Обогрев для теплиц расчет

Расчет системы отопления культивационных сооружений

1. Определение необходимой мощности системы отопления

1. рассматривается период минимального прихода тепла извне, то есть экстремальные условия.
2. ночной период
3. самые холодные сутки года
4. Т возд.мин. 15 о С
5. Т почв.мин. 18 о С

Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф. +/- Q почв.

Q инф. – потери тепла за счет вентиляции через различные щели и т.д.

На обогрев почвы затрачивается около 5% всего тепла, поэтому в дальнейших расчетах для простоты Q почв. опускается.

Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф.

Q огр. = k_т х S огр(Твн – Тнар)

k_т – коэффициент теплопередачи (Вт/м2 град)

k_инф =1,25 (коэффициент инфильтрации)

(Твн – Тнар) – так называемая дельта Т, разность температур внутри и снаружи теплицы (оС)

Q сист.отоп. = k_инф х k_т х S огр(Твн – Тнар)

Значения коэффициента теплопередачи

Вид ограждения

Стекло с металлическими шпросами

Два слоя стекла с металлическими шпросами

Одинарное пленочное покрытие (сухая пленка)

Одинарное пленочное покрытие (конденсат на пленке)

Двухслойное пленочное покрытие (сухая пленка)

Двухслойное пленочное покрытие(конденсат на пленке)

1) Расчет теплопотерь остекленной теплицы площадью (S) 1000 м2 (проект 810-24), Т вн. = 18оС, Т нар.=3оС

S огр. = k_огр х S_{инвентарная}

k_огр = 1,5 (для блочных теплиц)

k_т = 6,4 (табличные данные)

(МГ : для нетиповых теплиц следует сразу рассчитывать площадь поверхности теплицы, как сумму всех поверхностей, и не заморачиваться с коэффициентом ограждения.)

Q огр. = 6,4 х 1,5 х 1000 х (18-3) = 144 000 Вт = 144 кВт

Q огр. + Q инф.= 144 х 1,25 = 180 кВт

Q огр. + Q инф.=168 кВт

(МГ: то есть, чем ниже коэффициент ограждения( больше блочная теплица), тем меньше теплопотери)

2) Расчет необходимого Q сист.отоп. стеклянного ограждения блочной теплицы для условий Москвы, Т расч = -31оС

Q сист.отоп. = k_инф х k_т х S огр х (Твн – Тнар)

Q сист.отоп. = 1,25 х 6,4 х 1,5 х 1000 х (15- (-31)) = 552 кВт

Q сист.отоп. = 515,2 кВт

3) Насколько загружена система отопления (то есть должна снижаться температура воды)?

180 : 552 х 100 = 32,6%

2. Выбор типа системы отопления

Для отопления теплиц применяются:

• Трубная система отопления
• Воздушно-калориферная
• Комбинированная 50% : 50 %

Трубы отдают часть тепла в виде излучения, а часть конвективно.

Калориферы все тепло отдают конвективно, то есть тепло от труб ближе к естественному солнечному обогреву. В типовых (МГ: Антрацитовских) теплицах 8-9 кг/м2 масса самих конструкций и 14-18 кг/м2 масса труб.

В типовом проекте 810-82 заложена комбинированная система.

При использовании калориферов расход металла снижается в 4-5 раз.

Совмещенный обогрев совмещается с элементами конструкции теплицы. Совмещено – комбинированный обогрев применялся в теплицах Овощной опытной станции им. В.И.Эдельштейна, но в современных комбинатах, построенных по типовым проектам, уже не применяется.

Коэффициент теплопередачи – количество тепла, передаваемое через единицу поверхности в единицу времени при разности температур в 1 градус.

Продолжение примера расчетов

Расчет трубной системы отопления заключается в определении диаметра труб и их длины.

