книги / Отопление и вентиляция. Ч1 Отопление
.pdf452 Г л a -в а X. Местное отопление
постановке переключателя на контакты 1—1— 1 получается соединение «на звезду», а на контакты 2—2—2 — «на треугольник».
Приведенные выше формулы даны для прямолинейной накатки про волоки. Спирально навитый провод нагревается несколько сильнее (вследствие взаимного облучения и индукции). Поэтому расчетную тем-
Рис. Х.22. |
Присоединение |
Рис. Х.23. |
График |
для |
Рис. Х24. |
График для |
отопительного |
электропри |
определения |
силы |
тока |
определения |
диаметра |
бора по схемам |
|
|
|
проводника |
||
а — «звезда*; 6 — «треугольник*
пературу провода заранее снижают на 20%, а затем проверяют, будет ли достигнута необходимая температура проволоки при спиральной на вивке:
— 'пР(н - *и ) . |
(Х .21) |
где t0n— температура спиральной проволоки; tnv— принятая сниженная ее температура;
/— расстояние между витками проволоки, мм.
Для более простого расчета приведем два графика (рис. Х.23 и Х.24) и рассмотрим способ пользования ими на частных примерах.
Пример Х.2. Электроприбор должен выделять тепла Q=610 Вт (525 ккал/ч); на пряжение на зажимах прибора £/=100 В; температура проволоки /пров = 100° С. Требуется найти диаметр и длину проволоки из хромникеля.
1.По уравнению (Х.12) найдем силу тока
, 610 „ „
/ = — =6,1Л,
100
2.Определим вспомогательную величину
6 = 13,31*2,730'00366 100 (10,46 — 0,0208-100) = Ю,25.
Для хромникеля г2о=1»1 О м м м 2/м и а с — 0,00025 Ом/град, следовательно:
г100= 1 ,1 [1 + 0,0 0 0 2 5 (1 0 0 — 20)) = 1,122 Ом-мм2/м,
3. Находим диаметр проволоки по формуле (Х.19)’
§ 103. Электрическое отопление |
453 |
4.Сечение этой проволоки
F — 0,785.1,67* = 2,19 мм2.
5.Необходимая длина проволоки по формуле (Х.20) будет равна:
I |
100.2,19 |
= 32 м* |
|
|
6 , 1. 1,122 |
Сравним с результатом расчета по формуле (Х.17), 6, Принимаем среднее значение
а = 35 + 52 |
43,5 Вт/(м2*К)« |
7.Находим необходимую длину проволоки
1 = 43 |
1002-610 |
= 35,4 м, |
|
|
1.122»43,5а (100— 20)2 |
т. е. практически получаем тот же результат, что и по эмпирической формуле.
Пример Х.З. Тепломошность электроприбора Q = 9 8 5 Вт (850 ккал/ч), проволока ни келиновая, для которой г2о= 0 ,4 1 и a t — 0,000067. Температура нагретой проволоки должна быть 1=200° С. Требуется найти диаметр и длину проволоки при У= 2 2 0 В.
1, Находим удельное сопротивление проводника |
|
|
|||||
|
f2оо = |
0,41 [1 + 0,000067(200 — 20)] = |
0,415 Ом.мм2/м . |
|
|||
Это значение г2оо откладываем по горизонтали (см. пунктирные линии на рис |
X 23) |
||||||
и на кривой, соответствующей заданной температуре |
поверхности ороволоки 1=200° С, |
||||||
на оси ординат получаем 6,85 А. |
|
|
|
||||
Далее определяем силу тока- |
|
|
|
||||
|
|
|
|
985 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,49 А. |
|
|
|
|
|
|
220 |
|
|
|
Находим значение вспомогательного фактора |
|
|
|||||
|
|
|
|
4,49 |
|
|
|
|
|
|
|
и — |
,65* |
|
|
|
|
|
|
6,85 |
|
|
|
На оси ординат (см рис |
Х.24) на шкале 1 находим значение о= 0 ,6 5 , проводим го |
||||||
ризонтальную |
пунктирную линию до точки пересечения с кривой 1 и внизу получаем |
||||||
d = 0,73 мм |
При |
площади |
поперечною |
сечения проволоки Е =0,416 мм2 длина |
про |
||
волоки получится равной: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 = 220-0,416 = 49,2 |
м9 |
|
|
|
|
|
|
4,49*0,415 |
|
|
|
|
|
СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ |
|
||||
К и с е и н |
М. И. Отопление и вентиляция. Ч. I. Отопление. М., Госстройиздат, |
1955 |
|||||
К о в а л е в с к и й |
И. И |
Печные работы, 7-е изд. М , «Высшая школа», 1973 |
|
||||
С м и р н о в А |
П. |
Использование |
газообразного |
топлива в отопительных печах. |
|||
М , Стройиздат, 1964. |
|
|
|
|
|
||
§ 104. Культивационные сооружения для круглогодичного выращивания овощей 455
период интенсивность длинноволновой радиации в спектре солнца до вольно высока. В результате поглощения солнечной радиации растения существенно нагреваются: температура листьев достигает 40—45° С, что значительно выше пределов, характеризующих максимум фотосинтеза.
