Расчет отопления теплицы

Для того, что бы определить количество энергии, необходимой для отопления жилого дома, необходимо взять 1 кВт энергии на 10 м2. Когда речь идет о теплицах, тут необходимо в расчет брать проводные характеристики самой конструкции теплицы. Стены намного лучше сохраняют тепло. В отличие от жилых помещений, теплицы требуют в разы больше энергии.

При нормальных условиях, отопление должно в полной мере восполнять потери тепла. Регулируется система с помощью автоматических или ручных контроллеров.

Потери тепла теплицы

Основные потери теплицы:

• 20-25% тепла уходит через щели, вентиляцию, зазоры, в местах соединения теплицы и фундамента
• 3-5% тепла уходит через грунт, чем дальше от центра теплицы — тем больше потери
• львиная доля тепловых потерь идет через ограждающие конструкции (цоколь, обшивку и т.д.)

Необходимо обратить внимание на теплопроводность обшивочного материала.

Для более удобного расчета количества необходимой энергии, нужно произвести расчеты по формуле:
Q _{сист.отоп.} = kт х S_огр х (Т_вн – Т_нар) х k_инф

Характеристики основных материалов ( Вт/м2 х °С):

• однокамерный сотовый поликарбонат 4 мм — 3,9
• однокамерный сотовый поликарбонат 8 мм — 3,3
• двухкамерный сотовый поликарбонат 16 мм — 2,3
• стекло одинарное 3 мм — 6
• стеклопакет однокамерный — 2
• плёнка полиэтиленовая одинарная — 10
• плёнка полиэтиленовая двойная — 5,8
• плёнка двойная дутая — 3,5
• фундамент/цоколь железобетонный — 2

kт — это коэффициент теплопередачи обшивки (выбираем из списка выше).
S_огр — общая площадь стен + площадь кровли.
Т_вн– Тнар — это дельта температур, суммарный перепад между наружной и проектной внутренней. Данные о сезонных температурах можно взять из нормативных документов по отоплению зданий, например, СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
k_инф — коэффициент инфильтрации, отображающий потери тепла через неплотные примыкания и зазоры (в среднем равняется 1,25). Для качественных фабричных теплиц он может не применяться.

Попробуем рассчитать на примере. Предположим, у нас имеется теплица с суммарной площадью обшивки 150 м2. В качестве укрывочного материала используется поликарбонат толщиной 8 мм (3,3 Вт/м2 •°С). Внутри нам нужно иметь температуру более +16 градусов, минимальная пиковая температура для конкретного региона может достигать -30 градусов (дельта составит 46). Инфильтрация возможна, поэтому коэффициент используем.

Q _{сист.отоп.} = 3,3 х 150 х 46 Х 1,25 = 28,5 кВт
Для аналогичной теплицы из одинарного стекла потребуется котёл или, например, дровяная печь-булерьян мощностью 51,75 кВт (Q сист.отоп. = 6 х 150 х 46 Х 1,2). Соответственно, плёночное сооружение будет ещё «прожорливее» — необходимо создать систему производительностью порядка 83 киловатт.

Обратите внимание:

• Рассчитывается исключительно естественная вентиляция
• При расчете используется самая низкая температура за зиму
• Средняя температура рассчитывается средней по объему а температура почвы — по площади
• Растения, которые будут выращиваться в теплице в расчет не берутся
• Тепло от солнца в расчет не идет
• Потеря тепла через почву минимальная, как правило в расчет не берут

Рекомендуется использовать котлы на 20% больше, с запасом.

Как рассчитать отопление в теплице?

Рассчитать отопление для теплицы можно по специальной формуле. Вот она: Q = 1.1*L*F*K*Кинф*(tвн-tнар).

Калькулятор расчёта отопления теплицы онлайн

Q — это сам окончательный коэффициент;

L — это коэффициент ограждения в теплице;

F — это инвентарная площадь (м2);

K — это остеклененные поверхности теплопередачи;

Кинф — это инфильтрационный коэффициент;

tвн — это температура в здании;

tнар — это средняя температура в теплице.

Данные нужно знать если не точные, то максимально приближенные к точным, чтобы не ошибиться.

Думаю для успешного занятия растениеводством нужно знать температурный режим роста тех растений, которые вы собрались выращивать. Есть общеизвестная информация о том, что корни растений перестают расти и развиваться при температуре ниже 9 градусов. Из этого следует, что в ночной период температура не должна опускаться ниже этой отметки категорически. Ну конечно если вы собрались выращивать плодовые растения то там температурный режим намного выше. Рассчитать просто так с фонаря сложно, нужно знать какой метод обогрева будет использоваться, так как по эффективности методы разные и имеют побочные действия, нужна информация о топливе которое будет использоваться и конечно размеры самой теплицы. Проще всего денек другой непосредственно следить самому за нужной температурой в период обогрева и составить свой собственный индивидуальный график в соответствии с режимом день/ночь.

