Расчет микроклимата для теплицы

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:

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

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

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, м 2 ; t_вн — температура воздуха в теплице, °С; t_н — расчетная температура наружного воздуха, °С.

Для расчета системы отопления почвы используют нормативный коэффициент:

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:

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, м 2 , отопительных приборов

где Q_от.в — необходимая теплопроизводительность системы отопления воздушного шатра, кВт; К_т — коэффициент теплопередачи для труб, равный 12 Вт/(м 2 •°С) для гладких труб, 10 Вт/(м 2 •°С) для полиэтиленовых труб подпочвенного обогрева и 6 Вт/(м 2 -°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)

для перепада 95-70 °С

для перепада 130-70 °С

для перепада 150-70 °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 м 2 для условий эксплуатации в Подмосковье.

Теплопроизводительность системы отопления воздуха зимней блочной теплицы

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

Общая длина труб внутренним диаметром 51 мм для теплицы

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

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

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

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

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:

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. 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/м 2 , без обогрева воздуха 80-100 Вт/м 2 .

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 м 3 /мин на 1 м 2 плдщади теплицы, для промышленных типовых теплиц блочного типа — 1,5 м 3 /мин, для ангарных теплиц — 2 м 3 /мин.

Источник статьи: http://www.berrylib.ru/books/item/f00/s00/z0000039/st010.shtml

Оптимальный микроклимат в теплице: 4 основных компонента

Для хорошего роста растений и качественного урожая необходимо правильно обустроить теплицу и создать в ней комфортный микроклимат Теплицы, пусть даже архаичные, предельно простые, – отличное место, где человек может почувствовать себя творцом, проявить смекалку, испытать яркие эмоции, укрепить здоровье и вырастить для своей семьи экологически чистые овощи и зелень. Но подходить к тепличному выращиванию овощей и зелени нужно серьезно, применяя научный подход, современные знания, используя доступное оборудование.

Полная система управления микроклиматом в теплице

Управлять микроклиматом теплицы не так просто. Прочное, надежно сконструированное сооружение теплицы – это только начало.

Необходимо создать в ней микроклимат, компонентами которого являются:

Освещенность теплицы;
Температура;
Влажность почвы и воздуха;
Состав и состояние воздушной среды и почвы.

Обустраивая теплицу, следует заранее продумать в ней все до мельчайших деталей, включая как освещенность, так и влажность

От интенсивности естественного света, выбранного покрывного материала, степени его прозрачности зависит сила освещенности растений. Теплицу, в которой не установлена автоматическая вентиляционная система, надо затенять, оборудовать под лиственными деревьями, но учитывать, что она должна ежедневно в течение 4 часов освещаться прямыми солнечными лучами. Для дополнительного освещения приобретается осветительная система.

Обычно это светильники, подвешиваемые под потолком. В теплице надо поддерживать высокую температуру. Промерзший грунт непригоден к использованию, он должен быть теплым.

Поэтому для обогрева теплицы нужны печи, отапливаемые углем или дровами, или газовые обогреватели, электрический подогрев. Перед тем как установить в теплице обогревательную систему, определяется, какое количество тепла необходимо, учитывается разница температур между воздухом внутри теплицы и снаружи, подбирается тип системы обогрева. Необходимо постараться сохранить тепло, которое исходило от естественного очага – солнца. Для этого используются солнечная стена, водяной бак. Экономичными являются недорогие водяной и гравийный тепловые аккумуляторы. Температура в теплице зависит от погоды, времени суток, материала, из которого она сооружена. Воздух в пленочных теплицах охлаждается быстрее, чем в остекленных.

Самым качественным и экономичным покрытием, хорошо сохраняющим тепло, является сотовый поликарбонат, который может служить долгое время.

Он:

Но в любой теплице необходимо следить за тем, чтобы температура воздуха была выше наружной. Так как теплица – это закрытая конструкция, для растущих в ней культур важна влажность, как почвы, так и воздуха. Чем выше процент содержания влаги, тем значительнее количество микрочастиц воды.

В теплице полезно установить гигрометр, прибор, показывающий изменение уровня относительной влажности воздуха. Надо не забывать, что высокий уровень влажности приводит к появлению микроорганизмов, наносящих вред растениям. Разного вида грибки, плесень вызывают инфекции растений, их гибель.

