ЛиС ФИТО
Гость admin

Лекции В.В.Климова по энергетике теплиц

Оцените эту тему

6 сообщений в этой теме

Теплотехнические расчеты для теплиц и парников.


Важным фактором в деле получения хорошего урожая в теплицах и парниках является достаточное и правильное отопление.
Расход тепла на отопление теплицы определяется следующей формулой:
Формула: Расчет расхода тепла в теплице.

Где
L - коэффициент ограждения
F - инвентарная площадь в м2
K - коэффициент теплопередачи остекленных поверхностей (принимается равным 5,5 ккал/м2 * час);
tвн - температура внутри сооружения (принимается равной: для овощных отделений +18°, для рассадных отделений +25°);
tнар - средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток (принимается по СНиП II-A-62 «Строительная климатология и геофизика»);
Кинф - коэффициент инфильтрации.

Таблица: Расчет отопления теплицы: Коэффициент инфильтрации.

При определении мощности котельной для полученного значения теплопотерь рассчитывают количество нагревательных приборов в теплице в зависимости от принимаемой системы обогрева и подбирают количество и мощность котлов.

Расчет мощности котельной: Формула.

Где
Qкот — расчетная мощность котельной в ккал/час;
1,13 — коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях и собственные нужды котельной;
Суммарное количество тепла: Отопление теплицы. — суммарное количество тепла на отопление всех сооружений и технологические нужды.

Часовой расход топлива определяют по следующей формуле:

Часовой расход топлива: Отопление теплицы.

Где
В — часовой расход топлива в кг/час.

Для определения годового расхода топлива используют следующую формулу:

Годовой расход топлива: Отопление теплицы.

Где
G — годовой расход топлива в кг/год;
β- коэффициент запаса;
tср*от - средняя наружная температура за отопительный период в градусах (принимается по СНиП II-A-62 «Строительная климатология и геофизика»);
н — теплотворная способность топлива (низшая) в ккал/кг;
m - продолжительность отопительного периода в часах.

Источник: www.fermersha.ru

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Конспект лекций В.В.Климова по энергетике теплиц

Материалы предоставлены
экспертом ассоциации овощеводов Латвии
"Latvijas dārznieks",
уважаемой Марите Гайлите
для сайта GreenHouses.ru

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Энергетика теплиц: основные понятия

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

Коэффициент светопроницаемости сооружения (%) характеризует условия освещенности в сооружении по сравнению с атмосферой наружного воздуха. Зависит:

от светопрозрачности материала

от степени загрязнения сооружения в целом

от наличия непрозрачных элементов

от угла наклона сооружения

от ориентации по сторонам света

Кпр = Ки γ(1 – η) (1- р)

где

К пр – интегрированный коэффициент проницаемости светопрозрачного ограждения для перпендикулярно падающих лучей (0,8 – 0,9)

γ  - коэффициент, зависящий от угла падения лучей

η - коэффициент загрязнения (относительная единица, = 0 для чистого материала =0,5 максимально в настоящее время (восьмидесятые годы прошлого века)

Потеря 1% освещенности снижает урожайность на 1%!

р - коэффициент затенения непрозрачными элементами, не должен превышать 0,25 для зимних теплиц и 0,15 для пленочных

Ки γ – зависимость светопроницаемости от угла падения лучей

Материал

20о

30о

40о

50о

60о

70о

80о

90о

Стекло

0,89

0,89

0,88

0,86

0,81

0,70

0,48

0

Пленка

0,91

0,90

0,89

0,87

0,8

0,73

0,53

0

Коэффициент огражденияог) – отношение поверхности ограждения сооружения к его площади ((поверхность стен + торцы + кровля)/площадь сооружения). Характеризует расход материалов на единицу площади, расход тепла, расход стекла, пленки.

Варьирует от 2,5 до 1,

у ангарных теплиц 1,3 ... 1,5

у блочных теплиц (Антрацит) 1,1 ... 1,25

Следует стремиться к уменьшению коэффициента ограждения, перспективны блочные теплицы.

