| Тэги: Производственный план, Планирование, Отопление теплиц, Тепличный бизнес | Комментарии (0)

Особенностью конструкций всех тепличных конструкция является тот факт, что стремление увеличить доступ к растению солнечной радиации приводит к созданию крыши и стен теплиц из светопропускающего материала. Но все известные на сегодняшний день используемые в строительстве теплиц светопропускающие материалы имеют высокую теплопроводность, и, как следствие, требуют, особенно в холодное время года, постоянный обогрев, чтобы скомпенсировать потерю тепла через светопропускающие материалы с низкой теплозащитой.

Существует класс технологий защищённого грунта, при которых сведены к минимуму проблемы с отоплением помещений, где растут и плодоносят выращиваемые там растения. К этому классу относятся светонепрозрачные (светонепроницаемые) теплицы, растения в которых выращиваются исключительно на искусственном освещении.

Стены и крышу (ограждающие конструкции) в случае таких теплиц можно делать из любого теплоизолирующего материала, сведя к минимуму расходы на отопление. Но в этом случае, с одной стороны, возрастают расходы на освещение. А с другой стороны, в настоящее время ещё не разработаны световые приборы, полностью имитирующие солнечную радиацию.

Используемое электродосвечивание при светокультуре выращиваемых овощей и салатов лишь помогает растению развиваться в то время суток, когда солнца нет. Полный отказ от естественного облучения выращиваемых растений приводит к существенному нарушению потребительских качеств этих продуктов.

1. Виды отопления

Существуют следующие типы обогрева:

Солнечный (естественный) обогрев основан на парниковом эффекте. Под воздействием весенних солнечных лучей происходит нагревание воздуха и объектов, при этом в закрытых сооружениях обеспечивается повышение температуры по сравнению с уличными показателями примерно на 15 градусов. При этом почва в парнике прогревается на 5 градусов больше, чем на открытом воздухе.

Под техническим способом отопления теплиц подразумевают использование газового, водного, печного, электрического обогрева.

Биологический обогрев основан на процессе разложения органических материалов, при котором происходит выделение тепла и углекислого газа.

Системы отопления промышленных теплиц различают по виду и параметрам теплоносителя и первичной энергии, используемой для нагрева, типу нагревательных приборов.

По виду теплоносителя различают системы с водяным и воздушным обогревом. В теплицах с водяным отоплением используют горячую или перегретую воду с температурой на входе в систему 95, 130 и 150°С, на выходе 70°С. При обогреве почвы применяют воду с температурой 45-35°С.

В воздушных системах отопления используют различные воздухонагреватели или теплогенераторы, осуществляющие нагрев воздуха сооружения. В качестве первичного вида энергии в таких устройствах используют тепловую (в виде пара или горячей воды), химическую, преобразуемую в тепловую при сгорании жидкого или газообразного топлива, электрическую энергию. Как правило, воздухонагреватели имеют узел преобразования энергии и вентилятор с электроприводом, осуществляющий интенсивный съём тепла с узла преобразования за счёт воздушного потока.

Устройства с паром или водой в качестве первичного теплоносителя получили название калориферов или отопительно-вентиляционных агрегатов (калорифер плюс вентилятор). Газовые и жидкотопливные воздухонагреватели часто называют теплогенераторами.

Для отопления теплиц не рекомендуется использовать встроенные или близко расположенные котельные, работающие на твёрдом топливе, так как они выбрасывают в окружающий воздух много золы и пепла, а последние значительно снижают светопроницаемость ограждения.

По конструкции и типу нагревательных приборов различают гладкотрубные и конвекторные водяные системы отопления, воздушные системы с сосредоточенной раздачей теплового воздуха и с распределением его при помощи воздуховодов, комбинированные системы отопления.

Наиболее распространённой, особенно в зимних блочных теплицах, является трубная система отопления. Трубы отопления размещают вдоль бокового ограждения (пять-семь труб по высоте), на почве и непосредственно под остеклением шатра. Для обеспечения равномерности температурного поля по высоте теплицы 40-50% всех приборов размещают в припочвенном пространстве. Трубы надпочвенного обогрева укладывают с шагом 0,8 м и соединяют попарно, в результате образуются удобные пути для транспортирования урожая при помощи тележек. К магистральным трубопроводам система надпочвенного обогрева присоединяется гибкими шлангами. Для надпочвенного и кровельного отопления используют трубы диаметром 45, 51 и 57 мм, для бокового обогрева - 51 и 76 мм.

Для циркуляции горячей воды в системе отопления устанавливают насосы, включаемые обычно в обратный трубопровод (при этом создаётся более благоприятный режим работы насоса).

Трубная система отопления проста по конструкции, создаёт равномерное температурное поле и, что самое главное, обогревает не столько теплицу, сколько растения благодаря лучистой составляющей. При температуре поверхности труб 90-100^oС доля радиационного обогрева составляет около 50%. Это особенно важно в зимнее время при недостатке солнечного излучения.

Существенным недостатком водотрубной системы отопления является большая металлоёмкость (10 - 12 кг/кв. м). Для экономии металла (до 7 кг/кв. м) и снижения инерционности в некоторых проектах зимних теплиц применяют комбинированную систему отопления, в которой примерно 50% теплопотерь покрываются за счёт труб, а 50% - за счёт воздушно-отопительных агрегатов.

В целях экономии энергии при выращивании растений в теплицах применяют теплозащитные экраны. Такие экраны способны сократить расход тепловой энергии на 30-40% в год, однако они снижают проникновение солнечной энергии в теплицу. Чтобы избежать потери светопроницаемости, теплозащитные экраны конструируют трансформирующимися, в светлое время суток они при помощи специальных механизмов складываются, а в тёмный период разворачиваются, обеспечивая экономную работу теплицы.

Порядок определения потребности в тепле для теплиц (как и для многих остальных строительных конструкций) следующий:

• Определяются тепловые потери через тепловой контур конструкции,
• Определяются виды и характеристики тепловых приборов, компенсирующих эти потери,
• Определяется теплогенерирующие устройства и потребность в энергоносителе.

Исходное задание на проектирование Тепличного комплекса определяло круглогодичные зоны выращивания салата и светокультуры огурца и томата.

Исходя из этого план Блока теплиц сформирован таким образом, чтобы зоны с круглогодичным выращиванием культур были сгруппированы с южной стороны Блока теплиц.

Самый южный край занимают отделения выращивания салата и рассадное отделение, затем идёт первая зона выращивания огурца.

Отделение выращивания салатной продукции имеет технологию, позволяющую практически круглогодичное выращивание продукции.

Рассадное отделение также требует обеспечение теплом в зимний период, когда выращивается рассада для весенних оборотов овощей.

