第三章設(shè)施熱環(huán)境及其調(diào)控

第一節(jié)設(shè)施熱環(huán)境特征

一、設(shè)施溫度變化特征

1.溫室效應：

設(shè)施內(nèi)的主要熱量來源為太陽輻射，一般設(shè)施覆蓋材料對太陽短波輻射的透過率比較高，而對地面長波輻射的透過率低，因此設(shè)施內(nèi)白天能接受大量的太陽輻射進入被地面或作物吸收，而地面和作物發(fā)射的長波輻射卻很少能向設(shè)施外投射出去，因此設(shè)施能將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能并蓄積在室內(nèi)，使溫室內(nèi)氣溫升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應。第三章設(shè)施熱環(huán)境及其調(diào)控2.設(shè)施內(nèi)溫度的空間分布

設(shè)施內(nèi)溫度的空間分布是不均勻的，受到太陽輻射的不均勻性、采暖系統(tǒng)和降溫系統(tǒng)的設(shè)備布置位置和室外氣象等多種因素的影響。一般白天溫室上部溫度高于下部，中部高于四周，日光溫室夜間北側(cè)高于南側(cè)

保護設(shè)施面積越小，低溫區(qū)比例越大，分布也越不均勻。

設(shè)施加熱系統(tǒng)的布置會影響溫度的空間分布，散熱器附近溫度高于其他區(qū)域。

溫室內(nèi)番茄葉溫與周圍氣溫的差異（單位：℃）3.設(shè)施內(nèi)溫度的變化特征（1）氣溫的季節(jié)變化：

北方地區(qū)，保護地設(shè)施內(nèi)氣溫存在著明顯的四季變化。

按照氣象學以季平均氣溫≤10℃、旬平均最高氣溫≤17℃、旬平均最低氣溫≥4℃作為冬季指標；以季平均氣溫≥22℃、旬平均最高氣溫≥28℃、旬平均最低氣溫≥15℃作為夏季指標，則日光溫室內(nèi)的冬季天數(shù)可比露地縮短3-5個月，夏天延長2-3個月，春秋季也可延長20-30天；而大棚冬季只比露地縮短50天左右，春秋只比露地增加20天左右。（2）氣溫的日變化：冬季和春季不加溫溫室最高與最低氣溫出現(xiàn)的時間略遲于露地，但室內(nèi)日溫差要顯著大于露地。無加溫溫室內(nèi)溫度的日變化

θi:室內(nèi)氣溫θ0:室外氣溫（3）設(shè)施內(nèi)“逆溫”現(xiàn)象

通常溫室內(nèi)溫度都高于外界，但在無多重覆蓋的塑料拱棚或玻璃溫室中，日落后的降溫速度往往比露地快，如再遇冷空氣入侵，特別是有較大北風后的第一個晴朗微風夜晚，溫室大棚夜晚通過覆蓋物向外輻射放熱更加劇烈。同時室內(nèi)得不到熱量補充，常常出現(xiàn)溫室內(nèi)氣溫反而低于室外1-2℃的逆溫現(xiàn)象。

逆溫現(xiàn)象一般出現(xiàn)在凌晨，10月至翌年3月都有可能出現(xiàn)，其中尤以春季逆溫的危害最大。大棚出現(xiàn)逆溫的原因：1、在晴朗的白天，棚內(nèi)溫度迅速升高，到了夜間又通過覆蓋物以長波方式向外輻射放熱；2、植株葉面的溫度比氣溫高，也會產(chǎn)生熱輻射。3、棚室夜間保溫措施做的不夠好，導致熱量快速向外散出。

防治逆溫現(xiàn)象的措施：1、高畦栽培，覆蓋地膜。

對于冬季移栽的番茄、茄子、辣椒等幼苗，栽前應將棚內(nèi)的土壤起壟并培成高畦，然后覆蓋地膜。這樣做既可降低地下水位，減緩晚間熱量的散失，又可保溫、保墑。需要注意的是，地膜四周一定要蓋嚴，以防冷空氣侵入。2、棚內(nèi)套棚，多層覆蓋。

蔬菜幼苗移栽成活后，要在大棚內(nèi)增設(shè)拱棚，進行多層覆蓋，這樣做能夠有效地提高棚內(nèi)溫度。3、增設(shè)門簾，加蓋紡織物。

大棚的大門由于經(jīng)常開啟，影響了保溫效果，所以要在大門外用草簾或舊膜等做成門簾，防止冷空氣進入。另外，還可以在大棚的四周圍上草苫等草類紡織物，減少棚內(nèi)的熱能向外輻射。二、設(shè)施內(nèi)溫度變化的影響因素