Коэффициент объема – отношение объема сооружения к его площади. Численно равно средней высоте сооружения. В высоких теплицах лучше вентиляция. Микроклимат лучше обеспечивается в ангарных теплицах, чем в блочных (МГ : напоминаю, что речь идет о старых теплицах.)

Производственная площадь – площадь, предназначенная для выращивания растений.

Инвентарная (строительная) площадь – площадь, ограниченная проекцией бокового ограждения. Она же полная площадь.

Производственная площадь включает в себя площадь не асфальтированных (не бетонированных) технологических дорожек для обслуживания.

Коэффициент использования инвентарной площади – отношение производственной площади к инвентарной. Хорошим показателем считается 0,85 ... 0,9.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Энергетика сооружений защищенного грунта

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

Тепловой баланс теплиц и его составляющие

clip_image006.F1C75169C31E489A8D6807769A

Q = Q солн.рад. + Q сист.отоп. – Q огр. – Q вент. +/- Q почв. +/- (Q конд.)

Q солн.рад. – тепловая энергия солнечной радиации

Q сист.отоп – тепло от системы отопления

Q огр. – теплопередача через ограждение

Q вент. - теплопередача через вентиляцию

Q поч. – теплообмен с почвой

Q конд. – конденсат на ограждении (МГ: при образовании конденсата выделяется тепловая энергия, кроме того, конденсат повышает теплоизоляцию поверхности)

Коэффициент теплопередачи включает в себя Q конд.

Днем

Q солн.рад. + Q сист.отоп. + Q почв. = Q огр. + Q вент. + Q почв.

Ночью

Q сист.отоп. + Q почв. = Q огр. + Q вент. + Q почв.

Q солн.рад. = Q солн.рад.нар. х k прониц.

Q солн.рад. – солнечная радиация в теплице

Q солн.рад.нар – солнечная радиация снаружи

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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

Для этого

рассматривается период минимального прихода тепла извне, то есть экстремальные условия.

ночной период

самые холодные сутки года

Т возд.мин. 15оС

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. = kт х S огр(Твн – Тнар)

где

kт – коэффициент теплопередачи (Вт/м2 град)

kинф =1,25 (коэффициент инфильтрации)

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

Q сист.отоп. = kинф х kт х S огр(Твн – Тнар)

Значения коэффициента теплопередачи

Вид ограждения

kт

Стекло с металлическими шпросами

6,4

2 слоя стекла с металлическими шпросами

3,3

Одинарное пленочное покрытие (сухая пленка)

10

Одинарное пленочное покрытие (конденсат на пленке)

7,5

Двухслойное пленочное покрытие (сухая пленка)

5,8

Двухслойное пленочное покрытие(конденсат на пленке)

4,6

Бетонный цоколь

2,0

Примеры расчетов.

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

Решение:

S огр. = kогр х Sинвентарная

kогр = 1,5 (для блочных теплиц)

kт = 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

При kогр = 1,4

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. = kинф х kтх S огр х (Твн – Тнар)

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

При kогр = 1,4

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

Q сист.отоп. = k т.тр.х S отоп. (tвн – t н)

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

S отоп. – площадь поверхности труб

tвн – 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)

Х = 40оС

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 (kогр = 1,22) для условий Москвы (tмин = -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  (tвн – 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

clip_image008.F1C75169C31E489A8D6807769A

При этом значения коэффициентов теплопередачи для каждой зоны следующие:

k т 1= 0,465

k т 2=0,232

k т 3=0,116

k т 4=0,07

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

Через ограждение

21,55

79,3

Через инфильтрацию

5,38

19,8

Через цоколь

0,06

0,2

Через почву

0,2

0,7

В сумме

27,19

100%

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

1 дюйм = 2,54 см

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

Наименование

количество труб

% от общего

Боковой обогрев

2,5 км

5,6

Надпочвенный

18,6 км

41,6

Кровельный

23,6

52,8

Всего

44,7

100 %

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Рекомендации по устройству и эксплуатации отопления теплиц и парников

Системы технического обогрева

Водяное отопление теплицы.
Температура теплоносителя систем подпочвенного обогрева не должна быть выше 95°.
При наличии геотермальных источников и низкопотенциальных тепловых отходов устраивают специальные системы обогрева.
Тепловые пункты располагают в центре тепловых нагрузок.