Временные промежутки зон выращивания овощей между оборотами, когда рассада ещё подращивается в рассадном отделении, не означают, что данные зоны выращивания совсем не отапливаются в холодный период.

Технологическое оборудование полива имеет в своём составе пластмассовые и резиновые элементы, а также оборудование микродозирования питательного раствора, где может задерживаться жидкость. Опускание температуры в теплице ниже точки замерзания может привести к разрушению этих элементов системы питания растений.

Поэтому в зимний период, даже во время отсутствия растений в теплицах, внутреннюю температуру в таких теплицах стараются поддерживать на уровне более 4-7 ^oС.

2. Температурный фон региона расположения тепличного комплекса

При размещении Тепличного комплекса в районе города ??? N-ской области интересен температурный фон в этом географическом месте.

Объём теплопотерь, и, следовательно, величина тепловой энергии, подаваемой на отопление теплиц пропорциональны разности температур между внутренней температурой в теплице, благоприятной выращиванию овощей и салатов и внешней температуры окружающего тепличный комплекс воздуха.

Чем ниже опускается температура окружающего комплекс воздуха в зимние месяцы, тем более мощное должно быть оборудование для поддержания необходимой для полноценной работы теплиц внутренней температуры.

Диаграмма иллюстрирует график усреднённой дневной температуры воздуха в г. ??? N-ской области за 9 лет, начиная с февраля 2005 г. по декабрь 2013 г. Из температурного графика видно, что среднесуточная температура за период исследования несколько раз опускалась ниже 25 градусов мороза.

Температурный график на следующей диаграмме показывает среднемесячную динамику среднесуточной температуры воздуха в данном районе. Из девяти лет 4 года среднемесячная зимняя температура не опускалась ниже 10 градусов мороза. Остальные пять лет среднемесячная средняя температура достигала 15 градусов мороза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

  

Если взять минимальную суточную температуру, то её величина будет естественно ниже. Практически каждый год фиксируется минимальная суточная температура ниже 20 градусов мороза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Температурный график на следующей диаграмме демонстрирует минимальную месячную температуру в районе проектируемого Тепличного комплекса.

 

 

Таблица суммирует информацию по частоте появления средней и минимальной суточной температуры за каждый год исследования.

Так мороз в 32 градуса наблюдался лишь однажды – в 2012 году, дважды за период наступал мороз в 31 градус (2006 и 2012 гг.).

В те же годы среднесуточная температура воздуха была зафиксирована на уровне 28 градусов мороза. Среднесуточная температура на уровне 21 градуса мороза наблюдается в районе практически каждый год, за исключением тёплых зим в 2005 и 2013 годах.

 

 

 

 

Среднесуточная температура в 15 градусов мороза характерна в появлении практически каждый год, а в отдельные холодные зимы (2012 г.) число дней с такой среднесуточной температурой доходит до 31 суток.

Если посмотреть на минимальную суточную температуру, то до 17 градусов мороза ночная температура опускается каждый год без исключений на «тёплые» зимы.

В дальнейших расчётах за базовую зимнюю температуру возьмём температуру в -20 градусов Цельсия.

В качестве суточной динамики изменения температуры окружающего Тепличный комплекс воздуха возьмём усреднённое по 9 годам (за период 2005 – 2013 гг.) значение среднесуточной температуры.

 

 

 

 

 

 

3. Температурный режим выращивания салатных культур

Тепловой контур салатного отделения формируется двумя внешними стенками и двумя внутренними, разделяющими отделение с первой зоной выращивания огурца и рассадным отделением.

Кроме того, сверху контур ограничивается стеклянной крышей теплицы, а снизу бетонным полом, лежащим на поверхности земли.

Определение тепловых потерь производится по этим контурам.

Общая длина салатного отделения равна 220 м, его ширина 67,2 м (площадь 14 784 кв. м).

Салатное отделение расположено в правом нижнем углу Блока теплиц (если принять южную сторону Блока за низ). Поэтому внешние стенки салатного отделения образуют юго-восточный угол Блока теплиц. Длина внешней стенки есть сумма длины и ширины салатного отделения – 287,20 м, а площадь внешней стены (боковины) теплового контура салатного отделения есть произведение высоты колонн тепличных конструкций (6 м) на длину внешней стенки и равна 1 723,20 кв. м.

При двойном остеклении боковых стенок Блока теплиц стеклом толщиною в 4 мм, т 4 мм с металлическими шпросами коэффициент теплопроводности такого ограждения равен 2,17 Вт/(кв. м*град) (шпрос - устройство крепления стекла на металлической конструкции).

При таких величинах боковой поверхности и теплопроводности стекла удельные тепловые потери на 1 град. по внешним боковым стенам салатного отделения равны 3 744 Вт/град. Это означает, что для того чтобы температура в салатном отделении не упала на 1 градус Цельсия из-за разности температур внутри теплицы и снаружи её, необходимо потратить более 3,77 кВт тепловой энергии. При этом будет компенсирована потеря тепла только через боковые наружные стенки теплицы.

Если температура в соседней с салатном отделением первой зоне выращивания огурца меньше, чем в самом салатном отделении, то тепло будет уходить и туда. Это может произойти в то время, когда эта зона временно пуста – рассада для первой зоны огурца ещё находится в рассадном отделении тепличного комплекса. В этом случае, температура в первой зоне выращивания огурца будет поддерживаться на уровне 7 градусов выше нуля, а в салатном отделении – нормативная для салата температура в 18 градусов Цельсия. За счёт этой разницы температур тепло из салатного отделения будет уходить на нагрев первой зоны выращивания огурца.

Скорость потери тепла через эту поверхность будет пропорциональна площади границы 1 320 кв. м (длине салатного отделения – 220 м умноженного на высоту колонн – 6 м) и тому же коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла – 2 868 Вт/град.

Скорость тепловых потерь по последней боковой стенке – внутренней границе между салатным и рассадным отделениями – вычисляется аналогично и составляет величину 876 Вт/град.

Тепловые потери через крышу теплицы самые большие по сравнению с потерями через другие поверхности теплового контура.

Крыша тепличного комплекса держится на треугольных в профиле пролётах, поэтому площадь её остекления больше на секанс угла ската крыши. В результате площадь остекления крыши над салатным отделением равна величине 17 628 кв. м, а удельные тепловые потери на 1 градус температурной разницы – 38 304 Вт/град.

Последний контур – пол салатного отделения. Пол разделяется на четыре концентрические тепловые зоны, с шириною 2,0 м каждая. Определяется площадь каждой такой тепловой зоны под салатным отделением, после чего каждая из этих площадей перемножается на эмпирический коэффициент теплопередачи для каждой зоны пола.

В результате удельные тепловые потери на 1 град. пола салатного отделения составляет величину 1 728 Вт/град.

