Расчет теплопотерь для теплицы

Нормы расхода тепла на теплицы

Нормы расхода тепла на теплицы

Если для временной сезонной теплицы устанавливать системы обогрева не требуется, то круглогодичная конструкция требует обязательного отопления. Причем очень важно рассчитать нормы расхода тепла для теплицы заранее. Делается это для того, чтобы не потратить лишние деньги на излишнее дополнительное оборудование. Или же, наоборот, наладив минимальный обогрев, не заморозить растения.

Тепловой расчет теплицы – важная ступень в планировании всего будущего сооружения.

Правила проектирования системы отопления в теплицах

Главная задача отопления теплицы – создание необходимого микроклимата для растений. В понятие «необходимого микроклимата» входит поддержание заданных температур воздуха и почвы. «Наобум» правильно организовать этот процесс не получится.

Теплоснабжение можно наладить за счет использования таких ресурсов:

• вторичные энергоресурсы;
• тепло геотермальных вод;
• от ТЭС, АЭС, ТЭЦ;
• собственные источники тепла.

В капитальных круглогодичных теплицах лучше организовывать водяное отопление или комбинированное отопление (водяное в сочетании с воздушным). Также не лишним будет наладить обогрев почвы. Комбинированное отопление применяют в тех регионах, где столбик термометра зимой опускает ниже -20 градусов.

Если теплица однопролетная, то на долю воздушного обогрева должно приходиться до 35-50 процентов вырабатываемого тепла. В многопролетных теплицах нагрузка на воздушное отопление снижается до 20-40 процентов от общего расхода тепла зимой.

Теплопотери теплицы

Расчет отопления теплицы не может происходить без учета теплопотерь, которые неизбежны. Теплица, как бы хорошо она не была герметизирована, не в состоянии удерживать все тепло.

Тепло пропускается через щели, форточки и дверь, вентиляцию, грунт, если нет искусственного обогрева почвы, и через обшивку и цоколь сооружения.

Для точного определения количества теплопотерь применяется специальная формула. Теплопотери находятся путем умножения общей площади поверхности теплицы на коэффициент теплопроводности материала (свой для каждого укрывного материала) и на максимальную разность температур между необходимой в теплице и самой холодной на улице.

Теплопотери = Площадь поверхности * К * Разность температур.

Коэффициент теплопроводности укрывных материалов имеет следующие постоянные значения:

• 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;
• пленка полиэтиленовая одинарная – 10;
• пленка полиэтиленовая двойная — 5,8;
• пленка двойная дутая — 3,5.

Коэффициент теплопроводности фундамента или железобетонного цоколя равен 2.

Нюансы расчета тепловой необходимости для теплицы

Факторов влияющих на то, сколько именно тепла потребляет теплице, сколько она теряет, и до какой именно отметки придется нагревать теплоносители множество. В расчет берутся далеко не все, только основные, либо же основываются на средних данных. Итак, принято считать, что:

• температуру в помещении рассчитывают так, как будто все время ночь, и она не прогревается за счет солнечного света;
• значение уличной температуры – самое низкая отметка, зафиксированная ночью зимними месяцами;
• не берутся в расчет теплопотери и теплоотдача через грунт;
• чаще всего среднюю температуру почвы приравнивают к средней температуре воздуха, хотя первую величину считают по площади, а вторую – по объему;
• влажность воздуха и содержание углекислого газа в нем не учитываются;
• считается, что вентиляция в помещении естественная;
• все расчеты делают так, как будто в помещении нет растений, и они никак не влияют на теплоотдачу и теплопотери;
• за точку отправления принимают то, что изначально установлена самая оптимальная система отопления, хотя конфигурация может быть любой, в том числе и ошибочной.

Как рассчитать мощность котла для теплицы

Какой бы вид отопления не был выбран, в любом случае отапливать теплицу дорого. Несмотря на качественную герметизацию, больших потерь тепла не избежать, а, значит, и топить надо усиленно. Иначе растения замерзнут.

Тот или иной котел выбирается на основе точных подсчетов всех потерь и требуемой нагрузки. Также надо обращать внимание на КПД самого котла и на то, на каком топливе он работает. Все эти данные позволяют рассчитать пиковую нагрузку на отопительную систему теплицы.

Кстати, при выборе котла нужно учесть тот факт, что его максимальная мощность должна превышать рассчитанный максимум на 20 процентов. В случае чего проще убавить с помощью терморегулятора отопление, чем покупать дополнительный котел.

Еще специалисты советуют брать два котла, чтобы они работали на 60-70 процентов своей мощности. Либо же один из них использовать как запасной на случай поломки основного.

Расчет отопительной системы

Расчет отопительной системы теплицы производится по следующей формуле:

Q системы отопления = K (коэффициент теплопроводности укрывных материалов) * (Т самая возможная низкая температура на улице – Т самая высокая в помещении) * k инфильтрации, то есть потери тепла через щели. Коэффициент инфильтрации в основном равен 1,25. Для заводских теплиц его в расчет не принимают.

