持温室作物生育的适温,无论冬夏,其能源消耗比欧洲、日本大得多。经计算,冬季一亩加热温室,比欧洲、日本耗煤量要高出1/2～3/4。因此,研究设计高效节能日光温室,是我国农业发展的关键。我国有很多地区地热资源丰富,而地热能是一种十分经济的能源。针对此情况,我们把地
3、热能用于温室,建成地热温室。地热温室的设计类似于传统燃料或电能供热的温室,差别之处包括供热的热源不同,场地选择不同和资用的不同。地热温室的最大优点之一是比较经济,初投资不依赖于供热的能量,运行资用也相当小。1 温室结构的确定及尺寸计算111本文设计温室为四栋连栋式温室,南北长50m,东西宽32m,屋顶高度5m,天2沟高8m,温室面积共1600m。采用双层充气薄膜覆盖,空气间层通过温室钢结构骨架支撑。门开在朝西一侧,采用活动推拉式两开门,与两层薄膜相对应,设有两道门。不设窗,空气墙设机械机构,可以升降,换气时,降下空气墙即可,换气面积更大,而且夏季降温也更简单
4、。112尺寸:50m(南北长)×32m(东西宽),屋顶高度5m,天沟高度3m,单拱跨度8m。收稿日期:2002208216 作者简介:刘春元(19762),女,河北遵化人,河北工业大学能源与环境工程学院硕士生。©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第4期 刘春元,等:地热温室采暖系统的设计计算1372S顶=1880m2S长侧=300m2S跨侧=256m2S总=2436m2 温室供暖系统的计算211
5、热阻系数K计算12K==31363W/(m·K)1+χR0+αwαn2αn为内膜表面与温室内空气的对流换热系数,αn=10W/(m·K)2αw为外膜外表面与室外空气的对流换热系数,取αw=2310W/(m·K)2R0为空气间层的热阻,当空气间层δ=100mm时,取R0=01181(mm·K)/Wχ为考虑双层塑料薄膜的金属框架支撑结构引起的修正系数,虽然金属框架所占面积比例很小,但其导热系数大,具有热桥的作用,经概率计算后取χ=0185。212 温室的设计热负荷′′′′Q=Q1+Q2+Q3′(t)α(1+χχ)](1+χ)kWQ1=[∑Fn-twf+chg式中
6、:′′′Q1—围护结构耗热量,kW;Q2—冷风渗透耗热量,kW;Q3—冷风侵入耗热量,2kW;K—温室外围结构的传热系数,取K=31363W/(m·K);tn—温室内冬季设计温度,取18℃;tw—供暖室外设计算温度,℃,本文取29℃;α—温差修正系数,取α=110;χf—风力附加率,取0;χch—朝向修正率,取25%;χg—高度附加率,取χg=2%′Q1=214334131W′3Q2=01278nkVkCpρw(tn-tw)式中:3nk—房间换气次数,取1/12次/h;Vk房间的体积,为Vk=6400mCp—冷空气低压比热,Cp=1kJ/(kg·℃);ρw—
7、供暖室外空气密度,取3ρw=113473kg/m′3″Q3=NQ1jmN=65n%n=0115′′′′Q=Q1+Q2+Q3=219754138W213 供暖系统散热设备计算注:采用铸铁散热器,经调查热触媒采用78/58的地热水Q散热器面积:F=β1β2β3K(tpj2tn)©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net138 河 北 理 工 学 院 学 报 第25卷 Q—散热器的散热量;tpj—散热器
8、内热媒平均温度;tn—散热器内计算温度;K—散热器的