У салатного отделения есть входная дверь, через которую также выходит тепло. Удельные потери пропорциональны площади двери, коэффициенту теплопроводности материала двери. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом добавки на врывание воздуха для наружных ворот при отсутствии тамбура и воздушно-тепловых завес. Этот коэффициент равен 3,0, что даёт величину удельных тепловых потерь на 1 град. через врывание холодного воздуха через наружную дверь салатного отделения равную 23,53 Вт/град.

Суммарные удельные тепловые потери салатного отделения по всему тепловому контуру составляют величину 47 545 Вт/град или около 47,5 кВт/град, что означает необходимо подать чуть более 47,5 кВт тепловой энергии для того, чтобы температура не опустилась на 1 градус.

Нормативная температура, которую необходимо поддерживать в салатном отделении – 18 градусов выше нуля Цельсия. Базовая расчётная температура зимы -20 градусов Цельсия. При номинальной расчётной ночной температуре в неработающей теплице равной 7 градусов выше нуля по Цельсию можно рассчитать максимальную тепловую мощность, которую придётся приложить к салатному отделению теплицы, чтобы поддерживать внутреннюю температуру в салатном отделение в 18 градусов тепла при наружной температуре в 20 градусов мороза и температуре в 7 градусов тепла в соседних первой зоне выращивания огурца и рассадном отделении. Эта максимальная мощность – 1 658 кВт, а минимальная, когда в соседних помещениях идёт процесс выращивания и поддерживается соответствующая температура, - 1 616 кВт.

Из-за неплотности конструкций теплового контура в расчётах присутствует ещё один поправочный коэффициент – эмпирический коэффициент инфильтрации, равный 125%.

После корректировки на этот коэффициент максимальная тепловая мощность потерь салатного отделения с учётом инфильтрации становится равной величине 2 073 кВт, а минимальная – 2 021 кВт.

В дальнейшем, при расчёте ежедневной потребности в тепле для салатного отделения будем использовать следующие результирующие показатели:

• Удельные тепловые потери на 1 град. внешних контуров салатного отделения с учётом инфильтрации – 54,75 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров салатного отделения напротив первой зоны огурца с учётом инфильтрации – 3,59 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров салатного отделения напротив рассадного отделения с учётом инфильтрации – 1,10 кВт/град.

За счёт освещения салатного отделения лампами досветки и проводами их питающими в пространство салатного отделения добавляется тепловая мощность величиной 124,44 кВт. С учётом тепловой энергии освещения максимальная мощность теплового потока салатного отделения Блока теплиц сократится до 1 948 кВт или округляя в большую сторону – 2 000 кВт.

 

Компенсировать тепловые потери ухода тепла через контур строительных конструкций салатного отделения Блока теплиц призваны тепловые приборы трёх контуров отопления салатного отделения:

• Нижнего контура водяного отопления,
• Верхнего контура воздушного отопления,
• Контура подкровельного отопления.

При расчётной доле воздушного отопления в 50% мощность нижнего контура водяного отопления составит округлённую величину в 1 150 кВт. Нижний контур водяного отопления формируется из стальных электросварных труб диаметра 51 мм. По этим трубам пропускается горячая вода с начальной температурой 90 градусов Цельсия и конечной – 70 градусов. Для базовой минимальной ночной внутренней температурой в теплице – 18 град. Цельсия и коэффициенте теплопередачи гладких труб – 12 Вт/ (кв. м*град.) – для обогрева салатного отделения понадобится 1 545 кв. м площади гладких стальных труб. Если учесть, что площадь 1 погонного метра поверхности гладкой трубы диаметра 51 мм равна 0,16 кв. м, то общая расчётная длина стальных труб диаметра 51 мм будет составлять величину порядка 9 660 м.

Трубы будут размещены на полезной площади под пролётами тепличных конструкций в виде регистров («калачей»), змейкой размещённых под пролётом. Под одним пролётом располагается 4 регистра (поворота) труб плюс один поворот около опорных колонн.

Для бокового обогрева используются те же трубы, что и для надпочвенного обогрева, размещённые вдоль конька крыши по опорным колоннам конструкции теплицы. Таких труб бокового отопления размещается параллельно 7 штук по колоннам.

Если взять один пролёт длиною 64 м над полезной площадью салатного отделения между разделяющими отделение дорожками, то суммарная длина труб надпочвенного и бокового обогрева там составит 1 088 м для одного пролёта длиной 64 м. При трёх пролётах над полезными площадями отделения и трёх разделённых дорожками частях длиною 64 каждая, то суммарная длина труб для обогрева полезной пощади салатного отделения станет равной 9 792 м.

У центральной дорожки салатного отделения формируется боковое отопление из труб того же сортамента (14 труб, по 7 с каждой стороны дорожки). Общая длина этих труб - 2 688 м.

По периметру салатного отделения (длина периметра 574,40 м) также располагаются трубы бокового отопления по 7 параллельных труб суммарной длиной 4 020,80 м.

Общая длина труб нижнего контура отопления салатного отделения - 16 500 м (или 30,196 т), что образует тепловой запас в 10%.

Для обеспечения тепловой мощности нижнего контура в 1 790 кВт, разнице температуры теплоносителя (воды) в 20 градусов (начальная температура 90 град. Цельсия, конечная – 70 градусов) и теплоёмкости воды – 4,183 кДж/ (кг*град) потребуется прокачка теплоносителя со скоростью 50 куб. м/час.

Один циркуляционный насос с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час сможет обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Электрическая мощность такого насоса при расходе воды в 100 куб. м/час составляет 300 Вт.

 

Расчётная мощность воздушного отопления составляет величину 1 150 кВт.

Воздушное отопление организуется использованием воздушных пушек, в радиатор которых подаётся горячая вода, а мощный вентилятор прогоняет поток воздуха через этот радиатор, нагревая при этом воздух.

Если использовать водяную тепловую пушку с тепловой мощностью 70 кВт и длиной воздушной струи 17 м, то для обеспечения воздушного обогрева одной части полезной площади салатного отделения длиной в 64 м под одним пролётом потребуется 4 такие водяные тепловые пушки.

Общее количество тепловых пушек над полезной площадью салатного отделения составит величину 36 штук, а их суммарная мощность - 2 520 кВт (запас по тепловой мощности – 220%).

Для подачи горячей воды к пушкам и отвода использованной понадобится 1 320 м гладких труб того же сортамента. Горячая вода, протекая по этим трубам площадью 211 кв. м, также будет нагревать верхний уровень пространства салатного отделения, тепловая мощность подводящих труб составит 157 кВт, а их общий вес таких труб для верхнего контура салатного отделения - 2 416 кг.

При условии электрической мощности одной водной пушки равной величине 245 Вт, общее мощность потребления электроэнергии для работы водяных пушек - 8,82 кВт.