Отрицательное влияние перегрева растений на их жизнедеятельность иллюстрирует рис. XI.2, на котором показано изменение интенсивности фотосинтеза при температуре воздуха 30—35° С. В часы наибольшей солнечной радиации наблюдается снижение интенсивности фотосинтеза,
1,мПмгч
|
|
|
— |
4 |
|
|
|
|
|
1076о м - t-v |
|
|
|
2152 /!К |
>456 ПК.- |
[ X . |
|
|
|
|
> |
|
/ ’ |
|
|
|
|
|
* |
у |
ч |
|
|
|
1 0 7 6 м |
с |
|
|
|
||
7 ^ |
|
|
|
|
||
10 |
15 |
20 |
25 t,° c |
|
|
|
Рис. XI. 1. |
Зависимость |
интен |
Рис. XI.2. Изменение |
интенсивно |
||
сивности |
фотосинтеза |
томатов |
сти I фотосинтеза в теплице в те |
|||
от температуры |
и освещенно |
чение летнего |
дня |
|||
|
сти |
|
|
|
|
|
а в 13—15 ч дыхание растений преобладает над фотосинтезом. Дневная депрессия фотосинтеза отрицательно сказывается на жизни растений и снижает урожайность выращиваемых культур.
Для различных растений существует своя зона теплового комфорта, в которой они интенсивнее развиваются. В табл. XI. 1 приведены реко мендуемые значения температуры и влажности воздуха для некоторых овощных культур, выращиваемых в культивационных сооружениях.
Температуру листьев при выращивании томатов и огурцов рекомен дуется поддерживать 22—23° С. Максимально допустимая температура листьев 35° С.
Существеное влияние на процесс фотосинтеза оказывает освещен ность, т. е. интенсивность солнечной радиации в диапазоне 0,4—0,7 мк.
Нормальный фотосинтез протекает при |
соответствии температуры воз |
|
духа степени освещенности. Минимальная освещенность для |
томатов |
|
и огурцов в рассадной фазе 3000—4000 |
лк, в послерассадной |
5000— |
6000 лк в течение 8—10 ч в сутки. Наиболее благоприятные для растений значения освещенности составляют 10 000—20 000 лк.
На характер протекания процесса фотосинтеза влияет не только коли чество поглощенного излучения, но и качественный состав его. Фиолето вые и синие лучи с Я=0,38—0,49 мк обусловливают нормальный обмен веществ, стимулируют формирование ветвей и листьев. Зеленые и жел тые лучисА,=0,49—0,595 мкмало влияют на физиологические процессы. Оранжевые и красные лучи с X— 0,595—0,78 мк являются основным ви дом излучения, необходимого для фотосинтеза. При этом происходит максимальное поглощение радиации хлорофиллом. Вытягиванию расте-
§ 104 К ул ь т и ва ц и о н н ы е с о о р уж ен и я д л я к р у г л о го д и ч н о г о в ы р а щ и в а н и я о в о щ ей |
457 |
2. КОНСТРУКЦИИ КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Парники. Наибольшее распространение получили русские односкат ные углубленные парники (рис. XI.3) с укрытиями из остекленных съемных рам. Находят все большее применение разборно-персоановоч-
Рис. XI.3. Парник |
на водяном обо |
||
|
греве |
|
|
1 — грубы |
надпочвенного |
обогрева, |
|
2 — грунт; 3 — песок, |
4 — |
q j j gbI |
|
i ид) очььнншо |
обогрева |
|
|
ные пленочные парники, в которых укрытием является переносный кар кас с пленочным покрытием.
Теплицы. Большая часть теплиц |
строится в виде двухскатных или |
|||||||
блочных (рис. XI.4). Двухскатные теплицы (рис. Х1.4,а) могут |
иметь |
|||||||
Рис XI.4. Теплицы |
|
|
б) |
|
||||
а — ангарная |
|
двухскатная; |
|
|
||||
б — блочная; |
|
I — фундамент; |
|
9 |
|
|||
2 — остекление; |
|
3—вентиляцион |
|
|
||||
ные |
фрамуги |
(вытяжные), |
|
|
|
|||
4 — трубы обогрева воздушного |
|
|
|
|||||
пространства, |
5 — вентиляцион |
|
|
|
||||
ные |
фрамуги |
(приточные), |
|
|
|
|||
б — растительный |
грунт, |
7 — |
|
|
|
|||
трубы |
периметрального |
обогре |
|
|
|
|||
ва грунта; 8 — трубы |
надгруи- |
|
|
|
||||
тового |
обогрева; |
9 — трубы |
же- |
|
|
|
||
|
лобного |
обогрева |
|
|
|
|
||
внутренние опоры. В зависимости |
от способа |
выращивания растений |
||||||
теплицы делятся на грунтовые и стеллажные. |
Как в ангарных, |
гак и в |
||||||
блочных теплицах овощи можно выращивать в инертных средах, смачи ваемых растворами питательных солей. Такой способ выращивания рас тений называется гидропонным.
