3.1 采暖概述在线视频

大家好

欢迎进入农业生物环境工程慕课

我是中国农业大学的 赵淑梅

从今天开始

我们进入课程第3部分

农业设施的采暖的学习

在这部分

我们会学习采暖的基本概述

农业设施采暖热负荷以及热水采暖系统

通过这部分内容的学习

希望大家能够掌握

农业设施采暖的一般要求

掌握温室及畜禽舍类建筑

采暖热负荷的计算方法

以及了解热水采暖系统的类型 构成

及基本设计方法等

下面我们就进入第1节的学习

首先我们来分析一下采暖的必要性

这是一张我们国家气候分区图

不同的颜色代表不同的区域

所以我们可以看出

我国的气候特点

大致分为五大类区域

分别是严寒地区

寒冷地区

温和地区

夏热冬冷地区以及夏热冬暖地区

我们学习采暖

自然是要关注冬天寒冷的地区

根据相关规范规定

对于民用建筑

每年日平均温度

稳定低于或等于5摄氏度的日数

大于或等于90天以上的地区

就建议采用集中供暖

那么根据气候分区

我们可以看出

我国冬季需要进行集中采暖的地区

约占全国陆地面积的70%左右

那么以典型的北方地区为例来

我们来分析一下冬天的温度情况

这里给出了1月份的平均温度和极端最低温度

比如 在华北地区

1月份平均温度是0到零下10摄氏度

极端温度可以达到零下20至零下30摄氏度

而在西北地区呢

1月份的平均温度

可以达到零下10到零下25摄氏度

极端最低温

可以达到零下28到零下40摄氏度

而在地理纬度相对更高的东北地区

1月份的平均最低温度

甚至可以达到零下20到零下30摄氏度

这样的室外温度条件

对于设施农业生产

不言而喻

是一个极大的挑战

这也是荷兰 丹麦等设施农业技术发达国家

所不曾面临过的自然环境

另外 进行设施农业生产

其目的就是要尽可能为动植物

创造最佳的生长环境

从而获得更高的

生产产量和更好的产品品质

任何作物和家畜家禽

都有其适宜生长的温度要求

比如在温室中 番茄 茄子 黄瓜等

我们所熟悉的典型的果菜

在其营养生长阶段

适宜的温度

都在20~30摄氏度这样一个范围内

最低温度也要求在8摄氏度以上

同样 在畜禽养殖领域

不同的动物

在不同的生长阶段

也都有适宜温度的要求

比如哺乳仔猪和断奶仔猪

其适宜温度都在20摄氏度以上

育成猪也要在14摄氏度以上

蛋鸡和肉鸡在成鸡阶段

至少也需要20摄氏度以上的温度

雏鸡阶段

则会需要更高的温度

由此可见

冬季采暖

是我国设施农业周年生产过程中

非常重要的环境调控

下面我们来介绍一下

采暖热负荷相关的一些概念和要求

第一是热平衡

我们知道

动植物健康生产的基础

是适宜稳定的热环境

所以我们需要维持生产系统的

得热量和失热量之间的动态平衡

当生产系统的失热量大于得热量时

为了保持设施内

在要求温度下的热平衡

我们就需要补充热量

那么这个补充热量的过程

就是我们所说的采暖

很多时候

我们也称之为供暖 加热 加温等

而这个采暖的过程

补充热量的多少

就是我们所说的采暖热负荷

即在室外计算温度下条件下

为维持室内的设计温度

采暖系统在单位时间内

应向设施内提供的热量

那么 根据前面的分析

我们就知道

确定采暖热负荷的方法

实际上就是利用系统热平衡的原理

也就是

我们统计农业设施所有的热量收支

即所有的得热量和所有的失热量

然后根据能量平衡的原理

由热平衡方程来计算

其结果就是采暖热负荷

等于系统的所有失热量

与系统的得热量之差

那么在计算采暖热负荷的时候

我们要注意哪些要点呢

首先 要根据一定的原则

来确定室外计算温度和室内计算温度

因为这涉及到热环境调控的安全性

也涉及到采暖过程的经济性

二 是一般情况下

采暖热负荷的计算

我们可以按稳态传热来计算

但是对于室温要求严格的情况

应该按非稳态传热来计算

我们刚才提到了采暖的计算温度

那么如何来确定呢

在这里

我们要考虑建筑设施的类型和生产要求

比如 对于畜禽舍类建筑

其室内的计算温度

一般是根据养殖要求

所确定的室内设计温度来取值的

室外的计算温度

由于建筑构造与民用建筑相似

我们可以直接借鉴民用建筑的取值方法

也就是即将历年

平均不保证5天的日平均温度

作为室外计算温度

比如 在北京地区

室外采暖的计算温度

通常取零下7摄氏度

对于温室这一类建筑设施

因为同样是生产性建筑设施

所以 室内计算温度的取值方法

同畜禽舍一样

也是根据种植生产要求

所确定的室内设计温度来取值

但是室外计算温度取值方面

由于温室的围护结构比较轻薄

保温性和热稳定性都比较差

所以取值方法就应该有所不同

那么在这里呢

根据相关温室的设计规范

取近20年最冷日的平均温度

作为室外计算温度

比如 在北京地区

室外计算温度我们通常取零下12摄氏度

下面 我们再简单介绍一下

目前生产中的主要采暖方式和加热能源

在采暖方式方面

我们可以按两种方法来进行分类

一 是我们根可以据采暖范围来进行分类

这可以分为集中采暖和局部采暖

所谓集中采暖

就是通过一个热源

向多个用户供给热量的方式

目前我们民用建筑

大多采用这种集中采暖的方式

而局部采暖呢

则是针对特定的空间

或特定的范围所进行的供热方式

这种方式

可以根据需求进行加热

在设施农业生产中

也有比较多的应用

二 是根据热媒的类型进行分类

采暖系统中热媒的传输

是要通过热媒介质来实现的

比如热水 蒸汽 热风等都是热媒介质

所以可以分为热水采暖系统

蒸汽采暖系统以及热风采暖系统

其中在集中采暖方式下

热水采暖系统应用比较广泛

而在局部采暖方式下

热风采暖系统应用较多

另外

目前用于采暖系统的加热能源

有燃煤 燃油 天然气 电能 太阳能

地热能 以及生物质能等等

由于这些能源的热值 价格 所需设备

以及燃烧后的排放情况等都不尽相同

所以在选择上

要因地制宜

下面 我们做一下课程小结

本次课呢

我们从气候特点

生产需求角度

阐述了采暖的必要性

同时 围绕采暖热负荷

我们介绍了相关的概念及设计要点

特别是在室外计算温度取值方法方面

我们要考虑建筑设施类型的差异

另外

我们还介绍了各种采暖方式

希望大家对这部分内容

能够有所了解

好 这次课就上到这里

谢谢大家