Для обеспечения паспортной тепловой мощности одной водяной пушке требуется горячая вода с расходом 0,77 л/с. Все тепловые пушки салатного отделения будут потреблять горячей воды со скоростью 99,79 куб. м/час.

Один циркуляционный насос с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час сможет обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Электрическая мощность такого насоса при расходе воды в 100 куб. м/час составляет 300 Вт.

 

Для обеспечения таяния снега в зимнее время года организуется система подкровельного отопления, которая состоит из треб отопления, походящих под коньком и с каждой стороны основания пролёта тепличных конструкций. Салатное отделение располагается под 6 пролётами. При трёх трубах под одним пролётом всего для салатного отделения потребуется 18 труб общей длиной 4 094 м. Эффективная площадь их поверхности – 655 кв. м. При такой поверхности величина тепловой мощности подкровельного отопления равна 487 кВт. Для обеспечения такой тепловой мощности потребуется суммарный расход воды подкровельного контура отопления в размере 20.97 куб. м/час.

Один циркуляционный насос мощностью расхода воды в 50 куб. м/час справиться с задачей обеспечения такого расхода воды. Электрическая мощность такого насоса – 150 Вт.

 

Результирующая мощность всех отопительных частей салатного отделения – 2 945 кВт. Данная тепловая мощность формирует запас в 47%, который позволяет отапливать салатное отделение при понижении среднесуточной температуры ниже базовой (-20 С) до -29 градусов Цельсия.

Общая длина труб контура отопления салатного отделения - 21 915 м.

Необходимая к подаче электрическая мощность оборудования системы отопления салатного отделения - 9.57 кВт.

Таблица содержит основные показатели теплового расчёта салатного отделения Блока теплиц.

  

Диаграмма иллюстрирует суточное потребление тепла для отопления салатного отделения Блока теплиц.

 

 

 

 

 

Диаграмма показывает суточное потребление электроэнергии системой теплоснабжения салатного отделения Блока теплиц.

 

 

 

 

 

 

4. Температурный режим выращивания рассады

Тепловой контур рассадного отделения формируется двумя внешними стенками и двумя внутренними, разделяющими отделение с первой зоной выращивания огурца и салатным отделением.

Кроме того, сверху контур ограничивается стеклянной крышей теплицы, а снизу бетонным полом, лежащим на поверхности земли.

Определение тепловых потерь производится по этим контурам.

Общая длина рассадного отделения равна 216 м, его ширина 67,2 м (площадь 14 515 кв. м).

 

Рассадное отделение расположено в левом нижнем углу Блока теплиц (если принять южную сторону Блока за низ). Поэтому внешние стенки рассадного отделения образуют юго-западный угол Блока теплиц. Длина внешней стенки есть сумма длины и ширины рассадного отделения – 283,20 м, а площадь внешней стены (боковины) теплового контура рассадного отделения есть произведение высоты колонн тепличных конструкций (6 м) на длину внешней стенки и равна 1 699,20 кв. м.

При двойном остеклении боковых стенок Блока теплиц стеклом толщиною в 4 мм, т 4 мм с металлическими шпросами коэффициент теплопроводности такого ограждения равен 2,17 Вт/(кв. м*град).

 

При таких величинах боковой поверхности и теплопроводности стекла удельные тепловые потери на 1 град. по внешним боковым стенам рассадного отделения равны 3 692 Вт/град. Это означает, что для того чтобы температура в рассадном отделении не упала на 1 градус Цельсия из-за разности температур внутри теплицы и снаружи её, необходимо потратить более 3,6 кВт тепловой энергии. При этом будет компенсирована потеря тепла только через боковые наружные стенки теплицы.

Если температура в соседней с рассадном отделением первой зоне выращивании огурца меньше, чем в самом рассадном отделении, то тепло будет уходить и туда. Это может произойти в то время, когда эта зона временно пуста – рассада для первой зоны огурца ещё находится в рассадном отделении тепличного комплекса. В этом случае, температура в первой зоне выращивания огурца будет поддерживаться на уровне 7 градусов выше нуля, а в рассадном отделении – нормативная для рассады температура в 18 градусов Цельсия. За счёт этой разницы температур тепло из рассадного отделения будет уходить на нагрев первой зоны выращивания огурца.

Скорость потери тепла через эту поверхность будет пропорциональна площади границы 1 296 кв. м (длине рассадного отделения – 216 м умноженного на высоту колонн – 6 м) и тому же коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла – 2 816 Вт/град.

Скорость тепловых потерь по последней боковой стенке – внутренней границе между салатным и рассадным отделениями – вычисляется аналогично и составляет величину 876 Вт/град.

Тепловые потери через крышу теплицы самые большие по сравнению с потерями через другие поверхности теплового контура.

Крыша тепличного комплекса держится на треугольных в профиле пролётах, поэтому площадь её остекления больше на секанс угла ската крыши. В результате площадь остекления крыши над рассадным отделением равна величине 17 307 кв. м, а удельные тепловые потери на 1 градус температурной разницы – 37 608 Вт/град.

Последний контур – пол рассадного отделения. Пол разделяется на четыре концентрические тепловые зоны, с шириною 2,0 м каждая. Определяется площадь каждой такой тепловой зоны под рассадным отделением, после чего каждая из этих площадей перемножается на эмпирический коэффициент теплопередачи для каждой зоны пола.

В результате удельные тепловые потери на 1 град. пола рассадного отделения составляет величину 1 700 Вт/град.

У рассадного отделения есть входная дверь, через которую также выходит тепло. Удельные потери пропорциональны площади двери, коэффициенту теплопроводности материала двери. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом добавки на врывание воздуха для наружных ворот при отсутствии тамбура и воздушно-тепловых завес. Этот коэффициент равен 3,0, что даёт величину удельных тепловых потерь на 1 град. через врывание холодного воздуха через наружную дверь рассадного отделения равную 23,53 Вт/град.

 

Суммарные удельные тепловые потери рассадного отделения по всему тепловому контуру составляют величину 46 715 Вт/град или около 47 кВт/град, что означает необходимо подать 47 кВт тепловой энергии для того, чтобы температура не опустилась на 1 градус.

Нормативная температура, которую необходимо поддерживать в рассадном отделении – 18 градусов выше нуля Цельсия. Базовая расчётная температура зимы -20 градусов Цельсия. При номинальной расчётной ночной температуре в неработающей теплице равной 7 градусов выше нуля по Цельсию можно рассчитать максимальную тепловую мощность, которую придётся приложить к рассадному отделению теплицы, чтобы поддерживать внутреннюю температуру там в 18 градусов тепла при наружной температуре в 20 градусов мороза и температуре в 7 градусов тепла в соседних первой зоне выращивания огурца и салатном отделении. Эта максимальная мощность – 1 629 кВт, а минимальная, когда в соседних помещениях идёт процесс выращивания и поддерживается соответствующая температура, - 1 588 кВт.