4) пример расчета трубной системы при температуре входящей воды 90оС, выходящей из теплицы 75оС

k _т.тр. – коэффициент теплопередачи труб. Для гладких труб k _т.тр. = 12 Вт/м2 х град

S отоп. – площадь поверхности труб

t_вн – ср. температура воды в системе (здесь = (90+75) :2)

552 000 = 12 х S отоп. х (82,5 – 15)

S отоп = 552000 : (12 х 67,5) = 681,48 м2

180 000 = 12 х 681 х (Х – 18)

(Х – 18) = 180 000 : (12 х 681)

Перепад температур должен быть в пределах 20…25оС, то есть около 50/30, чтобы при t _н = 3оС в теплице было +18оС.

5) Расчет системы отопления для типового проекта 810-99 (k_огр = 1,22) для условий Москвы (t_мин = -31оС)

Q сист.отоп. = 1,25 х 6,4 х 10 000 х 1,22 х (15 –(-31)) = 4489,6 кВт/га

Для всего шестигектарника (МГ: в данном случае не учитываются теплопотери соединительного коридора)

Q огр.= 1,22 х 60 000 х 6,4 х 46 = 21,55 мВт

Q инф. = 0,25 х 1,22 х 60 000 х 6,4 х 46 = 5,38 мВт

Q сист.отоп. = 21,55 + 5,38 = 26,93 мВт

Теплопотери через цоколь

k _т для бетона 2 Вт/м2 х град

высота цоколя 0,30 м

размеры гектарной теплицы 75 х 141 м, сторона, прилегающая к коридору, не учитывается

S цок = 0,3(75 + 141 + 141) = 107,1 м2

Q цок. = k _т. х S цок х (t_вн – t _н) = 2 х 107,1 х 46 х 6 = 59119 Вт = 0,06 мВт

3. Расчет элементов системы отопления

Расчет теплопотерь через почву (по методике для теплиц без почвенного обогрева).

Теплопотери через почву меньше всего в центре проекции теплицы и возрастают по направлению к периметру. Вся площадь теплицы условно делится на 4 зоны (см. рисунок) с шагом 2 м.

При этом значения коэффициентов теплопередачи для каждой зоны следующие:

Площадь каждой зоны в данном случае следующая:

S 1 = 141 х 2 х 2 + (71-4) х 2 х 2 = 832 м2

S 2 = (141-4) х 2 х 2 +(71 –8) х 2 х 2 = 800 м2

S 3 = (141-8) х 2х 2 + (71-12) х 2 х 2 = 768 м2

S 4 = 10000 – 832 – 800-768 = 7600 м2

Q почв. 1 = 0,465 х 832 х 46 = 17,8 кВт

Q почв. 2 = 0,232 х 800 х 46 = 8,5 кВт

Q почв. 3 = 0,116 х 768 х 46 = 4,1 кВт

Q почв. 4 = 0,07 х 7600 х 46 = 2,4 кВт

Q почв. = 17,8 + 8,5 + 4,1 + 2,4 = 32,8 кВт = 0,032 мВт/га

Q почв. сум = 0,032 х 6 = 0,2 мВт

Виды теплопотерь, мВт

значение

% от общего

Трубная система отопления

Какова должна быть поверхность системы обогрева?

Q общ. = k т х S (tср – tн)

S = Q общ./ k т х (tср – tн)

k т = 12 Вт/м2 х град

Q общ.= Q потерь = 27,19 мВт = 27 190 000 Вт

Вода от котельной 95/70 оС

S = 27 190 000 /12 х ((95+70):2 –15) = 27 190 000 /810 = 33 568 м2

Сколько км труб необходимо для 6-гектарного блока?

2 дм труба имеет поверхность 1 м = 0,18 м2

33 568 : 0,18 = 186 488 м = 186,5 км

1 пог м = 4,5 кг металла

Расположение труб отопления

50% труб располагаются в зоне растений

3 системы: надпочвенный, боковой, кровельный (МГ: как уже говорилось, сегодня различают еще и подпочвеный, и вегетационный (ростовая труба))

Боковой и кровельный обогрев жестко присоединены к магистрали, надпочвенный (М.Г.: и ростовые трубы) подсоединен с помощью гибких шлангов. Диаметр магистральной трубы 219 мм внешний и 200 мм внутренний.