Еще вопросы по вашей теме:

Оставить комментарий

Словарь строителя :: Вопросы по ремонту :: Калькуляторы :: Спецтехника :: Разное

2006 — 2017 © пользовательское соглашение :: связь с администрацией сайта max@remotn.ru

СТАТЬИ    ЭНЦИКЛОПЕДИЯ САДОВОДА    БИБЛИОТЕКА    КАРТА ПРОЕКТОВ    ССЫЛКИ    О ПРОЕКТЕ   

2.2. МЕТОДЫ ПРИБЛИЖЕННЫХ РАСЧЕТОВ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ТЕПЛИЦ

Наиболее часто уравнения теплового баланса используют для расчета мощности (теплопроизводительности) системы отопления. При этих расчетах не учитывают солнечную радиацию (ночной режим), потери тепла на вентиляцию. В начальный период развития растений теплообменом с растениями ввиду его незначительности пренебрегают. В этом случае система отопления воздуха должна компенсировать теплопотери через ограждение и на инфильтрацию. При отсутствии системы обогрева почвы учитывают и теплопотери через грунт:

Q_oт.в = Q_oгp + Q_инф + Q_почв. (9)

В расчетных формулах внутреннюю температуру воздуха для зимних теплиц принимают равной 15 °С, температуру наружного воздуха — равной средней многолетней для самых холодных суток для данного географического района и периода эксплуатации.

Для упрощения расчетов теплопотери через почву, так же как и потери на инфильтрацию, выражают в долях теплопотерь через ограждение (в среднем 0,03).

Тогда общая теплопроизводительность системы, кВт, отопления

Q_oт.в=1,23К_oгpК_TS_Т(t_ВН-t_Н•1000.(10)

Если в теплице проектируется и система обогрева почвы, теплопроизводительность системы обогрева почвы рассчитывается без учета теплопотерь через почву:

Q_oт.в=1,2К_oгpК_TS_Т(t_ВН-t_Н•1000.(11)

где К_огр — коэффициент ограждения теплицы [см. формулу (3)]; К_т — коэффициент теплопередачи, принимаемый в соответствии с указаниями в формуле (3); S_Т — площадь теплицы, м²; t_вн — температура воздуха в теплице, °С; t_н — расчетная температура наружного воздуха, °С.

Для расчета системы отопления почвы используют нормативный коэффициент:

Q_oт.п=0,06Q_oт.в.(12)

Конструктивный расчет систем отопления теплиц проводят в зависимости от выбранного типа системы. Если теплицу предполагается отапливать при помощи металлических труб с циркулирующим теплоносителем, определяют необходимое количество труб, их массу и расположение в теплице. При расчете воздушно-калориферного отопления определяют количество агрегатов и их расположение в теплице.

Количество агрегатов для обогрева теплицы устанавливают но обеспеченности необходимой суммарной теплопроизводительности:

N=Q_от.в/(Q_агрК_з)

где Q_от.в — необходимая теплопроизводительность системы отопления, кВт; Q_агр — теплопроизводительность отдельного агрегата, кВт (табл. 4 и 5); К_з -коэффициент запаса, равный 1,15.

Таблица 4. Технические данные воздушно-отопительных агрегатов

Таблица 5. Основные технические данные теплогенераторов и воздухонагревателей

При расчете водотрубной системы отопления вначале определяют требуемую площадь поверхности, м², отопительных приборов

S_OT = Q_ОТ.В•1000/(К_от(t_от.ср — t_вн)),(14)

где Q_от.в — необходимая теплопроизводительность системы отопления воздушного шатра, кВт; К_т — коэффициент теплопередачи для труб, равный 12 Вт/(м²•°С) для гладких труб, 10 Вт/(м²•°С) для полиэтиленовых труб подпочвенного обогрева и 6 Вт/(м² -°С) для стальных сребренных труб; t_от.ср средняя температура труб в системе отопления, которая зависит от температуры теплоносителя:

для перепада температур в системе отопления 45-35 С (подпочвенный обогрев)

t_от.ср = (45+35)/2=40°С;

для перепада 95-70 °С

t_от.ср=(95+70)/2=82,5°С;

для перепада 130-70 °С

t_от.ср= (130+70)/2=100 °С;

для перепада 150-70 °С

Q_от.ср=(150+70)/2 =110°С;

t_ВН — расчетная температура, воздуха в теплице, °С.

Ддя системы отопления используют трубы диаметром условного прохода (внутренним) 25, 32, 40, 50, 70, 80 и 100 мм. Общую длину, м, труб определяют по формуле L=S_от/S_тр,(15)

где S_OT — площадь поверхности 1 м трубы (табл. 6) . Температурные графики систем отопления определяются в технических условиях на стадии проектирования теплицы энергоснабжающими организациями. В графике указывается температура первичного и вторичного теплоносителя для расчетной температуры наружного воздуха.