Из-за неплотности конструкций теплового контура в расчётах присутствует ещё один поправочный коэффициент – эмпирический коэффициент инфильтрации, равный 125%.

После корректировки на этот коэффициент максимальная тепловая мощность потерь рассадного отделения с учётом инфильтрации становится равной величине 2 036 кВт, а минимальная – 1 985 кВт.

В дальнейшем, при расчёте ежедневной потребности в тепле для рассадного отделения будем использовать следующие результирующие показатели:

• Удельные тепловые потери на 1 град. внешних контуров рассадного отделения с учётом инфильтрации – 53,78 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров рассадного отделения напротив первой зоны огурца с учётом инфильтрации – 3,53 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров рассадного отделения напротив салатного отделения с учётом инфильтрации – 1,10 кВт/град.

За счёт освещения рассадного отделения лампами досветки и проводами их питающими в пространство рассадного отделения добавляется тепловая мощность величиной 121,32 кВт. С учётом тепловой энергии освещения максимальная мощность теплового потока рассадного отделения Блока теплиц сократится до 1 915 кВт или округляя в большую сторону – 2 000 кВт.

 

Компенсировать тепловые потери ухода тепла через контур строительных конструкций рассадного отделения Блока теплиц призваны тепловые приборы трёх контуров отопления рассадного отделения:

• Нижнего контура водяного отопления,
• Верхнего контура воздушного отопления,
• Контура подкровельного отопления.

При расчётной доле воздушного отопления в 50% мощность нижнего контура водяного отопления составит округлённую величину в 1 150 кВт. Нижний контур водяного отопления формируется из стальных электросварных труб диаметра 51 мм. По этим трубам пропускается горячая вода с начальной температурой 90 градусов Цельсия и конечной – 70 градусов. Для базовой минимальной ночной внутренней температурой в теплице – 18 град. Цельсия и коэффициенте теплопередачи гладких труб – 12 Вт/(кв. м*град.) – для обогрева рассадного отделения понадобится 1 546 кв. м площади гладких стальных труб. Если учесть, что площадь 1 погонного метра поверхности гладкой трубы диаметра 51 мм равна 0,16 кв. м, то общая расчётная длина стальных труб диаметра 51 мм будет составлять величину порядка 9 660 м.

Трубы будут размещены на полезной площади под пролётами тепличных конструкций в виде регистров («калачей»), змейкой размещённых под пролётом. Под одним пролётом располагается 4 регистра (поворота) труб плюс один поворот около опорных колонн.

Для бокового обогрева используются те же трубы, что и для надпочвенного обогрева, размещённые вдоль конька крыши по опорным колоннам конструкции теплицы. Таких труб бокового отопления размещается параллельно 7 штук по колоннам.

Если взять один пролёт длиною 64 м над полезной площадью рассадного отделения между разделяющими отделение дорожками, то суммарная длина труб надпочвенного и бокового обогрева там составит 1 088 м для одного пролёта длиной 64 м. При трёх пролётах над полезными площадями отделения и трёх разделённых дорожками частях длиною 64 каждая, то суммарная длина труб для обогрева полезной пощади рассадного отделения станет равной 9 792 м.

У центральной дорожки рассадного отделения формируется боковое отопление из труб того же сортамента (14 труб, по 7 с каждой стороны дорожки). Общая длина этих труб - 2 688 м.

По периметру рассадного отделения (длина периметра 566,40 м) также располагаются трубы бокового отопления по 7 параллельных труб суммарной длиной 3 964,80 м.

Общая длина труб нижнего контура отопления рассадного отделения - 16 445 м (или 30,094 т), что образует тепловой запас в 13%.

Для обеспечения тепловой мощности нижнего контура в 1 150 кВт, разнице температуры теплоносителя (воды) в 20 градусов (начальная температура 90 град. Цельсия, конечная – 70 градусов) и теплоёмкости воды – 4,183 кДж/ (кг*град) потребуется прокачка теплоносителя со скоростью 49 куб. м/час.

Один циркуляционный насос с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час сможет обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Электрическая мощность такого насоса при расходе воды в 100 куб. м/час составляет 300 Вт.

 

Расчётная мощность воздушного отопления рассадного отделения составляет величину 1 150 кВт.

Воздушное отопление организуется использованием воздушных пушек, в радиатор которых подаётся горячая вода, а мощный вентилятор прогоняет поток воздуха через этот радиатор, нагревая при этом воздух.

Если использовать водяную тепловую пушку с тепловой мощностью 70 кВт и длиной воздушной струи 17 м, то для обеспечения воздушного обогрева одной части полезной площади рассадного отделения длиной в 64 м под одним пролётом потребуется 4 такие водяные тепловые пушки.

Общее количество тепловых пушек над полезной площадью рассадного отделения составит величину 36 штук, а их суммарная мощность - 2 520 кВт (запас по тепловой мощности – 46%).

Для подачи горячей воды к пушкам и отвода использованной понадобится 1 296 м гладких труб того же сортамента. Горячая вода, протекая по этим трубам площадью 207 кв. м, также будет нагревать верхний уровень пространства салатного отделения, тепловая мощность подводящих труб составит 154 кВт, а их общий вес таких труб для верхнего контура салатного отделения - 2 372 кг.

При условии электрической мощности одной водной пушки равной величине 245 Вт, общее мощность потребления электроэнергии для работы водяных пушек - 8,82 кВт.

Для обеспечения паспортной тепловой мощности одной водяной пушке требуется горячая вода с расходом 0,77 л/с. Все тепловые пушки рассадного отделения будут потреблять горячей воды со скоростью 99,79 куб. м/час.

Один циркуляционный насос с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час сможет обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Электрическая мощность такого насоса при расходе воды в 100 куб. м/час составляет 300 Вт.

 

Для обеспечения таяния снега в зимнее время года организуется система подкровельного отопления, которая состоит из треб отопления, походящих под коньком и с каждой стороны основания пролёта тепличных конструкций. Рассадное отделение располагается под 6 пролётами. При трёх трубах под одним пролётом всего для рассадного отделения потребуется 18 труб общей длиной 4 022 м. Эффективная площадь их поверхности – 644 кв. м. При такой поверхности величина тепловой мощности подкровельного отопления равна 479 кВт. Для обеспечения такой тепловой мощности потребуется суммарный расход воды подкровельного контура отопления в размере 20.60 куб. м/час.

Один циркуляционный насос мощностью расхода воды в 50 куб. м/час справиться с задачей обеспечения такого расхода воды. Электрическая мощность такого насоса – 150 Вт.