Конвекторы и оребренные трубы (МГ: оребренные трубы очень трудно мыть и дезинфицировать)

Чем выше параметры теплоносителя, тем больше отдача тепла и меньше расходы металла. Применяются пластиковые и стеклянные трубы. (МГ: я видела стеклянные трубы в производстве, главный недостаток – тракторист, не вписавшийся в поворот, вдребезги разносит всю систему. Починить трудно.)

Подпочвенный обогрев

От стоек теплицы отступают 400 мм, потом шаг раскладки труб подпочвенного обогрева 800 мм. На стандартную секцию шириной 6,4 м (Антрацит) укладывают 8 труб. Для обогрева почвы нельзя использовать металлопластиковые трубы.

В ангарных теплицах применяют контурный обогрев. Подпочвенный обогрев не нужен только в теплицах с водонаполненной кровлей (МГ: в производство такая конструкция не пошла, но одно время испытывалась на Овощной станции ТСХА), так как вода излучает тепло и не дает выхолаживаться почве.

Распределение труб в теплице.

В целом 45 км /га, 6 труб боковое отопление (2592 м, отдельный стояк), регистры (калачи) длиной 36/ 72 м.

Надпочвенный обогрев 12 672 м

Подкровельный обогрев 45 – 12,6 – 2,5 = 29,9 км

При пролете длиной 75 м получается 1359 м на пролет (22 пролета в стандартной Антрацитовской теплице) или 18 труб.

Это создает значительное затенение, поэтому по 2 трубы с кровли (4 с пролета), то есть 6,6 км, добавили вниз к стойкам для надпочвенного обогрева.

Вверху осталось 14 труб.

Распределение труб по системам отопления

Источник статьи: http://www.gidroponika.su/gidroponika-teorija.html/48-teplicy/110-otoplenie-teplic.html

Электрообогрев теплицы — выбор оптимальной системы отопления

В этой статье: чем обогреть домашнюю теплицу, сравнительный анализ электрических теплоносителей и выбор оптимальной системы отопления, руководство по монтажу электропрогрева почвы, самый экономный обогреватель и правильная теплоизоляция теплицы.

Конец зимы — это начало головной боли у любителей-огородников, которые используют теплицы и парники для выращивания рассады и овощей. Для того чтобы теплица успешно функционировала, в ней необходимо поддерживать нужный растению температурно-влажностный режим. Способов прогреть теплицу существует достаточно много, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Как правило, в домашних теплицах наиболее популярны электрические системы отопления. Популярность электрического обогрева в тепличных хозяйствах обоснована экономическими факторами, делающими такую систему самым оптимальным способом добиться прибыли и высокого урожая.

Преимущества электрических систем отопления:

• Высокий КПД и быстрая окупаемость.
• Чистота микроклимата (отсутствие газов и вредных испарений).
• Полная автоматизация, независящая от человеческого фактора.
• Надежность.

Ниже мы рассмотрим несколько популярных вариантов электрического обогрева и выберем самый экономный и оптимальный для развития растений способ.

Электрокалорифер

Электрообогреватель с закрытыми нагревательными элементами и вентилятором, для лучшей циркуляции теплого воздуха, как правило, имеет два режима работы и снабжен термостатом. Мощность калориферов, выпускаемых для теплиц, колеблется от 1,1–5 кВт.

Преимущества

Благодаря вентилятору, в теплице происходит непрерывная циркуляция воздуха, что значительно снижает риск развития грибковых заболеваний у выращиваемых культур. Чувствительный термостат позволяет отрегулировать необходимый для растений микроклимат с точностью до одного градуса. Также хотелось бы отметить возможность использования электрокалорифера в качестве вентилятора. После зимних морозов во второй половине весны для нормального развития растений достаточно солнечного тепла, которое поступает снаружи. Помимо тепла растению, во избежание грибковых заболеваний, крайне необходима хорошая циркуляция воздуха. Все электрокалориферы, произведенные под нужды теплиц, снабжены режимом вентилирования без нагревательных элементов. На некоторых современных моделях заложено два режима скорости вентилятора. Доступная цена, простота эксплуатации и автоматический режим обогрева делают электрокалорифер довольно выгодным для использования в небольших домашних теплицах .

