Расчет отопления теплицы


Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы - с необходимыми пояснениями

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.

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:

Qт = Sw × Kinf × Δt × τw

Qт – 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.

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:

Планируемая температура воздуха в помещении теплицыВозможная температура воздуха снаружи
0 °С- 10 °С- 20 °С- 30 °С- 40 °С
+ 18 °С1.081.131.181.241.30
+ 25 °С1.111.161.211.271.33

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.

stroyday.ru

Как рассчитать мощность отопления для зимней теплицы

Что такое тепловой баланс

Когда определяют потребности частного дома в тепловой энергии, пользуются простым правилом: на каждые 10 квадратных метров площади должно приходиться около 1 кВт мощности теплогенератора. При рассмотрении сооружений защищённого грунта такой подход не годится, потому что слишком сильно отличаются теплотехнические характеристики ограждающих конструкций - потребности в энергии будут в разы больше.

Нормально работающее отопление (не важно, дом это или теплица) должны в полной мере восполнять потери тепла. Тогда после достижения необходимого температурного режима пользователь сможет вручную или при помощи автоматики поддерживать этот баланс.

Итак, найдём точные данные о теплопотерях - узнаем, какой мощности нужно отопление.

Как теплица теряет тепло

До 20-30 процентов полезной энергии может уходить с тёплым воздухом через щели, зазоры (форточки, дверь…), вентиляцию. Происходит инфильтрация - снизу (например, под дверью, или в зоне примыкания обшивки к фундаменту) подсасываются холодные воздушные массы, а вверху тёплый воздух уходит наружу.

Практика показывает, что, если нет искусственного подогрева грунта, то около 2-5 процентов тепла уходит через него. Интересно, что это происходит неравномерно, чем ближе к центру сооружения, тем потери меньше. Больше всего теплопередача наблюдается по периметру.

Самые большие теплопотери имеем через ограждающие конструкции: обшивку и цоколь теплицы. В среднем около 80 процентов тепловой энергии передаётся через укрывочный материал. Каркас в данном случае занимает слишком мало площади, поэтому основное внимание уделяется теплопроводности обшивки. Характеристики (коэффициент теплопередачи измеряется в Вт/м2 •°С) основных материалов известны:

Формула расчета отопительной системы

Для определения потребностей теплицы в энергии используют такую общеизвестную формулу:

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

kт - это коэффициент теплопередачи обшивки (выбираем из списка выше). Sогр - общая площадь стен + площадь кровли. Твн – 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».

kинф - коэффициент инфильтрации, отображающий потери тепла через неплотные примыкания и зазоры (в среднем равняется 1,25). Для качественных фабричных теплиц он может не применяться.

Коэффициент инфильтрации

t вн

t нар

-10°

-20°

-30°

-40°

18°

1,08

1,13

1,18

1,24

1,30

25°

1,11

1,16

1,21

1,27

1,33

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.

Если теплогенератор у вас в наличие имеется - используя формулу, можно высчитать, какого максимального размера (или из какого материала) теплицу можно строить под него. В свою очередь, если есть котёл, и есть теплица - можем высчитать, при какой минусовой температуре можно будет эксплуатировать сооружение.

Некоторые пояснения к теплотехническому расчету теплицы

Очевидно, что не все нюансы учтены. Некоторые моменты упрощаются или принимаются по умолчанию.

  • Не принимается во внимание тепло, полученное от солнца, то есть рассчитывается исключительно «ночной режим», как самый критичный.
  • Наружная минусовая температура берётся самая низкая за зимние месяцы.
  • Редко когда считают потери тепла через почву, особенно для крупных блочных теплиц. Также не считают аккумулируемое грунтом или другими массивами тепло.
  • Внутренняя температура воздуха указывается средняя по объёму, а почвы - средняя по площади. В большинстве случаев температура почвы принимается равной температуре воздуха.
  • Не принимается во внимание влажность воздуха и процент содержания в нём углекислого газа.
  • Рассматривается исключительно естественная вентиляция.
  • Расчёты производятся «без растений» (за исключением номинальной внутренней температуры, которая нужна для роста конкретных культур).
  • Не учитываются технические особенности отопления, конфигурация системы считается оптимальной.