Таблица 6. Технические данные стальных и стеклянных отопительных труб

В качестве примера рассчитаем систему отопления для блочной остекленной теплицы площадью 1000 м² для условий эксплуатации в Подмосковье.

Теплопроизводительность системы отопления воздуха зимней блочной теплицы

Q_oт.в=1,2К_oгpК_TS_Т(t_ВН-t_Н.Р)•1000=1,2•1,3•6,4•1000(15+31)•1000=459,26 кВт. (16)

Требуемая поверхность отопительных приборов (труб) при отопительном графике 130-70 °С составит

S=Q•1000/[К_от(t_от.ср)-t_вн]=459,26•1000/[10(100-15)]=540,3 м². (17)

Общая длина труб внутренним диаметром 51 мм для теплицы

L=S_от/S_тр=540,3/0,16=3376,9 м. (18)

При расчете системы отопления индивидуальной пленочной теплицы вначале необходимо уточнить, в каких условиях будет работать проектируемая системама. Если теплица предназначена для ранней эксплуатации, что предполагает покрытие ее пленкой и включение системы отопления в апреле, то нужно в расчетах принимать температуру наружного воздуха, равную -15 С. При поздних сроках эксплуатации (май, июнь) достаточно обеспечить защиту растений от возвратных заморозков (до -5 °С). И в том, и в другом случае внутреннюю температуру принимают для огурцов +12 °С, для томатов +8 °С, для зеленньЪс культур +5 °С.

Рассчитаем потребную теплопроизводительность системы отопления для ранних и поздних сроков ввода в эксплуатацию пленочной теплицы типа «Урожай». Вначале определим коэффициент ограждения теплицы. Площадь ограждения теплицы (рис. 24) образуют боковые и торцевые стены и кровля, суммарная их поверхность

S_огр=1,4•12,2+1,15•2+2,1•0,5=27,3 м². (19)

Коэффициент ограждения

К_огр = S_oгp/S_T=27,3/(2,1•4)=3,25.

(20)

Рис. 24. К расчету коэффициента ограждения теплицы ‘Урожай’

Требуемая производительность системы отопления для раннего периода эксплуатации без системы отопления почвы

Q_отв = 1,23К_огрК_TS_Т(t_ВН-t_Н)/1000 = 1,23•3,25•7,5•8,4(12+15)/1000 = 6,8 кВт.(21)

Система отопления для поздних сроков эксплуатации (для защиты растений от возвратных заморозков) будет значительно меньшей мощности (при условии поддержания в теплице температуры +5 °С):

Q_OTB=1,23•3,25•7,5•8,4(5+5)/1000=2,52 кВт.(22)

Можно решить и обратную задачу, т. е. определить возможную защищенность растений при установке в теплице нагревательного устройства заданной производительности. Рассчитаем, какую температуру может обеспечить в теплице электротепловентилятор «Ветерок» мощностью 1,25 кВт при температуре наружного воздуха -5 °С. Воспользуемся формулой (10) для определения теплопроизводительности системы отопления:

Q_отв = 1,23К_огрК_TS_Т(t_ВН-t_Н)/1000.(23)

Отсюда

t_вн = 1000 Q_ОТВ/(1,23К_огрК_TS_T+t_Н=1250/(1,23•3,25•7,5•8,4)-5°С =-0,04 °С. (24)

Расчет показал, что указанное нагревательное устройство может быть использовано в теплице для защиты от заморозков до -5 С.

Систему отопления почвы обычно не рассчитывают, а выбирают по аналогии с промышленными типовыми теплицами.

Расчет потребности в энергии для отопления теплиц

При использовании водотрубной системы из полиэтиленовых труб их располагают с шагом 0,75—0,80 м в овощных теплицах и 0,4 м в рассадных. Более подробно об устройстве отопления почвы будет рассказано ниже.

В индивидуальных теплицах с обогревом воздуха мощность системы отопления почвы принимается равной 40-50 Вт/м², без обогрева воздуха 80-100 Вт/м².

Систему вентиляции также специально не рассчитывают, а используют нормативные коэффициенты, полученные опытным путем. Для систем с естественной вентиляцией доля раскрывающихся фрамуг должна составлять 5-10% площади ограждения для центральных районов и 10-15% для южных районов. Для проектирования побудительной вентиляции при помощи электровентиляторных агрегатов пользуются нормативной кратностью воздухообмена. Для индивидуальных теплиц расчетная подача вентиляторов должна составлять не менее 1 м³/мин на 1 м² плдщади теплицы, для промышленных типовых теплиц блочного типа — 1,5 м³/мин, для ангарных теплиц — 2 м³/мин.