Недостатки

Если теплица небольшая, то один калорифер вполне справляется со своей задачей. С увеличением объема теплицы он не способен полноценно обеспечить нужный для растений микроклимат. Для нормальной циркуляции теплого воздуха его нужно периодически переносить на другое место или ставить еще один обогреватель. Увеличение числа обогревателей приводит к повышенному потреблению электроэнергии, что увеличивает общую стоимость выращенных овощей.

Ненадежность — к сожалению, не каждая модель калорифера выдерживает без ремонта сезон отопления теплицы. Вызов мастера повышает общие затраты на продукт.

Основной недостаток калорифера — невозможность прогрева самой почвы. Теплые круговые потоки, образуемые работой вентиляторов, не касаются земли и, соответственно, не греют почву и небольшую воздушную прослойку над ней. Холодная почва тормозит приживаемость и развитие любого вида растений.

Но из этой ситуации есть выход: для того, чтобы почва в теплице была теплей, саму теплицу необходимо углубить в землю — чем ниже уровень, тем выше температура почвы.

Также можно сделать прогрев почвы нагревательными проводами, но к ним мы вернемся чуть позже.

Во многих теплицах используют конвекционные обогреватели и трубчатые системы отопления, работающие от котла с электрическим тэном. Функцию они свою выполняют, но КПД у них ниже, чем у электрокалориферов.

Инфракрасные потолочные обогреватели

Представьте себе, что в теплице у вас свое персональное солнце, и тогда поймете принцип работы инфракрасного обогревателя. Так же как и солнце, он сначала греет почву, а потом окружающий воздух. Технические характеристики и принцип работы этого прибора подробно описаны в нашей статье , поэтому просто перечислим его достоинства и недостатки.

Преимущества

Энергоэффективность — при малом потреблении электричества прогревают достаточно большой объём воздуха.

Простота установки — небольшие размеры и малый вес способствуют быстрой установке, не прибегая к помощи специалистов.

Высокая экологичность и безопасность — инфракрасные обогреватели создают естественное тепло, которое не сушит воздух, полное отсутствие вредных испарений и газов очень благоприятно сказывается на росте и развитии растений. Благодаря своему конструктивному исполнению, на инфракрасном обогревателе отсутствуют причины самовозгорания, что позволяет оставлять его без присмотра на продолжительное время.

Автоматизация — так же как и калорифер, снабжен термостатом, что повышает экономию электроэнергии и эффективность обогрева.

Надежность — качественные комплектующие и высокая технология производства гарантирует безаварийный режим работы в течение нескольких лет.

Недостатки

Высокая цена. Этот недостаток относителен, так как благодаря своей надежности и экономичности инфракрасные обогреватели через два года полностью окупаются и довольно долгое время работают в чистую прибыль, в отличие от остальных типов электрообогревателей.

Отсутствие вентиляции — циркуляции воздуха, возникающей при использовании инфракрасного обогревателя, не хватает для обеспечения нормальной вентиляции теплицы, поэтому желательно ставить вентилятор. Хорошая вентиляция и циркуляция воздуха важна для любой теплицы, независимо от типа электронагревательного прибора.

Электропрогрев почвы

Для того чтобы скорее получить урожай и сэкономить на обогреве теплиц, достаточно рационально использовать систему электропрогрева почвы теплицы. Принцип его работы прост: нагревательные провода укладываются в грунт, и с помощью понижающего трансформатора по ним пропускается электрический ток.

На сегодняшний день продаются готовые комплекты нагревательных проводов с термостатом, которые работают от 220 вольт. КПД прогрева почвы очень высокий, что позволяет добиться урожая в кратчайшие сроки, приживаемость растений также очень высока. Эффективнее всего использовать прогрев почвы с другими видами обогрева.