設(shè)施是一個半封閉的系統(tǒng)，它的氣溫變化隨時受到室內(nèi)外諸多因素的影響。

室外因素：室外空氣溫度、濕度、太陽輻射強度、風速、風向等；

室內(nèi)因素：采暖系統(tǒng)、照明及其他設(shè)備的散熱，作物及土壤散熱、散濕等。在多因素的作用下，溫室內(nèi)的空氣始終保持著動態(tài)平衡，當吸熱總量大于散熱總量時，溫度升高，使得散熱總量與吸熱總量趨于相同，從而在較高的溫度水平上維持熱平衡，反之亦然。這種動態(tài)平衡叫“熱平衡”。地中傳熱Qs太陽輻射吸收反射通風Qv2蒸騰蒸發(fā)Qvl長波輻射Qi加溫熱量Qr對流傳熱Qc太陽熱Qg設(shè)備發(fā)熱Qm光合Qp呼吸Qb溫室的熱平衡方程Qg+Qm+Qr+Qb=Qc+Qs+Qv+Qi+Qp+Qf≈0≈0≈0溫室的熱平衡室內(nèi)反射Qf1.設(shè)施內(nèi)地溫的變化特點

設(shè)施內(nèi)白天氣溫一般高于地溫，而夜間地溫一般高于氣溫，地溫比較穩(wěn)定，變化滯后于氣溫。

日最高地溫出現(xiàn)在14時左右。隨著土層深度的增加，日最高地溫出現(xiàn)的時間逐漸延后距地表5cm深處的日最高地溫出現(xiàn)在15時左右距地表10cm深處的日最高地溫出現(xiàn)在17時左右距地表20cm深處的日最高地溫出現(xiàn)在18時左右距地表20cm以下深層土壤溫度的日變化很小

作物栽培區(qū)，由于有作物的遮蔭作用，地溫相對較低，

日照不足的地區(qū)，冬季和早春季節(jié)溫室地溫一般偏低，這也是一些情況下溫室內(nèi)要設(shè)置地下加熱系統(tǒng)的原因之一。

2.地表附近溫度及其變化

地表附近溫度隨地理緯度、海拔高度、地形以及時間的不同有很大差異。

緯度增加，太陽輻射量降低，因而地表溫度降低，一般緯度增加1°，平均溫度降低0.5℃-0.9℃（1月份為0.7℃，6月份為0.3℃）

海拔升高，太陽輻射增強，但大氣層變薄，大氣逆輻射下降，因而溫度下降，海拔每升高100m，氣溫下降0.5℃左右。

南坡接受太陽輻射量大，溫度比北坡高，坡向氣溫差異隨海拔高度的升高而減小。

溫度的時間變化非常顯著，存在著溫度年較差和溫度日較差。

溫度年較差是反映溫度季節(jié)性變化的指標，指一年中最熱月和最冷月平均溫度的差值，一般緯度越低，年較差越小，海洋性氣候區(qū)溫度年較差較小。我國大部分地區(qū)屬于亞熱帶和溫帶地區(qū)，四季分明，一般春季氣溫10℃-22℃，夏季平均氣溫高于22℃，冬季平均氣溫低于10℃。

氣溫日較差是氣溫在一天中最高與最低值之差，它表明氣溫在一天中的變化幅度。氣溫一般中午最高，日出前降到最低。一般緯度越高，日較差?。幌募救蛰^差大，冬季??；晴天大，陰天小；海拔越高，日較差越小。(1)貫流放熱：通過覆蓋材料或圍護材料以熱傳導的方式向外的散熱。這種貫流傳熱是幾種傳熱方式同時發(fā)生的，它的傳熱過程主要分為三個過程：3.溫室熱支出的各種途徑溫室的內(nèi)表面A吸收了從其他方面來的輻射熱和空氣中來的對流熱，在覆蓋物內(nèi)表面A與外表面B之間形成溫差；通過傳導方式，將上述A面的熱量傳遞至B面；B面又以對流輻射的方式將熱量傳遞至外界空氣之中。熱貫流傳熱模式非透明平壁的傳熱透明平壁的傳熱輻射輻射對流對流導熱輻射對流導熱輻射輻射對流關(guān)于貫流放熱（非透明平壁）貫流傳熱的表達方程式為：

Qt=Aw

·

ht

·

(tr

-to)其中Qt——貫流傳熱量，kJ/h

tr

——室內(nèi)氣溫，℃；

to

——室外氣溫，℃；

Aw——溫室覆蓋層表面積，m2；

ht——傳熱系數(shù)，或熱貫流率，kJ/(m2·h·℃)。

熱貫流率與材料性質(zhì)有關(guān)，熱貫流率越小的材料保溫性越好。覆蓋材料熱貫流率

W/(m2?℃)覆蓋材料熱貫流率

W/(m2?℃)單層玻璃6.4單層聚乙烯(PE)薄膜6.8雙層玻璃4.0單層聚乙烯(PE)保溫膜6.6單層聚碳酸酯(PC)板6.3雙層聚乙烯(PE)薄膜4.46mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.2單層聚氯乙烯(PVC)薄膜6.68mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板4.0單層聚氯乙烯(PVC)保溫膜6.510mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.6雙層聚氯乙烯(PVC)薄膜4.216mm聚碳酸酯(PC)雙層中空板3.3單層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復合膜6.710mm聚碳酸酯(PC)三層中空板3.3雙層乙烯-醋酸乙烯(EVA)復合膜4.316mm聚碳酸酯(PC)三層中空板2.9單層乙烯-醋酸乙烯(PO)復合膜6.6單層玻璃纖維增強聚酯(FRP)板6.3雙層乙烯-醋酸乙烯(PO)復合膜4.2單層玻璃纖維增強丙烯(FRA)板6.3雙層充氣聚乙烯(PE)膜4.3單層丙烯樹脂(有機玻璃MMA)板6.3雙層充氣聚氯乙烯(PVC)膜4.1單層聚酯(PET)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(EVA)復合膜4.2單層乙烯-四氟乙烯(ETFE)片材6.3雙層充氣乙烯-醋酸乙烯(PO)復合膜4.1透明材料主圍護覆蓋層單獨使用時的熱貫流率

(2)通風換氣放熱：包括由設(shè)施的自然通風或強制通風、建筑材料裂縫、覆蓋物破損、門窗縫隙等渠道進行的熱量散失。溫室內(nèi)通風換氣熱量損失量包括顯熱失熱和潛熱失熱。顯熱失熱的表達式為：Qv=R·V·F(tr-t0)

式中tr——室內(nèi)氣溫，℃；

t0——室外氣溫，℃；

F——空氣定壓質(zhì)量比熱容，1.3kJ/(m2

·h·℃)；

R——每小時換氣次數(shù)；

V——設(shè)施的體積或容積，m3。

換氣失熱量與換氣次數(shù)有關(guān)，因此縫隙大小不同，其傳熱差異很大，下表是設(shè)施在密閉不透風時，僅因結(jié)構(gòu)不嚴引起的每小時的換氣次數(shù)。每小時換氣次數(shù)（密閉時）

換氣失熱量還與室外風速有關(guān)，風速增大時換氣量增大，所以應注意防風。由于通風時必有一部分水汽流向室外，所以通風換氣有潛熱失熱。

保護地類型覆蓋形式R（次/h）玻璃溫室單層1.5玻璃溫室雙層1.0塑料大棚單層2.0塑料大棚雙層1.1(3)土壤傳導失熱：包括土壤的上下層之間及土壤的橫向熱傳遞，土壤垂直方向上的傳導失熱，可用土壤傳熱方程表示:式中ti、to——室內(nèi)與室外氣溫，℃；

Asj

——溫室地面各分區(qū)面積，m2；Ksj——地面各分區(qū)傳熱系數(shù)，W/(m2·℃)。

10m

10m

Ksj=0.24

Ksj=0.12

Ksj=0.06

日光溫室內(nèi)熱的收支平衡示意圖一、作物的生理三基點溫度

溫度是園藝作物設(shè)施栽培的首要環(huán)境條件，它影響作物體內(nèi)的一切生理變化，每一種作物的生長發(fā)育，對溫度都有一定的要求，都有溫度“三基點”，即最低溫度、最適溫度、最高溫度。最適溫度下，作物生長發(fā)育迅速最低和最高溫度下，作物停止生長，但能存活最低和最高溫度外，作物就會受到危害甚至死亡。第二節(jié)溫度的生物學效應

作物的基點溫度與其原產(chǎn)地密切相關(guān)，原產(chǎn)熱帶的作物，開始生長的基點溫度為18℃；原產(chǎn)溫帶的一般在10℃開始生長；原產(chǎn)亞熱帶的一般15~16℃開始生長。根據(jù)作物對溫度的不同要求，可以將作物分為：

—耐寒性作物；

—半耐寒性作物；

—不耐寒性作物。不同的蔬菜種類對溫度要求類別適溫（℃）最高（℃）最低（℃）蔬菜舉例耐寒的多年生宿根蔬菜20～3035-10黃花菜、石刁柏、茭白等耐寒蔬菜15～2030-5菠菜、大蔥、大蒜等半耐寒蔬菜17～2030-2根菜類、白菜類、蠶豆、豌豆、萵苣、洋蔥等喜溫蔬菜20～303510茄果類、黃瓜、菜豆耐熱蔬菜25～354015冬瓜、南瓜、西瓜、豇豆等（1）不同作物、生長期對環(huán)境溫度的要求：