Отличным вариантом для загородных теплиц является поликарбонат, который защищает помещение от холода и воздействия солнечных лучей

Чтобы избежать появления капелек влаги на покрытиях теплицы, в ней монтируют достаточное количество форточек. Опасна для тепличных культур и недостаточная влажность, так как она приводит к затруднению прорастания корневищ овощей. Когда воздух и почва становятся сухими, затрудняется жизнедеятельность растений. Чтобы легче было увлажнять почву, применяют пористые шланги, которые подсоединяются к домашнему водопроводу и размещаются на небольшой глубине или на поверхности грунта.

Растения лучше развиваются при постоянном притоке влаги. Этого можно достигнуть, используя капельное орошение или систему «искусственного тумана», которая дает очень мелкие водяные капельки. Кроме того, система способствует также снижению температуры в теплице в жаркие дни.

Интенсивность увлажнения почвы зависит от:

Погоды;
Возраста и состояния растений.

Циркуляция воздуха в теплице осуществляется не только в результате проветривания, но и благодаря использованию вентиляторов. Процесс проветривания, вентиляции тоже необходимо контролировать, так как уходящий из теплицы воздух должен быть заменен свежим, поступившим извне. Особенно важно проветривание теплицы, когда на ее стенках из-за ночного понижения температуры появляется излишняя влага. Но чрезмерное увлечение вентиляцией приводит к снижению концентрации углекислого газа, которым растения «дышат».

Создание микроклимата в теплице

Поддерживать в теплице приемлемый для овощей и зелени режим температуры, влажности, освещенности, то есть создавать как модно более благоприятные условия для растений, комфортный микроклимат, довольно сложно. Например, используя для проветривания поворотные форточки, которые открываются механически, хозяева теплиц одновременно со снижением температуры воздуха снижают и влажность внутри сооружения.

Это приводит к пересыханию почвы, дополнительным поливам. Невыгодна и неудобна подсветка растений лампами, так как их периодически надо то включать, то выключать.

Комплексно решить задачу создания микроклимата в теплице поможет автоматическая система.

Создать оптимальный микроклимат в теплице можно при помощи автоматической системы

Она способствует экономии:

Ее использование гарантирует получение желаемого урожая. Но эту задачу могут помочь решить различные средства автоматики.

Параметры микроклимата в теплице

Параметров климата в теплице свыше двадцати.

Выращивая растения в теплице, в обязательном порядке нужно учитывать температуру воздуха и другие параметры, для того чтобы получить хороший и богатый урожай

Среди них:

Температура воздуха;
Влажность;
Концентрация углекислого газа;
Температура стекла;
Температура точки росы листа;
Положение зашторивания и др.

Чтобы поддерживать их в нужном режиме, иногда приходится расходовать большое количество электрической энергии. Поэтому на крупных теплицах разрабатываются стратегии управления, которые основываются на установке определенных коэффициентов на каждое время года.

Ведь в развитии растений есть периоды (например, зимней порой), когда необходимо тщательно придерживаться технологии, но есть и моменты, когда растения не испытывают стрессы.

В это время можно экономнее расходовать энергию.

Создание микроклимата в парнике

Устанавливая на дачном или приусадебном участке парник, нужно учитывать некоторые моменты.

При постройке теплицы следует обращать внимание на герметичность, чтобы не допустить появление сквозняков

А именно:

Его ориентацию по сторонам света;
Уровень освещенности;
Добиваться герметичности конструкции, так как парник, обдуваемый ветром, не будет удерживать тепло.

Надо подумать о способах вентиляции, возможности искусственного затемнения, чтобы исключить чрезмерное повышение температуры.

В парнике, как и в теплице, внутренняя температура воздуха и грунта более высокая, чем наружная.

Комфорт в нем достигается благодаря отсутствию ветра. Влагу они получают в результате усилий человека. Как полезные, так и вредные насекомые в парник и теплицу попадают редко. При правильной эксплуатации парников можно получить здоровую рассаду и ранний урожай, как зелени, так и овощей.

Обеспечиваем микроклимат в теплице (видео)

Открыв для себя удивительный мир теплиц и парников, вряд ли кто пожелает когда-нибудь с ним расстаться!

Источник статьи: http://oteplicah.ru/vyrashchivanie/mikroklimat-v-teplitse