240 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Водяное отопление теплицы расчет

Правильное водяное отопление теплицы своими руками – расчет и схема

Благодаря теплице можно получать урожай, в то время когда другие только высаживают растения или ухаживают за ними. Но в наших климатических условиях вырастить растения в парнике очень хлопотное занятие.

На это влияют резкие заморозки и другие природные явления. Поэтому главным вопросом огородников является, какое отопление теплиц более эффективное. Ведь допустимый температурный режим в теплице должен быть +18 градусов Цельсия, но что необходимо сделать, чтоб создать такие условия мы и расскажем в нашей статье.

Виды отопления теплиц

Существует множество простых видов отопления теплиц. Их можно обогревать газовым, печным, электрическим, паровым или водяным способом. Не рекомендуем использовать при обогреве теплиц электрический калорифер, так как не будет нормальной циркуляции воздуха, а значит, будет неравномерно прогреваться помещение. И какой-то участок прогреется сильнее, чем нужно, а другой более отдаленный, вообще останется без тепла.

Чтобы был равномерный прогрев парника, нужно спроектировать и произвести монтаж полноценной системы отопления самостоятельно, благодаря которой будут созданы необходимые условия для выращивания продукции. Конечно, предпочтительнее обогреть и почву в теплице.

Когда выбирается вид обогрева, необходимо опираться на размеры помещений, количество выделенных средств и прочее. Необходимо скрупулезно изучить каждый вид обогрева парников для того, чтобы правильно выбрать систему. Важным аспектом является особенности работы каждой отопительной системы.

Ведь некоторые более простые и удобные, но дорогие. Производить монтаж некоторых систем отопления может только профессионал. Для отопления промышленных теплиц необходимо применять новейшие технологии.

Отопление водяное и его схема работы

Самой главной составляющей в схеме водяного отопления теплиц является котел. У него есть возможность работать в парниках на разнообразном топливе, поэтому котлы разделяют на такие виды:

  • Газовые;
  • Электрические;
  • Котлы, работающие на жидком горючем.
  • Твердотопливные.

Выбирают топливо из расчета рентабельности использования с учетом региона. Этот обогрев теплиц состоит из труб и самих батарей. Немаловажно, что водяное отопление подогревает не только помещение парника, но и грунт тоже.

Эта отопительная система имеет 2 контура, которые в свою очередь работают отдельно друг от друга, хотя идут от 1 котла.

Благодаря чему можно производить изменения температурного режима земли и воздуха по установленным значениям.

Обязательным является наличие качественного антикоррозийного покрытия водяного отопления. Если есть желание, можно всегда сделать водяное отопление теплицы своими руками. Но перед этим необходимо детально рассмотреть технологию процесса обогрева. Важно верно сделать расчет, благодаря которому будет рационально использоваться энергетические ресурсы и оптимально распределяться тепловая энергия.

Расчет отопительной системы

Для любых помещений, где выращиваются растения, должен быть правильно и хорошо рассчитан обогрев. Нужно для расчета системы отопления теплицы подсчитать объем системы отопления, мощность котельной и количество радиаторов.

Конечно же, нужно помнить про энергоноситель, ведь если его, верно, подобрать, тогда можно снизить себестоимость продукции выращиваемой в парнике.

Расход тепла на любую отопительную систему можно подсчитать, при помощи такой формулы:

L — значение ограждения,

F — площадь помещения,

K — коэффициент теплопередачи остекления,

Tвн — внутренняя температура теплицы,

Tнар — температура снаружи парника,

Kинф — значение инфильтрации.

Расчет мощности котла для парников вычисляется умножением коэффициента, который учитывает потерю тепла в системе отопления и нужды самого котла, на сумму тепла на обогрев помещений и технологические нужды.

Водяное отопление теплицы своими руками

Самым выгодным обогревом парников является водяное отопление. Сделать самостоятельно данный обогрев парника, а точнее сам электрический водяной нагреватель, можно поэтапно:

  • Отрезаем верх старого огнетушителя;
  • Внутри на дне монтируем ТЭН с необходимой мощностью 1 кВт. Как вариант им может быть тэн из самовара;
  • Необходимо сделать съемную крышку, для дальнейшего залива воды;
  • К корпусу агрегата прикрепляем 2 трубки, которые связаны непосредственно с радиатором. При работе с трубами нужно обязательно использовать прокладки, что бы ни было утечки. Если желаете, чтобы агрегат работал автоматически, нужно привлечь реле переменного тока и напряжение 220 В.