Укладка нагревательных проводов

Для примера рассмотрим укладку комплекта Green Box Agro-400, хорошо зарекомендовавший себя при использовании в домашних теплицах. Расход электроэнергии такого провода в пределах 50–90 Вт на м2:

• По всей обрабатываемой площади теплицы вынимается слой почвы в 25 см.
• Дно полученной выемки должно быть ровным, на него укладываем защитную сетку.
• Выдерживая расстояние в 15–20 см, укладываем провод по всей площади котлована. Необходимо обязательно закреплять нагревательный провод шпильками, идущими в комплекте, иначе при соприкосновении друг с другом провод сгорит.
• Засыпаем нагревательный провод песком, слой которого не должен превышать 5 см.
• Сверху на песке раскладываем защитную оцинкованную сетку, поверх которой набрасываем выкопанный грунт.
• В соответствии со схемой, идущей в комплекте, подключаем провод к термостату, который, в свою очередь, подключен к автомату защиты на 220 В. Схема подключения проста и с ней легко справится человек, имеющий элементарные познания в физике и основах электротехники.

Описанный выше способ идентичен для всех видов нагревательных проводов. В случае если нагревательные провода работают через понижающий трансформатор, то можно обойтись без оцинкованной защитной сетки.

Во всех комплектах нагревательных проводов для теплиц заложена дополнительная оплетка, которая служит экранированием и в обязательном порядке должна быть заземлена. Игнорирование этого условия может повлечь за собой несчастный случай вплоть до летального исхода.

Собрав все вышеописанные факты воедино, можно выбрать наиболее оптимальную систему отопления домашних теплиц. Критерии выбора оптимальной системы: расходы на электроэнергию и обслуживание, факторы, благоприятно влияющие на развитие растений, также учитывается время работы в чистую прибыль после самоокупаемости. Подсчитав все это можно увидеть следующую картину. Максимально эффективная система — это потолочные инфракрасные обогреватели, далее с потерей эффективности идёт: электропрогрев грунта, электрокалориферы и трубчатые системы, работающие от котла с электрическим тэном.

В зависимости от региональных условий, имеет смысл использовать комбинированные системы отопления, электропрогрев грунта плюс калорифер или инфракрасный обогреватель.

Но получение тепла — это не самая важная задача, главное его сохранить и сделать так, чтобы необходимости в нем было как можно меньше.

Советы по теплоизоляции теплицы

1. Двойной слой пленки — воздушная прослойка между слоями уменьшит потери тепла на 25%.

2. Правильный выбор месторасположения теплицы — расположить теплицу так, чтобы южная сторона была полностью открыта для солнечных лучей. Северную сторону необходимо расположить под стенкой какого-то капитального строения.

3. Дополнительное утепление — ночью и во время сильных морозов утеплять наружные стенки теплицы матами или ветошью.

4. Прослойка компоста между землей и почвой теплицы — при устройстве теплицы желательно выложить слой компоста, а потом слой почвы теплицы. При попадании влаги компост выделяет тепло, которое препятствует теплообмену почвы теплицы и почвы земли.

5. Правильный подбор системы отопления — при выборе учитывать региональные параметры и необходимую для благоприятного развития растения, температуру.

6. Зимой для экономии электроэнергии в дневное время суток рационально использование зеркальных поверхностей для отражения солнечного света на северную сторону теплицы.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/rmnt/elektroobogrev-teplicy—vybor-optimalnoi-sistemy-otopleniia-5ee6655025926f58699e730f

Вам также может понравиться

Декоративный бассейн на даче: творческий подход к созданию и комфорту отдыха

Лето — время, когда мы стремимся побегать по

Строительство и ремонт сауны на даче: Здоровье и релаксация в окружении природы

Собственная дача является прекрасным местом для отдыха

Ящики с землей для теплицы

Почему эффективны ящики в теплице? В настоящее время

Ящики пластмассовые для клумбы

Клумба из ящиков: фото, идеи, как сделать своими руками