Результирующая мощность всех отопительных частей рассадного отделения – 2 933 кВт. Данная тепловая мощность формирует запас в 47%, который позволяет отапливать рассадное отделение при понижении среднесуточной температуры ниже базовой (-20 С) до -29 градусов Цельсия.

Общая длина труб контура отопления рассадного отделения - 21 763 м.

Необходимая к подаче электрическая мощность оборудования системы отопления рассадного отделения - 9.57 кВт.

Диаграмма иллюстрирует суточное потребление тепла для отопления рассадного отделения Блока теплиц.

 

 

Диаграмма показывает суточное потребление электроэнергии системой теплоснабжения рассадного отделения Блока теплиц.

 

 

 

 

 

 

5. Температурный режим выращивания первой зоны огурцов

Тепловой контур зоны выращивания первой зоны огурца формируется двумя внешними стенками и двумя внутренними, разделяющими отделение с зоной выращивания томата и второй зоной огурца, рассадным и салатным отделениями.

Кроме того, сверху контур ограничивается стеклянной крышей теплицы, а снизу бетонным полом, лежащим на поверхности земли.

 

Определение тепловых потерь производится по этим контурам.

Общая длина зоны выращивания первой зоны огурца равна 436 м, его ширина 124,8 м (площадь 54 412,80 кв. м).

Первая зона выращивания огурца расположена в середине Блока теплиц. Поэтому внешние стенки первой зоны выращивания огурца выходят на западную и восточную стены Блока теплиц. Длина каждой из внешних стенок равна ширине зоны – 436 м, а площадь внешних стен теплового контура второй зоны выращивания огурца есть произведение высоты колонн тепличных конструкций (6 м) на ширину зоны и равна 1 497,60 кв. м.

При двойном остеклении боковых стенок Блока теплиц стеклом толщиною в 4 мм, т 4 мм с металлическими шпросами коэффициент теплопроводности такого ограждения равен 2,17 Вт/(кв. м*град).

 

При таких величинах боковой поверхности и теплопроводности стекла удельные тепловые потери на 1 град. по внешним боковым стенам первой зоны выращивания огурца равны 3 254 Вт/град. Это означает, что для того чтобы температура во второй зоне огурца не упала на 1 градус Цельсия из-за разности температур внутри теплицы и снаружи её, необходимо потратить более 3,2 кВт тепловой энергии. При этом будет компенсирована потеря тепла только через боковые наружные стенки теплицы.

Если температура в соседних с первой зоной выращивания огурца зоне выращивании томата и второй зоне огурца и салатном и рассадном отделениях меньше, чем в самой первой зоне огурца, то тепло будет уходить и туда. Это может произойти в то время, когда эти зоны и отделения временно пусты. В этом случае, температура в этих зонах и отделениях будет поддерживаться на уровне 7 градусов выше нуля, а в первой зоне выращивания огурца – нормативная для огурца температура в 18 градусов Цельсия. За счёт этой разницы температур тепло из первой зоны выращивания огурца будет уходить на нагрев других зон и отделений Блока теплиц.

Скорость потери тепла через поверхность, разделяющую первую зону выращивания огурца и салатное отделение, будет пропорциональна площади этой границы - 1 320 кв. м и коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла через эту поверхность – 2 868 Вт/град.

Скорость потери тепла через поверхность, разделяющую первую зону выращивания огурца и рассадное отделение, будет пропорциональна площади этой границы - 1 296 кв. м и коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла через эту поверхность – 2 816 Вт/град.

Скорость потери тепла через поверхность, разделяющую первую зону выращивания огурца и зону выращивания томата, будет пропорциональна площади этой границы - 1 320 кв. м и коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла через эту поверхность – 2 868 Вт/град.

Скорость потери тепла через поверхность, разделяющую первую зону выращивания огурца и вторую зону выращивания огурца, будет пропорциональна площади этой границы - 1 296 кв. м и коэффициенту теплопроводности двухслойного стекла 2,17 Вт/(кв. м*град). В результате получаем скорость потери тепла через эту поверхность – 2 816 Вт/град.

 

Тепловые потери через крышу теплицы самые большие по сравнению с потерями через другие поверхности теплового контура.

Крыша тепличного комплекса держится на треугольных в профиле пролётах, поэтому площадь её остекления больше на секанс угла ската крыши. В результате площадь остекления крыши над первой зоной выращивания огурца равна величине 64 880 кв. м, а удельные тепловые потери на 1 градус температурной разницы – 140 980 Вт/град.

Последний контур – пол первой зоны выращивания огурца. Пол разделяется на четыре концентрические тепловые зоны, с шириною 2,0 м каждая. Определяется площадь каждой такой тепловой зоны под зоной огурца, после чего каждая из этих площадей перемножается на эмпирический коэффициент теплопередачи для каждой зоны пола.

В результате удельные тепловые потери на 1 град. пола первой зоной выращивания огурца составляет величину 5 191 Вт/град.

У первой зоны выращивания огурца есть входная дверь, через которую также выходит тепло. Удельные потери пропорциональны площади двери, коэффициенту теплопроводности материала двери. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом добавки на врывание воздуха для наружных ворот при отсутствии тамбура и воздушно-тепловых завес. Этот коэффициент равен 3,0, что даёт величину удельных тепловых потерь на 1 град. через врывание холодного воздуха через наружную дверь первой зоны выращивания огурца равную 23,53 Вт/град.

 

Суммарные удельные тепловые потери первой зоны выращивания огурца по всему тепловому контуру составляют величину 155 133 Вт/град или около 155 кВт/град, что означает необходимо подать чуть более 155 кВт тепловой энергии для того, чтобы температура не опустилась на 1 градус.

Нормативная температура, которую необходимо поддерживать в первой зоне выращивания огурца – 18 градусов выше нуля Цельсия. Базовая расчётная температура зимы -20 градусов Цельсия. При номинальной расчётной ночной температуре в неработающей теплице равной 7 градусов выше нуля по Цельсию можно рассчитать максимальную тепловую мощность, которую придётся приложить к первой зоне выращивания огурца теплицы, чтобы поддерживать внутреннюю температуру там в 18 градусов тепла при наружной температуре в 20 градусов мороза и температуре в 7 градусов тепла в соседних зонах и отделениях. Эта максимальная мощность – 5 663 кВт, а минимальная, когда в соседних помещениях идёт процесс выращивания и поддерживается соответствующая температура, - 5 538 кВт.

Из-за неплотности конструкций теплового контура в расчётах присутствует ещё один поправочный коэффициент – эмпирический коэффициент инфильтрации, равный 125%.

После корректировки на этот коэффициент максимальная тепловая мощность потерь первой зоны выращивания огурца с учётом инфильтрации становится равной величине 7 079 кВт, а минимальная – 6 922 кВт.