При проведении работ по монтажу отопительной системы парника главным является соблюдение правил и норм инструкций и техники безопасности.

Отопление теплицы своими руками

Теплица с обогревом – прекрасный способ продлить срок вегетации и плодоношения овощей. Обустроить систему отопления можно несколькими способами, выбор зависит от площади теплицы и ее назначения, а также доступных вам ресурсов. Смонтировать отопительную систему можно своими руками.

Способы отопления теплицы

Системы отопления целесообразно устанавливать в теплицах круглогодичного использования или при ранней весенней высадке овощей, зелени и цветов.

К эффективным способам обогрева теплиц можно отнести:

  • печное отопление, в том числе с воздушным и водяным контуром;
  • водяное отопление на основе твердотопливного, газового или электрического котла;
  • обогрев с помощью газовой пушки;
  • электрический обогрев с помощью конвекторов или инфракрасных обогревателей;
  • подогрев почвы греющим кабелем или трубами водяного отопления.
Читать еще:  Внутреннее устройство теплицы

Способы можно совмещать, например, установив печное отопление как основной источник обогрева и греющий кабель – как дополнительный.

При установке котла и монтаже системы водяного отопления, обогрев почвы также делают водяным, подключая трубы отдельным контуром.

Нагрев газовыми пушками достаточно эффективен – помещение прогревается быстро, а расход газа при этом небольшой. Пушка занимает немного места и вполне безопасна в использовании.

При использовании электрического обогрева в качестве основного, рекомендуется использовать инфракрасные обогреватели – они нагревают почву и сами растения, не пересушивая воздух. Конвекторы греют воздух, при этом в нижней части теплицы — в прикорневой зоне — температура остается низкой, а вверху – чрезмерно высокой. По этой причине конвекторы обычно используют только для временного обогрева.

Цены на тепловые пушки

Печное отопление теплицы

Печи для теплиц могут быть металлическими или кирпичными. Второй вариант предпочтительнее – кирпич дольше нагревается, но при этом отлично удерживает тепло и долго остывает, а температура в теплице остается стабильной. Воздух при отоплении кирпичной печью не пересыхает, влажность остается в допустимой норме.

Металлические печи прогреваются быстро, но обладают малой теплоемкостью и греют только до тех пор, пока горят дрова. При этом стенки приборов сильно нагреваются и сушат воздух. По этой причине металлические печи часто оборудуют водяным контуром с регистрами или радиаторами – нагретая вода в них остывает постепенно, сглаживая перепады температуры.

Металлические печи для теплицы

Металлические печи рекомендуется использовать для отопления теплиц весенне-летнего использования, для этой роли они подходят лучше, чем кирпичные, благодаря следующим особенностям:

  • металлические печи мобильны, их можно установить на несколько холодных месяцев, а летом убрать;
  • они не требуют обустройства фундамента и не занимают много места;
  • выбрав подходящую модель, можно подключить водяной контур;
  • цена на металлические печи не слишком высока;
  • монтаж и установку можно выполнить своими руками, даже не имея навыков кладки печей.

Недостатки металлических печей:

  • процесс отопления нельзя автоматизировать, топить печь придется вручную;
  • металлические печи сушат воздух, поэтому в теплице необходимо установить емкости с водой для увлажнения воздуха.

Установить печь можно как в самой теплице, так и в тамбуре или подсобном помещении, выведя в теплицу воздушный или водяной контур. Дымоход от металлической печки можно располагать в пространстве теплицы, установив его под углом не менее 15 градусов – это обеспечит дополнительный обогрев. При этом применяют неизолированную металлическую трубу. Для прохода через крышу или стену теплицы необходимо применять специальные теплоизолированные коробы.

Обратите внимание! При установке печи важно позаботиться о ее устойчивости! При опрокидывании печь может привести к пожару или повреждению теплицы!

Обзор популярных и недорогих моделей металлических печей приведен в таблице 1.

Таблица 1. Печи для обогрева теплиц промышленного производства.

Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы

Наличие загородного участка очень часто предполагает ведение на нем тех или иных сельскохозяйственных работ. Согласитесь, любому человеку приятно иметь на своем столе овощи, фрукты или ягоды, выращенные собственноручно и гарантированно «чистые». Но вот правда летний «огородный» сезон во многих регионах – довольно короток. Поэтому рачительные хозяева строят специальные агротехнические сооружения – теплицы и парники. А чтобы довести период сельхозработ до возможного максимума, или даже вообще перейти на круглогодичный цикл, обязательно потребуется оборудовать теплицу системой обогрева.

Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы

Система отопления теплицы может быть разной – печи длительного горения, водяные или электрические контуры, заглубленные в грунт по принципу «теплого пола», конвекторы, обеспечивающие перемещения масс теплого воздуха, инфракрасный обогрев. Но любая из выбранных систем должна выполнять главную задачу – создавать и поддерживать в помещении требуемую для выращиваемых культур температуру, то есть, обладать определенной тепловой мощностью. А вот какой? – в этом вопросе нам поможет калькулятор расчета мощности обогрева теплицы.

Цены на обогреватели для теплицы

Ниже, под калькулятором, приведены пояснения и необходимые справочные данные.

Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы

Пояснения по проведению расчетов

Мощности системы обогрева теплицы должно быть достаточно для обеспечения компенсации теплопотерь, а они, при больших площадях остекления этих сооружений – весьма немалые.

Расчет необходимой тепловой мощности строится исходя из следующего соотношения:

= Sw × Kinf × Δt × τw

– рассчитываемая мощность обогрева.

Sw – площадь остекления теплицы. Именно она принимается в расчет, так как через прозрачные стены проходит не только инсоляция (проникновение энергии солнечных лучей), но и максимальный объем теплопотерь.

Площадь рассчитывается самостоятельно, по известным геометрическим формулам.

Для тех, у кого возникли сложности с вычислением площади…

Некоторые геометрические фигуры не желают напрямую «подчиняться» простым формулам, и их приходится разбивать на участки. Как рассчитать площадь – в том числе и для сложных случаев, с примерами и калькуляторами – в специальной публикации нашего портала.

Читать еще:  Грунт в зимней теплице

Kinf – так называемый коэффициент инфильтрации. Он зависит от примерного режима эксплуатации теплицы, то есть от необходимой температуры внутри сооружения, и возможного уровня температур снаружи, на улице. Естественно, желательно брать в расчет наиболее неблагоприятные возможные условия, чтобы обеспечить необходимый эксплуатационный запас мощности.

Значения коэффициента инфильтрации можно взять из таблицы ниже:

Δt – максимальная амплитуда температуры, то есть разница между нормальным значением в помещении, и минимальным – на улице, в самую холодную неделю в период эксплуатации теплицы. В калькуляторе значении Δt будет подсчитана по указанным значения снаружи и внутри.

— Как правило, + 18 ºС бывает достаточно для выращивания большинства овощей. Для рассады или цветов требуется порядка + 25 ºС. При выращивании некоторых экзотических растений температурный режим предполагает и более высокие показатели.

— В поле ввода внешних температур указывается уровень минимальной отрицательной температуры воздуха, характерный для данного региона, в период эксплуатации теплицы.

τw – показатель теплопроводности материала остекления теплицы.

Разные материалы (по составу и по строению) имеют собственную теплопроводность – она уже учтена в алгоритме калькулятора. Вариант теплицы с пленочным покрытием не рассматривается, так как воспринимать его всерьез в качестве «зимнего» сооружения – было бы преувеличением.

Полученное значение, в киловаттах, станет ориентиром при выборе наиболее подходящей системы обогрева теплицы.

Сложно ли построить теплицу самостоятельно?

Вопрос неоднозначный, так как теплицы могут существенно различаться размерами, принципиальной конструкцией, своей оснащенностью и другими характеристиками. Тем не менее, это вполне выполнимо, и ряд полезных рекомендаций по данной проблеме можно получить в специальной статье портала – про строительство теплицы своими руками .

Расчет системы отопления теплиц

Расчет системы отопления культивационных сооружений

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

1. Определение необходимой мощности системы отопления

  1. рассматривается период минимального прихода тепла извне, то есть экстремальные условия.
  2. ночной период
  3. самые холодные сутки года
  4. Т возд.мин. 15оС
  5. Т почв.мин. 18оС

Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф. +/- Q почв.

Q инф. – потери тепла за счет вентиляции через различные щели и т.д.

На обогрев почвы затрачивается около 5% всего тепла, поэтому в дальнейших расчетах для простоты Q почв. опускается.

Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф.

Q огр. = kт х S огр(Твн – Тнар)

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

Стекло с металлическими шпросами

2 слоя стекла с металлическими шпросами

Одинарное пленочное покрытие (сухая пленка)

Одинарное пленочное покрытие (конденсат на пленке)

Двухслойное пленочное покрытие (сухая пленка)

Двухслойное пленочное покрытие(конденсат на пленке)

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

S огр. = 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

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 kт 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

Читать еще:  Грядки с подогревом в теплице

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)

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

При этом значения коэффициентов теплопередачи для каждой зоны следующие:

Площадь каждой зоны в данном случае следующая:

S 1 = 141 х 2 х 2 + (71-4) х 2 х 2 = 832 м2

S 2 = (141-4) х 2 х 2 +(71 –8) х 2 х 2 = 800 м2

S 3 = (141-8) х 2х 2 + (71-12) х 2 х 2 = 768 м2

S 4 = 10000 – 832 – 800-768 = 7600 м2

Q почв. 1 = 0,465 х 832 х 46 = 17,8 кВт

Q почв. 2 = 0,232 х 800 х 46 = 8,5 кВт

Q почв. 3 = 0,116 х 768 х 46 = 4,1 кВт

Q почв. 4 = 0,07 х 7600 х 46 = 2,4 кВт

Q почв. = 17,8 + 8,5 + 4,1 + 2,4 = 32,8 кВт = 0,032 мВт/га

Q почв. сум = 0,032 х 6 = 0,2 мВт

Виды теплопотерь, мВт

Трубная система отопления

Какова должна быть поверхность системы обогрева?

Q общ. = k т х S (tср – tн)

S = Q общ./ k т х (tср – tн)

k т = 12 Вт/м2 х град

Q общ.= Q потерь = 27,19 мВт = 27 190 000 Вт

Вода от котельной 95/70 оС

S = 27 190 000 /12 х ((95+70):2 –15) = 27 190 000 /810 = 33 568 м2

Сколько км труб необходимо для 6-гектарного блока?

2 дм труба имеет поверхность 1 м = 0,18 м2

33 568 : 0,18 = 186 488 м = 186,5 км

1 пог м = 4,5 кг металла

Расположение труб отопления

50% труб располагаются в зоне растений

3 системы: надпочвенный, боковой, кровельный (МГ: как уже говорилось, сегодня различают еще и подпочвеный, и вегетационный (ростовая труба))

Боковой и кровельный обогрев жестко присоединены к магистрали, надпочвенный (М.Г.: и ростовые трубы) подсоединен с помощью гибких шлангов. Диаметр магистральной трубы 219 мм внешний и 200 мм внутренний.

Конвекторы и оребренные трубы (МГ: оребренные трубы очень трудно мыть и дезинфицировать)

Чем выше параметры теплоносителя, тем больше отдача тепла и меньше расходы металла. Применяются пластиковые и стеклянные трубы. (МГ: я видела стеклянные трубы в производстве, главный недостаток – тракторист, не вписавшийся в поворот, вдребезги разносит всю систему. Починить трудно.)

Подпочвенный обогрев

От стоек теплицы отступают 400 мм, потом шаг раскладки труб подпочвенного обогрева 800 мм. На стандартную секцию шириной 6,4 м (Антрацит) укладывают 8 труб. Для обогрева почвы нельзя использовать металлопластиковые трубы.

В ангарных теплицах применяют контурный обогрев. Подпочвенный обогрев не нужен только в теплицах с водонаполненной кровлей (МГ: в производство такая конструкция не пошла, но одно время испытывалась на Овощной станции ТСХА), так как вода излучает тепло и не дает выхолаживаться почве.

Распределение труб в теплице.

В целом 45 км /га, 6 труб боковое отопление (2592 м, отдельный стояк), регистры (калачи) длиной 36/ 72 м.

Надпочвенный обогрев 12 672 м

Подкровельный обогрев 45 – 12,6 – 2,5 = 29,9 км

При пролете длиной 75 м получается 1359 м на пролет (22 пролета в стандартной Антрацитовской теплице) или 18 труб.

Это создает значительное затенение, поэтому по 2 трубы с кровли (4 с пролета), то есть 6,6 км, добавили вниз к стойкам для надпочвенного обогрева.

Вверху осталось 14 труб.

Распределение труб по системам отопления

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector