Расчет мощности отопления для теплицы

Содержание

Как рассчитать необходимую мощность отопления теплицы?
Потери тепла теплицы
Отопление теплиц
Расчет системы отопления культивационных сооружений
1. Определение необходимой мощности системы отопления
2. Выбор типа системы отопления
3. Расчет элементов системы отопления
Трубная система отопления
Как рассчитать мощность котла для теплицы?

Как рассчитать необходимую мощность 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.

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.

Источник статьи: http://5energy.ru/blog/kak-rasschitat-neobhodimuyu-moshchnost-otopleniya-teplicy

Отопление теплиц

Коэффициент инфильтрации

Автор: Конспект лекций В.В.Климова 80-е гг

Расчет системы отопления культивационных сооружений

1. Определение необходимой мощности системы отопления

рассматривается период минимального прихода тепла извне, то есть экстремальные условия.
ночной период
самые холодные сутки года
Т возд.мин. 15 о С
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

Как рассчитать мощность котла для теплицы?

Рассчитать мощность котла для теплицы или парника можно по одной формуле которая применяется для таких расчетов:

Qкот = 1,13 · Σ1,nQ

где Qкот это расчетная мощность котла, 1,13 коэффициент потери тепла трубы стекло и прочее,

Σ1,nQ — сумма количество тепла на отопление теплицы или парника и технологические нужды.

А вот расход тепла на отопление парника или теплицы высчитываем по этой формуле:

Q = 1,1 · L · F · K · Кинф · (tвн — tнар)

F — площадь теплицы или парника метр квадратный.

L — коэффициент ограждения.

tвн — температура внутри сооружения ( для овощей 18°, для рассады 25°).

tнар — средняя температура с наружи наиболее холодное время ( СНиП II-A-62 «Строительная климатология и геофизика»);

Кинф — коэффициент инфильтрации:

18° 1,08 1,13 1,18 1,24 1,30

25° 1,11 1,16 1,21 1,27 1,33

Думаю что ничего другого не требуется. Здесь все предельно ясно.

Можно что называется на «глаз» (вариант рабочий) подобрать мощность котла, на 10-ь квадратных метров площади теплицы 1кВт мощности котла, плюс не большой запас если температура воздуха будет крайне низкой.

Более точные расчёты требуют специальных знаний.

В первую очередь производим расчёты теплопотерь.

Тут важно учитывать из какого материала построена теплица, как она утеплена, размеры проёмов (окна, двери) регион проживания, высота строения, какая система вентиляции теплицы (через вентиляцию тоже довольно значительные теплопотери) и так далее.

Дальше определяемся с типом котла и с типом системы отопления теплицы.

Затем вот по этой формуле производим расчёты

Q система отопления = kт х Sогр х (Твн – Тнар) х kинф

kт, это коэффициент теплопередачи обшивки теплицы, значение находится по специальным таблицам.

kинф, это коэффициент потери (инфильтрации) тепла через зазоры, неплотные примыкания и.т.п.

Вот таблица для ориентира.

«Sогр», это общая площадь (суммарная) и стен и площадь кровли теплицы.

«Твн и Тнар», это температура, точнее разница температур между наружной и желаемой (требуемой) внутренней температурой в теплице.

Всё, далее подставляем свои значения в эту формулу и узнаём требуемую мощность котла для конкретной теплицы.

Конечно эти расчёты не учитывают тип котла и особенности системы отопления и другие индивидуальные особенности, например теплопотери через почву в теплице, поэтому советую брать котёл с запасом по мощности не менее 20%.

Источник статьи: http://www.remotvet.ru/questions/5839-kak-rasschitat-moschnost-kotla-dlja-teplicy.html