Выбирая котёл или другое отопительное устройство, рекомендуется предусмотреть запас мощности около 20% сверх расчётной, больше - тоже нерационально. Желательно, отказаться от универсальных многотопливных агрегатов (обычно они менее эффективны). Используйте погодозависимую автоматику - она реально позволяет экономить энергоносители.

www.gradaplast.ru

Нормы расхода тепла на теплицы

Если для временной сезонной теплицы устанавливать системы обогрева не требуется, то круглогодичная конструкция требует обязательного отопления. Причем очень важно рассчитать нормы расхода тепла для теплицы заранее. Делается это для того, чтобы не потратить лишние деньги на излишнее дополнительное оборудование. Или же, наоборот, наладив минимальный обогрев, не заморозить растения.

Тепловой расчет теплицы – важная ступень в планировании всего будущего сооружения.

Правила проектирования системы отопления в теплицах

Главная задача отопления теплицы – создание необходимого микроклимата для растений. В понятие «необходимого микроклимата» входит поддержание заданных температур воздуха и почвы. «Наобум» правильно организовать этот процесс не получится.

Теплоснабжение можно наладить за счет использования таких ресурсов:

  • вторичные энергоресурсы;
  • тепло геотермальных вод;
  • от ТЭС, АЭС, ТЭЦ;
  • собственные источники тепла.

В капитальных круглогодичных теплицах лучше организовывать водяное отопление или комбинированное отопление (водяное в сочетании с воздушным). Также не лишним будет наладить обогрев почвы. Комбинированное отопление применяют в тех регионах, где столбик термометра зимой опускает ниже -20 градусов.

Если теплица однопролетная, то на долю воздушного обогрева должно приходиться до 35-50 процентов вырабатываемого тепла. В многопролетных теплицах нагрузка на воздушное отопление снижается до 20-40 процентов от общего расхода тепла зимой.

к содержанию ↑

Теплопотери теплицы

Расчет отопления теплицы не может происходить без учета теплопотерь, которые неизбежны. Теплица, как бы хорошо она не была герметизирована, не в состоянии удерживать все тепло.

Тепло пропускается через щели, форточки и дверь, вентиляцию, грунт, если нет искусственного обогрева почвы, и через обшивку и цоколь сооружения.

Для точного определения количества теплопотерь применяется специальная формула. Теплопотери находятся путем умножения общей площади поверхности теплицы на коэффициент теплопроводности материала (свой для каждого укрывного материала) и на максимальную разность температур между необходимой в теплице и самой холодной на улице.

Теплопотери = Площадь поверхности * К * Разность температур.

Коэффициент теплопроводности укрывных материалов имеет следующие постоянные значения:

  • 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;
  • пленка полиэтиленовая одинарная – 10;
  • пленка полиэтиленовая двойная — 5,8;
  • пленка двойная дутая — 3,5.

Коэффициент теплопроводности фундамента или железобетонного цоколя равен 2.

к содержанию ↑

Нюансы расчета тепловой необходимости для теплицы

Факторов влияющих на то, сколько именно тепла потребляет теплице, сколько она теряет, и до какой именно отметки придется нагревать теплоносители множество. В расчет берутся далеко не все, только основные, либо же основываются на средних данных. Итак, принято считать, что:

  • температуру в помещении рассчитывают так, как будто все время ночь, и она не прогревается за счет солнечного света;
  • значение уличной температуры – самое низкая отметка, зафиксированная ночью зимними месяцами;
  • не берутся в расчет теплопотери и теплоотдача через грунт;
  • чаще всего среднюю температуру почвы приравнивают к средней температуре воздуха, хотя первую величину считают по площади, а вторую – по объему;
  • влажность воздуха и содержание углекислого газа в нем не учитываются;
  • считается, что вентиляция в помещении естественная;
  • все расчеты делают так, как будто в помещении нет растений, и они никак не влияют на теплоотдачу и теплопотери;
  • за точку отправления принимают то, что изначально установлена самая оптимальная система отопления, хотя конфигурация может быть любой, в том числе и ошибочной.
к содержанию ↑

Как рассчитать мощность котла для теплицы

Какой бы вид отопления не был выбран, в любом случае отапливать теплицу дорого. Несмотря на качественную герметизацию, больших потерь тепла не избежать, а, значит, и топить надо усиленно. Иначе растения замерзнут.

Тот или иной котел выбирается на основе точных подсчетов всех потерь и требуемой нагрузки. Также надо обращать внимание на КПД самого котла и на то, на каком топливе он работает. Все эти данные позволяют рассчитать пиковую нагрузку на отопительную систему теплицы.

Кстати, при выборе котла нужно учесть тот факт, что его максимальная мощность должна превышать рассчитанный максимум на 20 процентов. В случае чего проще убавить с помощью терморегулятора отопление, чем покупать дополнительный котел.