В объеме сооружения отопительные приборы размещают таким образом, чтобы 60% тепла выделялось в рабочей зоне.
Трубы почвенного и воздушного обогрева прокладывают с уклоном i =0,002— 0,003.
Нагревательные элементы почвенного обогрева укладывают на глубине 0,4—0,5 м.

Стальные трубы, прокладываемые в земле, покрывают антикоррозийной изоляцией. Все элементы систем внутри сооружений покрывают масляной краской. Системы технического обогрева шатра и почвы должны иметь независимое подключение.

Монтаж систем отопления производится специализированной организацией. После окончания монтажа систему отопления заполняют водой и производят гидравлическое испытание на прочность. Наполнение производят через обратную магистраль. По мере наполнения устраняют обнаружившиеся течи. Системы парового отопления испытывают и на пароплотность.

После испытания на прочность промывают системы 2—3-кратным напуском и быстрым спуском воды. Затем производятся пробная топка и тепловая наладку системы (специализированной организацией). Во время пробной топки устраняют засоры, воздушные пробки, которые можно обнаружить на ощупь рукой в местах резкого снижения температуры.

При эксплуатации водяных систем отопления производят центральную качественную регулировку, которая достигается изменением температуры воды, направляемой из котла в систему, в зависимости от наружной температуры. При эксплуатации паровых систем регулирование теплоотдачи достигается изменением давления пара на котлах. В период эксплуатации за системой требуется повседневное наблюдение и уход. Особенно тщательному осмотру подвергают котлы, насосы, моторы, конденсационные горшки, регулирующие задвижки и т. п.

Системы отопления всегда должны быть заполнены водой. Наличие воды в системе проверяют открытием крана на сигнальной трубке и показаниями манометра, фиксирующего гидростатическое давление в системе при наполнении ее водой. Кран на сигнальной трубке держат открытым, пока из него не покажется теплая вода. Замеченную убыль восполняют. Большая убыль свидетельствует о наличии неплотностей в системе.

По окончании отопительного сезона воду из системы спускают и заменяют свежей, предварительно нагревая ее до 95°, и вставляют до следующего отопительного сезона.

Воздушное отопление теплицы.
Для систем воздушного отопления используют отопительно-вентиляционные агрегаты, которые устанавливают на фундаментных основаниях, крепят к строительным конструкциям и на индивидуальных опорах.

Раздачу воздуха устраивают с сосредоточенным выпуском в верхнюю зону во избежание подсыхания растений и по перфорированным полиэтиленовым рукавам с равномерной раздачей по длине. Полиэтиленовые рукава, как правило, размещают в нижней зоне теплиц для создания равномерного температурного поля.

Для нагрева воздуха в калориферах воздушно-отопительных агрегатов можно использовать пар низкого и высокого давления.

Газовое отопление в теплице.
Газовое отопление осуществляется установкой газовых калориферов и непосредственным сжиганием газа в теплицах в инжекционных и инфракрасных горелках.

В газовых калориферах за счет сжигания газа нагревается воздух, предварительно смешивается с рециркуляционным или наружным воздухом и путем сосредоточенной подачи или по перфорированным полиэтиленовым рукавам подается в теплицу аналогично системам воздушного отопления.

Инжекционные и инфракрасные горелки устанавливают равномерно по площади или периметру внутри теплиц таким образом, чтобы была обеспечена возможность свободного их обслуживания.

При устройстве газового отопления обеспечивают условия безопасной эксплуатации газового хозяйства в соответствии с ПТЭ.

Электрическое отопление теплиц.
Электрическое отопление осуществляется электрокалориферами и нагревательными проводами. Электрокалориферы используются аналогично системам воздушного отопления для обогрева воздуха внутри теплиц.

Нагревательные провода применяют для обогрева почвы, размещая их в грунте на глубине 400—500 мм под рядками растений или равномерно по всей площади с шагом 1м, обеспечивающим равномерное температурное поле.

Источник: www.fermersha.ru

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас


Пользовательский поиск