Для примера произведем расчет отопления теплицы из поликарбоната. Общая площадь укрывного материала пусть будет равна 150 кв. м. Укрывной материал – однокамерный сотовый поликарбонат толщиной 8 мм. Для него К будет равен 3,3 Вт/м2С. Температуру в теплице нужно поддерживать на уровне 16 градусов. В данных широтах столбик термометра опускает до -30 градусов. Дельта температур будет равна 46 градусам. Инфильтрация присутствует, берем стандартное значение k – 1,25.

В итоге получаем: 3,3*46*1,25=28,5 кВт.

Если теплица такого же размера выполнена из стекла, то тепла ей понадобится почти в два раза больше – 51,75 кВт. Пленочная конструкция потребует систему отопления с производительностью до 83 кВт.

Формулу можно приметь и для обратного расчета. Если у вас уже есть котел, то вы сможете с ее помощью рассчитать, какие размеры должны быть у будущей теплицы, и чем именно ее следует укрыть.

Особенности расчета и проектирования отопления теплицы

Техническое задание, где будут произведены все работы по расчету отопления и указаны наиболее оптимальные варианты котлов, виды отопления и все затраты на его установку, можно составить самому либо заказать в соответствующих инстанциях. Самостоятельно это сделать дешевле, но гораздо более хлопотно. Доверить кому-либо проще, но дороже.

Техническое задание надо составлять подробно. Оно может быть двух видов. В первом случае вся система отопления будет базироваться на конкретной сумме, которую Вы готовы на это потратить. Во втором – отправной точкой будет служить создание комфортных условий для растений с использованием подходящего варианта системы отопления и нормы расчета тепла для теплицы.

В этом видео вы узнаете как не надо делать отопление в теплице

Расчетом отопления теплицы надо заниматься всесторонне и основательно. Это поможет в зимний период избежать массы проблем, а также сэкономить, не ставя совершенно ненужные нагревательные приборы. Следуя нашим советам, вы сможете отопить теплицу наиболее рационально, а ваш урожай будет качественным и принесет хорошую прибыль, что, в свою очередь, быстро окупит все понесенные затраты.

Источник статьи: http://seeds.adstores.ru/article/normy-rashoda-tepla-na-teplicy

Расчет теплопотерь теплицы

Чтобы правильно подобрать печь булерьян или буржуйку для отопления теплицы, важно правильно подсчитать ее теплопотери.

Теплопотери теплицы состоят из:

1. Потери через ограждение (пленка, стекло, поликарбонат и т.д.)
2. Потери через грунт
3. Потери через инфильтрацию (вентиляция, щели, двери, окна).

1. Потери через ограждение

Львиная доля — это потери через ограждения. Расчитать их можно по формуле:

Теплопотери ограждения = Площадь поверхности * К * Разность температур(°C) , где:

Площадь поверхности — вся внешняя поверхность теплицы.

Разность температур — максимальная разница между планируемой температурой теплицы и минимальной наружной температурой, когда теплица будет использоваться.

К — коэффициент теплопроводности материала теплицы. Измеряется в Ватт/м.кв.*К (1 градус). Показывает, сколько Ватт теряет 1 м.кв. поверхности при разнице температур в 1 градус.

Для самых популярных материалов это:

• Пленка в 1 слой = 7,5 Ватт/м.кв.*К
• Пленка в 2 слоя с подушкой = 3,5 Ватт/м.кв.*К
• Стекло в один слой = 6 Ватт/м.кв.*К
• Стеклопакет однокамерный = 1,9 Ватт/м.кв.*К
• Поликарбанат: однокамерный 4мм — 3.9 Ватт/м.кв.*К; однокамерный 6мм — 3.6 Ватт/м.кв.*К ; однокамерный 8мм — 3.3 Ватт/м.кв.*К ; однокамерный 10мм — 3.0 Ватт/м.кв.*К ; двухкамерный 16мм — 2.3 Ватт/м.кв.*К ;

2, 3 — Грунт и инфильтрация

Точный расчет этих теплопотерь довольно сложный. Например, для грунта, площадь поля нужно делить на участки по 2 метра вдоль периметра (потери возле стен больше, к центру меньше). При расчете инфильтрации нужно учитывать направление и скорость преобладающих ветров в регионе, и т.д.

Для учета этих теплопотерь можно воспользоваться средними значениями:

• — потери через грунт + 5-10%
• — инфильтрация + 10-20 %

Общий запас

Для минимизации рисков (если температура опустится ниже характерной для времени года и т.д.), рекомендуем брать запас минимум 20% от полученных в результате расчета теплопотерь.

Источник статьи: http://teplovoz.ua/blog/raschet-teplopoter-teplitsy.html

Расчет системы отопления теплиц

Расчет системы отопления культивационных сооружений

Конспект лекций В.В.Климова по энергетике теплиц,
предоставлен экспертом ассоциации овощеводов Латвии
«Latvijas dārznieks»,
уважаемой Марите Гайлите
для сайта GreenHouses.ru

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. 15оС
5. Т почв.мин. 18оС

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

Стекло с металлическими шпросами

2 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

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://seleko.ru/likbez/2016-07-14/novaya-zapis-3