葉菜類較耐低溫，果菜類不耐低溫；

種子發(fā)芽階段最適溫度較高，幼苗階段最適溫度較發(fā)芽階段低，開花結(jié)果階段要求溫度較高。（2）地溫對作物的影響

大多數(shù)作物以根區(qū)溫度17~23℃時生長旺盛，最適地溫范圍為15~20℃。地溫對作物生長發(fā)育的影響表現(xiàn)在影響作物對水分和養(yǎng)分的吸收等上面。

地溫偏低：增加水的粘滯性和降低作物根系細胞膜的透性，影響根系對水的吸收，從而影響作物葉片的氣孔阻力，限制植物的光合作用。地溫偏低直接影響微生物的活動：如干擾細菌的固氮、氮素轉(zhuǎn)換活動。間接影響作物對土壤養(yǎng)分的吸收和利用。地溫影響土傳病害的繁殖：地溫高，根系呼吸作用加強，造成根系衰老，易發(fā)生番茄、茄子的青枯病、凋萎?。坏販氐鸵装l(fā)生番茄的根腐病。

二、作物的溫周期現(xiàn)象

自然界的溫度有晝夜周期變化，作物由于白天制造的養(yǎng)料積累后，供給夜間細胞伸長和新細胞的形成。所以作物一般在夜間生長比較快，這種因溫度的晝夜變化影響到作物生長反應的情況叫溫周期現(xiàn)象。溫度的節(jié)律性變化對作物的生長發(fā)育是不可缺少的，對作物發(fā)芽、生長、開花、結(jié)果、產(chǎn)量及品質(zhì)均起著重要作用。(1)溫周期促進種子萌發(fā)對大多數(shù)作物，在周期性的變溫作用下種子發(fā)芽率提高，主要原因是降溫作用能增加氧在細胞中的溶解度，改善萌芽透氣性，溫度交替變化可提高細胞的透性。(2)溫周期影響果菜的花芽分化

花芽分化和結(jié)實要求夜溫比日溫低一些，如果夜溫高，則花芽分化延遲，花也容易脫落。(3)不同作物對溫周期的要求不一樣

通常熱帶植物晝夜溫差應在3-6℃；溫帶植物5-7℃；而沙漠植物則要相差10℃以上。1、溫周期對作物的影響(4)溫周期影響作物品質(zhì)白天較高溫度有利于作物光合作用，而較低夜溫可以抑制呼吸作用，減少貯藏物質(zhì)的消耗，并有利于同化物質(zhì)的輸送。同時低溫還可以降低分解酶的活性，有利于同化產(chǎn)物的貯藏。

如新疆、甘肅等地由于晝夜溫差較大，西瓜、甜瓜含糖量高，品質(zhì)優(yōu)良，是我國著名的西、甜瓜生產(chǎn)基地；而“碭山酥梨”在黃河故道地區(qū)可溶性固形物僅10％-12％，在陜北黃土高原則高達15％。(5)溫周期有其適宜范圍晝夜溫差有一定的范圍，但夜溫不能過低，因作物在夜間仍進行生長，不斷的吸收水分和養(yǎng)分，并交流來自葉片的同化產(chǎn)物及其它代謝物質(zhì)。

大多數(shù)作物以8℃為宜，如果溫差過大，無論白天溫度過高或者晚上溫度過低都不利于作物生長。三、極端溫度的危害高溫1.當植物所處的環(huán)境溫度超過其正常生長發(fā)育所需溫度的上限時，引起蒸騰作用加強，水分平衡失調(diào)，發(fā)生萎蔫或永久萎蔫。2.植物光合作用下降而呼吸作用增強，同化物積累減少。3.高溫妨礙花粉的發(fā)芽與花粉管的伸長，導致落花落果。氣溫過高常導致冬瓜、南瓜、西瓜、番茄、甜椒等果實發(fā)生“日傷”現(xiàn)象，也會使蘋果、番茄等果實著色不良，果肉松綿，成熟提前，貯藏性能降低；4.土壤高溫首先影響根系生長，進而影響整株的正常生長發(fā)育。一般土壤高溫造成根系木栓化速度加快，根系有效吸收面積大幅度降低，根系正常代謝活動減緩，甚至停止。低溫低溫對園藝植物的影響有冷害與凍害之分。1.冷害是指植物在零度以上的低溫下受到傷害。起源于熱帶的喜溫植物，如黃瓜、番茄、香石竹、天竺葵類等在10℃以下溫度時，就會受到冷害。近年來，各地相繼發(fā)展的日光溫室在北方冬春連續(xù)陰雨或陰雪天氣夜間最低溫常在6～8℃，導致黃瓜、番茄等喜溫園藝植物大幅度減產(chǎn)，甚至絕收，成為設(shè)施栽培中亟待解決的問題。2.凍害則是溫度下降到零度(℃)以下，植物體內(nèi)水分結(jié)冰產(chǎn)生的傷害。防止低溫和高溫傷害的措施低溫利用溫床、溫室、及塑料薄膜覆蓋或施用有機肥以提高溫度；在幼苗時期進行抗寒鍛煉，增強植物本身抗寒能力。高溫搭棚遮蔭，與喜溫的高桿作物間作套種，適當灌水。