В дальнейшем, при расчёте ежедневной потребности в тепле для первой зоны выращивания огурца будем использовать следующие результирующие показатели:

• Удельные тепловые потери на 1 град. внешних контуров первой зоны выращивания огурца с учётом инфильтрации – 186,81.34 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров первой зоны выращивания огурца напротив салатного отделения с учётом инфильтрации – 3,59 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров первой зоны выращивания огурца напротив рассадного отделения с учётом инфильтрации – 3,53 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров первой зоны выращивания огурца напротив зоны выращивания томата с учётом инфильтрации – 3,59 кВт/град,
• Удельные тепловые потери на 1 град. внутренних контуров первой зоны выращивания огурца напротив второй зоны выращивания огурца с учётом инфильтрации – 3,53 кВт/град.

За счёт освещения первой зоны выращивания огурца лампами досветки и проводами их питающими в пространство этой зоны добавляется тепловая мощность величиной 1 204,26 кВт. С учётом тепловой энергии освещения максимальная мощность теплового потока первой зоны выращивания огурца Блока теплиц сократится до 5 875 кВт или округляя в большую сторону – 5 900 кВт.

 

Компенсировать тепловые потери ухода тепла через контур строительных конструкций первой зоны выращивания огурца Блока теплиц призваны тепловые приборы трёх контуров отопления первой зоны выращивания огурца:

• Нижнего контура водяного отопления,
• Верхнего контура воздушного отопления,
• Контура подкровельного отопления.

При расчётной доле воздушного отопления в 50% мощность нижнего контура водяного отопления составит округлённую величину в 3 400 кВт. Нижний контур водяного отопления формируется из стальных электросварных труб диаметра 51 мм. По этим трубам пропускается горячая вода с начальной температурой 90 градусов Цельсия и конечной – 70 градусов. Для базовой минимальной ночной внутренней температурой в теплице – 18 град. Цельсия и коэффициенте теплопередачи гладких труб – 12 Вт/(кв. м*град.) – для обогрева первой зоны выращивания огурца понадобится 4 570 кв. м площади гладких стальных труб. Если учесть, что площадь 1 погонного метра поверхности гладкой трубы диаметра 51 мм равна 0,16 кв. м, то общая расчётная длина стальных труб диаметра 51 мм будет составлять величину порядка 28 562 м.

Трубы будут размещены между лотками с минераловатными матами и растениями на полезной площади под пролётами тепличных конструкций в виде регистров («калачей»), змейкой размещённых под пролётом. Под одним пролётом располагается 5 лотков и 4 регистра (поворота) труб между ними плюс один поворот около опорных колонн.

Для бокового обогрева используются те же трубы, что и для надпочвенного обогрева, размещённые вдоль конька крыши по опорным колоннам конструкции теплицы. Таких труб бокового отопления размещается параллельно 7 штук по колоннам.

Если взять один пролёт длиною 64 м над полезной площадью первой зоны выращивания огурца между разделяющими отделение дорожками, то суммарная длина труб надпочвенного и бокового обогрева там составит 1 408 м для одного пролёта длиной 64 м. При девяти пролётах над полезными площадями отделения и шести разделённых дорожками частях длиною 64 каждая, то суммарная длина труб для обогрева полезной пощади первой зоны выращивания огурца станет равной 76 032 м.

У центральной дорожки первой зоны выращивания огурца формируется боковое отопление из труб того же сортамента (14 труб, по 7 с каждой стороны дорожки). Общая длина этих труб - 5 376 м.

По периметру первой зоны выращивания огурца (длина периметра 1 121,60 м) также располагаются трубы бокового отопления по 7 параллельных труб суммарной длиной 7 851,20 м.

Общая длина труб нижнего контура отопления первой зоны выращивания огурца - 89 259 м (или 163,344 т), что образует тепловой запас в 213%.

Для обеспечения тепловой мощности нижнего контура в 3 400 кВт, разнице температуры теплоносителя (воды) в 20 градусов (начальная температура 90 град. Цельсия, конечная – 70 градусов) и теплоёмкости воды – 4,183 кДж/ (кг*град) потребуется прокачка теплоносителя со скоростью 238 куб. м/час.

Три циркуляционных насоса с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час смогут обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Суммарная электрическая мощность таких насоса при расходе воды в 100 куб. м/час составит 900 Вт.

 

Расчётная мощность воздушного отопления первой зоны выращивания огурца составляет величину 3 400 кВт.

Воздушное отопление организуется использованием воздушных пушек, в радиатор которых подаётся горячая вода, а мощный вентилятор прогоняет поток воздуха через этот радиатор, нагревая при этом воздух.

Если использовать водяную тепловую пушку с тепловой мощностью 70 кВт и длиной воздушной струи 17 м, то для обеспечения воздушного обогрева одной части полезной площади первой зоны выращивания огурца длиной в 64 м под одним пролётом потребуется 4 такие водяные тепловые пушки.

Общее количество тепловых пушек над полезной площадью первой зоны выращивания огурца составит величину 216 штук, а их суммарная мощность - 15 120 кВт (запас по тепловой мощности – 174%).

Для подачи горячей воды к пушкам и отвода использованной понадобится 7 848 м гладких труб того же сортамента. Горячая вода, протекая по этим трубам площадью 1 256 кв. м, также будет нагревать верхний уровень пространства первой зоны выращивания огурца, тепловая мощность подводящих труб составит 934 кВт, а их общий вес таких труб для верхнего контура салатного отделения – 14 362 кг.

При условии электрической мощности одной водной пушки равной величине 245 Вт, общее мощность потребления электроэнергии для работы водяных пушек - 52,92 кВт.

Для обеспечения паспортной тепловой мощности одной водяной пушке требуется горячая вода с расходом 0,77 л/с. Все тепловые пушки первой зоны выращивания огурца будут потреблять горячей воды со скоростью 598,75 куб. м/час.

Шесть циркуляционных насосов с мощностью расхода воды в 100 куб. м/час смогут обеспечить такую скорость обновления теплоносителя. Электрическая мощность этих насосов при расходе воды в 600 куб. м/час составляет 1,8 кВт.

 

Для обеспечения таяния снега в зимнее время года организуется система подкровельного отопления, которая состоит из треб отопления, походящих под коньком и с каждой стороны основания пролёта тепличных конструкций. Первая зона выращивания огурца располагается под 13 пролётами. При трёх трубах под одним пролётом всего для первой зоны выращивания огурца потребуется 39 труб общей длиной 17 254 м. Эффективная площадь их поверхности – 2 761 кв. м. При такой поверхности величина тепловой мощности подкровельного отопления равна 2 054 кВт. Для обеспечения такой тепловой мощности потребуется суммарный расход воды подкровельного контура отопления в размере 88,38 куб. м/час.