Еще специалисты советуют брать два котла, чтобы они работали на 60-70 процентов своей мощности. Либо же один из них использовать как запасной на случай поломки основного.

к содержанию ↑

Расчет отопительной системы

Расчет отопительной системы теплицы производится по следующей формуле:

Q системы отопления = K (коэффициент теплопроводности укрывных материалов) * (Т самая возможная низкая температура на улице – Т самая высокая в помещении) * k инфильтрации, то есть потери тепла через щели. Коэффициент инфильтрации в основном равен 1,25. Для заводских теплиц его в расчет не принимают.

Для примера произведем расчет отопления теплицы из поликарбоната. Общая площадь укрывного материала пусть будет равна 150 кв. м. Укрывной материал – однокамерный сотовый поликарбонат толщиной 8 мм. Для него К будет равен 3,3 Вт/м2С. Температуру в теплице нужно поддерживать на уровне 16 градусов. В данных широтах столбик термометра опускает до -30 градусов. Дельта температур будет равна 46 градусам. Инфильтрация присутствует, берем стандартное значение k – 1,25.

В итоге получаем: 3,3*46*1,25=28,5 кВт.

Если теплица такого же размера выполнена из стекла, то тепла ей понадобится почти в два раза больше – 51,75 кВт. Пленочная конструкция потребует систему отопления с производительностью до 83 кВт.

Формулу можно приметь и для обратного расчета. Если у вас уже есть котел, то вы сможете с ее помощью рассчитать, какие размеры должны быть у будущей теплицы, и чем именно ее следует укрыть.

к содержанию ↑

Особенности расчета и проектирования отопления теплицы

Техническое задание, где будут произведены все работы по расчету отопления и указаны наиболее оптимальные варианты котлов, виды отопления и все затраты на его установку, можно составить самому либо заказать в соответствующих инстанциях. Самостоятельно это сделать дешевле, но гораздо более хлопотно. Доверить кому-либо проще, но дороже.

Техническое задание надо составлять подробно. Оно может быть двух видов. В первом случае вся система отопления будет базироваться на конкретной сумме, которую Вы готовы на это потратить. Во втором – отправной точкой будет служить создание комфортных условий для растений с использованием подходящего варианта системы отопления и нормы расчета тепла для теплицы.

к содержанию ↑

В этом видео вы узнаете как не надо делать отопление в теплице

Расчетом отопления теплицы надо заниматься всесторонне и основательно. Это поможет в зимний период избежать массы проблем, а также сэкономить, не ставя совершенно ненужные нагревательные приборы. Следуя нашим советам, вы сможете отопить теплицу наиболее рационально, а ваш урожай будет качественным и принесет хорошую прибыль, что, в свою очередь, быстро окупит все понесенные затраты.

ogorodnik.net

Расчет отопления для теплицы

Важным фактором в деле получения хорошего урожая в теплицах и парниках является достаточное и правильное отопление. Узнать как правильно сделать необходимые теплотехнические расчеты для теплиц и парников вам поможет эта статья.

Расход тепла на отопление определяется следующей формулой: Формула: Расчет расхода тепла в теплице.

Где L - коэффициент ограждения F - инвентарная площадь в м2 K - коэффициент теплопередачи остекленных поверхностей (принимается равным 5,5 ккал/м2 * час);

tвн - температура внутри сооружения (принимается равной: для овощных отделений +18°, для рассадных отделений +25°);

tнар - средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток (принимается по СНиП II-A-62 «Строительная климатология и геофизика»); Кинф - коэффициент инфильтрации.

Таблица: Расчет отопления теплицы: Коэффициент инфильтрации.

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

Расчет мощности котельной: Формула.

Где Qкот — расчетная мощность котельной в ккал/час; 1,13 — коэффициент, учитывающий потери тепла в тепловых сетях и собственные нужды котельной;

Суммарное количество тепла: Отопление теплицы. — суммарное количество тепла на отопление всех сооружений и технологические нужды.

Часовой расход топлива определяют по следующей формуле:

Часовой расход топлива: Отопление теплицы.

Где В — часовой расход топлива в кг/час.

Для определения годового расхода топлива используют следующую формулу:

Годовой расход топлива: Отопление теплицы.

Где G — годовой расход топлива в кг/год; β- коэффициент запаса;

tср*от - средняя наружная температура за отопительный период в градусах (принимается по СНиП II-A-62 «Строительная климатология и геофизика»);

Qрн — теплотворная способность топлива (низшая) в ккал/кг m - продолжительность отопительного периода в часах

www.fermersha.ru


Смотрите также