與露地相比，設(shè)施光、溫、水、氣等環(huán)境因子中控制手段最完善的是溫度環(huán)境的控制，園藝設(shè)施內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)與控制內(nèi)容包括：

①設(shè)施溫度管理

②設(shè)施保溫；

③設(shè)施加溫；

④設(shè)施降溫

第三節(jié)設(shè)施熱環(huán)境的調(diào)節(jié)技術(shù)與設(shè)備設(shè)施通風工程設(shè)施降溫工程一、溫度管理

各種作物以及同一種作物在不同的生長發(fā)育階段對溫度的要求不同，因此應該根據(jù)作物的實際需要制定溫度管理制度，目前比較經(jīng)濟有效，推廣應用較為成熟的是變溫管理方法。作物生理活動中心隨光照的變化而轉(zhuǎn)移，根據(jù)作物生理活動中心將1天劃分為若干時段，分段控制溫度以促進同化產(chǎn)物的制造、分配和積累的溫度管理方法叫變溫管理。

二、設(shè)施保溫

采用保溫措施可以有效的減少設(shè)施內(nèi)熱損失，提高溫室溫度，節(jié)約能源。主要的手段有：1.采用多層覆蓋，減少貫流放熱

（保溫覆蓋材料、設(shè)置保溫幕）不加溫溫室多層覆蓋室內(nèi)外溫差(1)關(guān)于覆蓋材料保溫性

聚乙烯(PE)膜乙烯-醋酸乙烯（EVA、PO）復合膜聚氯乙烯（PVC）膜玻璃聚酯（PET）膜（片材）氟素（ETFE）膜（片材）中空聚碳酸酯（PC）板材

（比單層覆蓋節(jié)能30%以上）保溫性提高方向聚乙烯膜可以透過大量7～14μm紅外線⑵保溫幕（多層覆蓋）的采用

節(jié)能率20%～45%紅外反射材料——綴鋁膜保溫幕

2.增大溫室透光率

正確選擇溫室建造方位，屋面進行經(jīng)常性清潔，盡量爭取獲得最大透光率，使室內(nèi)土壤積累更多熱能。3.增大保溫比

設(shè)施土地面積與保溫面的表面積之比為保溫比，保護設(shè)施越大，保溫比越小，保溫效果越差；反之保溫比越大，保溫效果越好。4.設(shè)置防寒溝

(距地表20cm以下深層土壤溫度的日變化很小)通常防寒溝寬30cm，深50cm，溝內(nèi)填充稻殼、蒿草等導熱率低的材料，以切斷室內(nèi)土壤與外界的聯(lián)系，減少地中土壤熱量橫向散出，可使室內(nèi)5cm地溫提高4℃左右。三、設(shè)施加溫

在寒冷的季節(jié)，受外界環(huán)境的影響，設(shè)施內(nèi)溫度降低到作物的最低溫度甚至生物學零度以下，此時就要采取加溫措施維持作物正常生長所需的溫度。設(shè)施溫度加熱包括：1.空氣加溫：空氣加溫主要有熱水供暖系統(tǒng)和熱風供暖系

統(tǒng)，熱水供暖系統(tǒng)熱穩(wěn)定性好；此外，設(shè)施

空氣加熱還有室內(nèi)直接燃燒方式。2.土壤加溫：溫室土壤加熱多為熱水加熱或電加熱，一些簡

易的設(shè)施中采用釀熱加溫。

①

熱水式采暖系統(tǒng)

以熱水為熱媒的采暖系統(tǒng)，由提供熱源的鍋爐、熱水輸送管道、循環(huán)水泵、散熱器以及各種控制和調(diào)節(jié)閥門等組成。熱水采暖系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，是目前最常用的采暖方式。其優(yōu)點是溫室內(nèi)溫度穩(wěn)定、均勻、系統(tǒng)熱惰性大，節(jié)能；溫室采暖系統(tǒng)發(fā)生緊急故障，臨時停止供暖時，2h不會對作物造成大的影響。其缺點是系統(tǒng)復雜，設(shè)備多，造價高，設(shè)備一次性投資較大。系統(tǒng)組成：熱水鍋爐→輸送管道→散熱設(shè)備及附屬設(shè)備特點：水熱容量大，熱穩(wěn)定性好，室內(nèi)溫度波動小，停機后保溫性強；配置復雜、設(shè)備費用高；預熱時間長適用范圍：大型溫室、有較長期和大量供熱需求的溫室圓翼型散熱器（鑄鐵、鋼）散熱量一般300～700W/m熱水采暖系統(tǒng)的設(shè)備熱水采暖系統(tǒng)的工作過程為：用鍋爐將鍋爐內(nèi)水加熱，通過循環(huán)泵將鍋爐加熱的熱水通過供熱管道送到溫室或大棚中，并均勻地分配給室內(nèi)設(shè)置的每組散熱器，通過散熱器來加熱室內(nèi)的空氣，提高溫室的溫度，冷卻了的熱水回到鍋爐再重新被加熱。布置該種系統(tǒng)管路時，可根據(jù)溫室、大棚的實際情況來布置管路。例如在日光溫室中，拱角部分散熱量較大，可將系統(tǒng)回水管道布置在拱角部位，以彌補熱量散失，提高溫室內(nèi)空氣溫度的均勻性。熱水采暖系統(tǒng)工作原理加熱鍋爐出口散熱器高溫水高溫空氣低溫空氣低溫水設(shè)施

②

熱風式采暖系統(tǒng)

有熱風機和熱風爐之分。熱風機通過熱交換將加熱空氣送入溫室提高室溫的加熱方式，該系統(tǒng)由熱源、空氣換熱器、風機和送風管道組成。熱風爐是直接燃燒加熱空氣，沒有空氣換熱器。熱風機采暖系統(tǒng)：優(yōu)點是：溫度分布比較均勻，易于實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)，設(shè)備投資少。缺點是：運行費用和耗能量要高于熱水采暖系統(tǒng)。當溫室較長時，風機一側(cè)送風壓力不夠，可能送不到另一端，造成溫度分布不均勻。熱風采暖設(shè)備（熱風爐或暖風機）熱源：燃煤、燃油、燃氣、電能、熱水、蒸汽特點：供熱系統(tǒng)簡單，配置安裝靈活、簡便，設(shè)備費用較低；系統(tǒng)預熱時間短，升溫快；溫度穩(wěn)定性差，停機后溫度降低快。適用范圍：小型溫室或供熱需求較小的溫室，或用于大型溫室輔助加溫，尤其適用于短期臨時加溫。熱風溫度：30℃～60℃送風量：每m2溫室面積送風量27～36m3/h對于熱風采暖系統(tǒng)，為了使溫室內(nèi)溫度分布均勻，要求送機將熱風均勻地分布在室內(nèi)空間，即要求均勻送風，才能夠保證其送風效果。保證均勻送風的條件：首先要保證各側(cè)孔流出風量相等，同時使出口氣流盡量垂直于管道的側(cè)壁。目前溫室內(nèi)均勻送風管道均采用等截面的塑料風管；風管側(cè)壁開孔。通過開孔間距的變化來實現(xiàn)均勻送風。關(guān)于均勻送風的計算可參見有關(guān)設(shè)計手冊。

熱風機采暖系統(tǒng)的工作過程為：由熱源提供的熱水通入空氣換熱器，室內(nèi)空氣用風機強迫流過空氣換熱器，吸收熱水放出熱量，被加熱后進入溫室，如此不斷循環(huán)就加熱了整個溫室的空氣。為了保證室內(nèi)空氣溫度的均勻性，通常將風機壓出的熱空氣送入通風管，通風管由開孔的聚乙烯薄膜制成，沿溫室長度布置，此種風管重量輕，布置靈活，易于安裝并且不會產(chǎn)生太強的遮蔭。③電熱采暖系統(tǒng)

利用電流通過電阻大的導體將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓M行空氣或者土壤加溫的加溫方式。主要為電加熱線，有空氣加熱線和地加熱線兩種，加熱線的長度是采暖設(shè)計的主要參數(shù)，一般電熱溫床的經(jīng)驗值是100W/m2。優(yōu)點：不受季節(jié)、地區(qū)限制，可根據(jù)種植作物的要求和天氣條件控制加溫的強度和加溫時間，升溫快、溫度分布均勻、穩(wěn)定、操作靈便等。缺點：耗電量大、運行費用高。電加熱線示意圖

常見的加溫方式有熱水采暖、熱風采暖、電熱采暖、輻射采暖等多種方式，其加溫效果、設(shè)備費用、運行費用具有很大差異。熱水采暖的效果最穩(wěn)定，但一次性投資大，適用于大型溫室的供暖；熱風采暖的一次性投資大約只有熱水采暖的1/5，但運行費用較高，適用于各種類型的塑料棚；電熱采暖的熱效率較高，但耗電多，主要適用于苗床的育苗；輻射采暖是利用液化石油氣燃燒取暖的方式，耗氣較多，僅適用于臨時輔助采暖。常見的加溫方式及特點2.采暖設(shè)計與計算