Один циркуляционный насос мощностью расхода воды в 100 куб. м/час справиться с задачей обеспечения такого расхода воды. Электрическая мощность такого насоса – 300 Вт.

 

Результирующая мощность всех отопительных частей первой зоны выращивания огурца – 9 788 кВт. Данная тепловая мощность формирует запас в 66%, который позволяет отапливать данную зону при понижении среднесуточной температуры ниже базовой (-20 С) до -33 градусов Цельсия.

Общая длина труб контура отопления первой зоны выращивания огурца - 114 361 м.

Необходимая к подаче электрическая мощность оборудования системы отопления первой зоны выращивания огурца – 55,92 кВт.

 

Диаграмма иллюстрирует суточное потребление тепла для отопления первой зоны выращивания огурца Блока теплиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма показывает суточное потребление электроэнергии системой теплоснабжения первой зоны выращивания огурца Блока теплиц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Температурный режим выращивания томата

Тепловой контур зоны выращивания томатов формируется двумя внешними стенками и двумя внутренними, разделяющими отделение с первой и второй зонами выращивания огурца.

Расчёты производятся аналогично рассмотренным выше.

Диаграмма иллюстрирует суточное потребление тепла для отопления зоны выращивания томата Блока теплиц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма показывает суточное потребление электроэнергии системой теплоснабжения зоны выращивания томата Блока теплиц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

7. Температурный режим второй зоны выращивания огурца

Тепловой контур второй зоны выращивания огурца формируется двумя внешними стенками и двумя внутренними, разделяющими отделение с зоной выращивания томата и первой зоной выращивания огурца.

Расчёты производятся аналогично рассмотренным выше.

Диаграмма иллюстрирует суточное потребление тепла для отопления второй зоны выращивания огурца Блока теплиц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма показывает суточное потребление электроэнергии системой теплоснабжения второй зоны выращивания огурца Блока теплиц. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Объёмные показатели отопления

При полной загрузке проектируемого Блока теплиц общий расход тепла на отопление зон и отделений Блока теплиц за год составит величину около 66 900 МВт*час.

Годовая динамика потребления тепла отображена на Диаграмме.

В течении года ежедневное потребление тепла на обогрев растений колеблется в пределах от 0 кВт*час летом до более 527 000 кВт*час в пиковой нагрузке зимой.

 

Модель отопления Блока теплиц учитывает различную дневную и ночную температуры выращиваемых огурцов, томатов, их рассады и салатной продукции.

Дневное время определяется моделью как время светового дня и время электродосвечивания.

 

  

9. Оборудование отопления

Для обеспечения теплом Блока теплиц необходимы тепловые приборы в виде труб и тепловых пушек, теплоноситель – горячая вода и генератор тепла – газовая котельная.

 

 

Для каждой зоны выращивания овощей, а также салатного рассадного отделений характерны пики в потреблении тепловой энергии. Таблица  содержит максимальные значения потреблённой тепловой энергии в году по каждой из зон / отделений выращивания.

    

Максимальная тепловая мощность по каждому участку выращивания Блока теплиц представлена в Таблице.

 

 

 

 

 

 

Значения из Таблицы являются исходными данными для выбора мощности газовой котельной. Для проектируемого Блока теплиц возможно организация одной котельной тепловой мощностью порядка 30 МВт, которая обслуживает все зоны и отделения Блока теплиц, или формирование для каждой зоны своей котельной меньшей мощности.

Для газовой котельной тепловой мощностью в 30 МВт электрическая потребляемая мощность, необходимая для функционирования данной котельной – 369 кВт, а соответствующий максимальный расход газа – 3 687 норм. куб. м/час.

Диаграмма демонстрирует сточный расход газа такой котельной для обеспечения отопления Блока теплиц. Максимальное потребление газа приходится на зимние месяцы и достигает величины 50 000 норм. куб. м в сутки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функционирование газового котла приводит к дополнительному потреблению электроэнергии. На Диаграмме показаны графики потребления электроэнергии с учётом её потребления котлом и без неё.

 

 

 

 

 

 

 

Для достижения высокой урожайности в проектируемой теплице, кроме обеспечения отопления в зимний период года, будет актуально и поддержание оптимального для растений теплового режима и в жаркие летние дни.

Диаграмма показывает количество дней в году, при которых температура воздуха поднималась до определённой величины. Так выше 20 градусов по Цельсию в районе города ??? N-ской области температура воздуха поднимается порядка 136 дней в году.

Свыше 30 градусов жары температура воздуха фиксируется порядка 27 раз за лето. При таких особенностях климата кроме отопления в холодный период года необходимо предусмотреть и системы кондиционирования в летние месяцы.

 

К тепличным системам, которые позволяют нивелировать слишком высокую температуру для растений относятся:

• Системы зашторивания,
• Системы фрамужного и принудительного вентилирования,
• Системы увлажнения воздуха.

Системы зашторивания различаются на горизонтального и вертикального зашторивания.

 

 

Горизонтальное зашторивание устанавливают, как с целью уменьшения уровня солнечной радиации летом, так и для сбережения тепла зимой. Материал самих штор определяется их целью (теплосберегающее или затеняющее зашторивание). Существует механизм, позволяющий раздвигать шторы по команде с климатического компьютера теплицы.

Такой компьютер управляет как работой котельных, так и систем зашторивания и других систем регулирования климатом в теплице.

К системам регулирования климатом теплицы относится и система фрамужного и принудительного вентилирования. На крыше теплиц формируются фрамуги, которые могут открываться для обеспечения естественного притока воздуха. Внутри теплиц устанавливаются вентиляторы для принудительного вентилирования воздуха внутри теплиц.

 

Обосновано использование и тепловых пушек, которые в зимний период наполнялись горячей водой, а в летний период могут наполняться холодной водой из питающих тепличный комплекс артезианских скважен. Тепловые пушки можно использовать и как вентиляторы, не запитывая их теплоносителем.

 

 

 

 

 

 

 

Максимальная скорость движения теплоносителя, проходящего через водяные пушки в зимний период, представлен в Таблице. Суточное потребление воды всем тепличным комплексом летом доходит до 970 куб. м в сутки. Поэтому возможно частичное использование полученной из скважины воды сначала для охлаждения температуры воздуха в теплицах (при помощи тепловых пушек), а затем для полива растений.

 

 

При использовании водяных пушек в летний период для охлаждения воздуха в теплицах повысится потребление электроэнергии в жаркие дни лета. Таблица демонстрирует электрическую мощность тепловых пушек и циркуляционных насосов, подающих воду в воздушный контур теплиц.

 

 

 

 

Диаграмма иллюстрирует потребление электричества водяными пушками и циркуляционными насосами, которые выполняют летом функцию охлаждения воздуха внутри теплиц.