①采暖的目的與設(shè)計要求采暖設(shè)備的容量應保持設(shè)施內(nèi)的設(shè)定溫度（地溫及氣溫）。設(shè)施內(nèi)空間溫度分布應均勻，時間變化應平穩(wěn)，因此要求采暖設(shè)備配置合理，調(diào)節(jié)能力高。遮蔭少、占地少，便于栽培作業(yè)操作。設(shè)備投資少，加溫費用低。②采暖設(shè)計的基本程序首先要根據(jù)設(shè)施的結(jié)構(gòu)、地理位置等因素進行最大采暖負荷的計算；其次，依據(jù)設(shè)施所在地及用途等具體條件確定采暖所用熱媒；最后根據(jù)最大采暖負荷及采暖方式進行散熱設(shè)備、管道及鍋爐容量計算等。最大采暖負荷：栽培期的最冷季節(jié)里，保持作物正常生育所需補充的熱量。Qg=[Ag

(qt+qv)+As·qs]·fw式中 Ag——溫室全覆蓋表面積，m2；

As——溫室地面面積，m2；

qt

——單位面積的貫流熱量；

qv——單位面積的換氣傳熱量；qs——單位面積的地中傳熱量；

fw——風速校正系數(shù)（強風地區(qū)單層覆蓋溫室的

fw=1.1）單位面積貫流傳熱的表達方程式為：

Qt=ht

·

(tr

-to)·（1-fr）其中tr

——室內(nèi)氣溫，℃；

to

——室外氣溫，℃；

ht——傳熱系數(shù)，或熱貫流率，kJ/(m2·h·℃)。單位面積換氣傳熱的表達方程式為：

Qv=hv

·

(tr

-to)其中tr

——室內(nèi)氣溫，℃；

to

——室外氣溫，℃；

ht——換氣傳熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)。單位面積土壤傳熱的表達方程式為：

a.冬季室內(nèi)溫度tr確定在影響作物生長、發(fā)育的環(huán)境條件中，溫度是一個重要因素。由于作物生長發(fā)育本身是一個相當復雜的過程，而且存在許多不可避免的隨機因素或未知因子。這些將會導致生理過程發(fā)生波動，使作物生長發(fā)育的適宜溫度具有一定變化范圍，即適宜溫度范圍。作物各自都有最低溫度、最適溫度和最高溫度“三基點溫度”，在最適溫度條件下，當其它環(huán)境條件得到滿足時，作物干物質(zhì)積累速度最快，作物生長發(fā)育迅速而良好，冬季室內(nèi)計算溫度即由此而定。

蔬菜的溫度指標花卉的溫度指標

b.冬季室外溫度to計算冬季室外計算溫度to如何確定，對采暖系統(tǒng)設(shè)計有很關(guān)鍵性的影響。如采用過低的to值，使采暖系統(tǒng)造價增加；如采用值過高，則不能保證采暖效果。由于溫室、大棚結(jié)構(gòu)的特殊性，to值亦不能簡單地套用工業(yè)與民用建筑中供暖室外計算溫度。

設(shè)施室外設(shè)計溫度

c.傳熱系數(shù)、圍護結(jié)構(gòu)面積F、熱節(jié)省率fr。d.冷風滲透耗熱量Q2=0.00028NVe.貫流熱量計算、換氣傳熱量的計算、地中傳熱的計算例題：北京地區(qū)某10連棟拱形屋面塑料溫室，屋面角為30°，單跨跨度8m，南北方向共9個開間，柱距為4m，天溝高度2.2m，屋脊高度5.2m。屋面及四周全部采用雙層充氣膜覆蓋，夜間室內(nèi)上部覆蓋綴鋁膜保溫幕（50%鋁膜，50%透明膜）。室內(nèi)種植喜溫蔬菜，冬季夜間室外計算氣溫為-12℃，要求夜間室內(nèi)氣溫不低于15℃，試計算溫室的冬季采暖熱負荷及單位面積的采暖熱負荷，其中經(jīng)過覆蓋材料的傳熱、地中傳熱及冷風滲透損失的熱量各占多少比例。若采用熱水采暖，每m散熱量600W，計算所需圓翼型散熱器配置數(shù)量。8m2.2m5.2m9×4m30°（1）熱水鍋爐的分類：①層燃爐：燃料被層鋪在爐排上進行燃燒的爐子，也叫火床爐。3.采暖裝置②室燃爐：燃料隨空氣流噴入爐室呈懸浮狀燃燒的爐子。③沸騰爐：燃料在爐室中被由下而上送入的空氣流托起，并上下翻騰而燃燒的爐子，可有效利用劣質(zhì)燃料。（2）熱水鍋爐的型號識別鍋爐型號+燃燒方式號+蒸發(fā)量（t/h）—出口壓力（Mpa）/出口溫度—燃料種類號+設(shè)計次序DZP20—4/240—W

單鍋筒縱置式拋煤機鍋爐，蒸發(fā)量為20t/h，出口蒸汽壓為4MPa，出口蒸汽溫度為240℃，使用無煙煤，按原型設(shè)計建造。（3）散熱器的類型及選擇計算散熱器是熱水采暖系統(tǒng)中重要的散熱設(shè)備。光管散熱器：由鋼管制成，沿溫室四周和中柱偶數(shù)布置。優(yōu)點：供回水管同一位置，散熱均勻；四周布置可有效增溫，提高溫室內(nèi)部溫度。缺點：遮光較嚴重光管散熱器散熱量Q（即為溫室最大設(shè)計負荷）可按下式計算

Q=A·KΔt·L

式中，Q：最大設(shè)計熱負荷，W；

A：每米長光管的表面積，m2

；

K：管道的傳熱系數(shù)，W/m2℃;Δt：管道內(nèi)熱媒平均溫度與室內(nèi)溫度之差，℃；

L：所需光管長度，m。每米長管道表面積

表中所列為溫室常用管徑的外表面積，其它規(guī)格管外表面積，可查有關(guān)設(shè)計手冊。不保溫管道的傳熱系數(shù)k(w/m2℃)每米長管道表面積2．鑄鐵柱型散熱器柱型散熱器是呈柱狀的單片散熱器，每片各有幾個中空的立柱相互連通。根據(jù)散熱面積的需要，可把每個單片組裝在一起形成一組散熱器。柱型散熱器根據(jù)立柱的多少主要可分為一柱、二柱和四柱三種型式。根據(jù)落地或掛墻安裝方式，分為帶腳和不帶腳的兩種式型。選擇該種散熱器時，可根據(jù)最大設(shè)計熱負荷所選擇的某種型號散熱器單片散熱量，計算出所需的片數(shù)鑄鐵圓翼型散熱器一根內(nèi)徑75mm的管子，外面帶有許多圓形肋片的鑄件。管子兩端配置法蘭，可將數(shù)根組成平行疊置的散熱器組。管子長度為750mm和1000mm兩種。熱浸鍍鋅鋼制圓翼型散熱器該類散熱器是在鋼管外繞環(huán)狀鍍鋅翼片，經(jīng)過脹管后，減小翼片和鋼管外壁的熱阻。此類散熱器質(zhì)輕、傳熱系數(shù)高。但其使用壽命較鑄鐵散熱器短。在選擇溫室內(nèi)散熱設(shè)備時，由于溫室內(nèi)相對濕度較大，最好選擇鑄鐵型散熱器，其使用壽命較長。四、溫室降溫工程僅依靠通風、空氣無降溫處理時溫室控溫能力較低控溫最大限度:室外氣溫＋1～2℃

我國絕大部分地區(qū)，夏季室外氣溫較長時期高于30℃，且太陽輻射強烈，單純依靠通風，要將溫室內(nèi)氣溫控制在大多數(shù)作物適宜的氣溫上限（30℃）以下是不可能的。必須采取通風以外的降溫措施。二個方面的降溫措施：①對進入溫室的空氣進行降溫處理②遮陽1.人工降溫的方式①機械制冷（利用壓縮制冷設(shè)備制冷）制冷量大，降溫能力強，不受外界條件限制；制冷的同時可除濕；設(shè)備投資費用與運行費用高。②冷水降溫（低溫冷水吸收空氣中的熱量）降溫效果取決于冷水溫度和水在屋面的流動情況；冷水溫度在露點溫度以下時，可除濕；需低溫水源，耗水量大；水垢清洗困難；系統(tǒng)簡單，價格低廉。③蒸發(fā)降溫（水在空氣中蒸發(fā)，從空氣中吸收熱量，降低空氣溫度）降溫效果顯著，耗水量小。比較：冷水降溫——冷水溫度12℃，吸熱后升到22℃，溫升10℃，消耗每kg冷水所吸收的熱量為41.8kJ

蒸發(fā)降溫——每kg水蒸發(fā)所能吸收的熱量為2442kJ消耗每kg水從空氣中吸收的熱量，蒸發(fā)降溫為冷水降溫的58倍?；蛟谖障嗤瑹崃康那闆r下，蒸發(fā)降溫的耗水量僅為冷水降溫的1/58④遮陽降溫

設(shè)備簡單，建設(shè)成本低，約為機械制冷降溫的七分之一；運行費用低（約為機械制冷降溫的十分之一）；缺點：降溫的同時，會增加空氣的濕度；降溫效果受氣候條件影響，在濕度較大的天氣下不能獲得好的降溫效果。蒸發(fā)降溫技術(shù)與設(shè)備已在農(nóng)業(yè)設(shè)施中廣為采用干球濕球溫度