Основным надземным ограждением теплиц и парников являются све топрозрачные материалы — стекло и полимерные пленки.
3. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС И ОТОПЛЕНИЕ ТЕПЛИЦЫ
Температурный режим теплицы, заданный культурооборотом, опре деляется системой теплопостуиленин и теплопотерь сооружения В об щем виде алгебраическое уравнение теплового баланса теплицы может быть записано в соответствии со схемой (рис. XI.5):
2Q = 0. |
(X I.3) |
Отдельные составляющие этого уравнения в зависимости от кон кретных условий могут быть приняты со знаком плюс или минус или мо гут быть равны нулю; они определяются по формулам, приведенным в главе II.
458 Г л а в а XI Особенности отопления сельскохозяйственных зданий и сооружени I
Расчет конвективного теплообмена на внутренних поверхностях теп лицы следует выполнять по формуле
<2к — ак (^в — тв) F J |
(XI.4) |
Qc р — тепло |
солнечной |
радиации, |
|
Q~p — тепло |
солнечной |
радиации, |
поступившее |
в |
теплицу, |
|||||||||||||||
Q”Tp — тепло |
солнечной |
радиации |
|
отраженное |
от покрытия, |
QnorJ1 — тепло |
солнечной |
радиации, |
||||||||||||||||
поглощенное покрытием, |
Q^Tp — тепло солнечной радиации, отраженное грунтом, Q~ |
—тепло, по |
||||||||||||||||||||||
глощенное грунтом, |
—тепло, отдаваемое грунтом QKгр |
и |
л гр—конвективное и лучистое тепло |
|||||||||||||||||||||
с поверхности грунта, О |
|
|
— тепло испарения с поверхности грунта, Оп, |
Qn |
0П |
|
— конвективное, |
|||||||||||||||||
|
|
|
^исп гр |
|
|
|
|
|
|
|
|
поверхности |
|
к |
л |
конд |
— конвективное |
|||||||
тучистое тепло и тепло конденсации на внутренней |
ограждения, Q”. |
|
||||||||||||||||||||||
и лучистое тепло на наружной поверхности, Q |
—теплопотери через грунт, QK Qд — конвективное и |
|||||||||||||||||||||||
лучистое тепло нагревательных приборов системы |
обогрева |
воздушного пространства; |
<?ог,р—тепло |
|||||||||||||||||||||
системы |
обогрева грунта, |
Q®Tp> |
|
|
|
~~ тепло |
|
естественных |
и |
искусственных |
воздушных |
струй, |
||||||||||||
Q” |
— тепло наружной струи, t |
н |
t |
в |
t |
гр |
<—температуры наружного, внутреннего воздуха и |
грунта, |
||||||||||||||||
стр |
тв |
хгр ~ температуры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ограждения и поверхности |
грунта |
|||||||||||
тн |
наружной, |
|
внутренней поверхности |
|||||||||||||||||||||
в которой величина ак, Вт/(м2*К) определяется в зависимости от харак тера теплообмена, протекающего в конкретных условиях в теплице:
|
«к |
(XI. 5) |
где |
kt — коэффициент, зависящий от температурного |
режима в теп |
|
лице, принимаемый по графику (рис XI 6), |
вертикальных и |
|
1,5— коэффициент, определяющий соотношение |
|
|
наклонных поверхностей в теплицах. |
|
Коэффициент конвективного теплообмена а«, Вт/(м2-К), для наклонно
§ 104 Культивационные сооружения для круглогодичного выращивания овощей 459
го участка наружного ограждения может быть определен по формуле
(up)0,8 |
(X I.6) |
< = |
|
где &2 — Для теплиц принимается по графику |
(рис. XI.7); |
I— длина ската, м.
Для вертикального участка наружного ограждения
|
|
|
|
a® = ll,63j/F . |
(X I.7) |
где |
v — расчетная скорость ветра, м/с. |
|
|||
|
|
|
г,4 |
Рис. |
XI.7. Зависи |
Рис. |
XI.6. |
Зависи- |
{j |
||
мость |
коэффици |
1,2 |
мость |
коэффици |
|
ента |
k\ от |
темпе- |
ента |
k2 от темпе |
|
ратурного |
режи |
|
ратуры наружного |
||
ма |
в теплице |
|
воздуха |
||
Расчетное значение коэффициента конвективной теплопередачи ак, Вт/(м2-К), на наружной поверхности будет средневзвешенное по пло щади
<4Гщ + <4*.
(X I.8)
FH+ FB
где Fa и FB~ площади наклонных и вертикальных поверхностей теп
лицы.
Лучистый теплообмен между поверхностями внутри теплицы следует рассчитывать по формулам для расчета лучистого теплообмена между двумя серыми телами. В связи с тем, что в культивационном сооружении находятся трехатомные газы, поглощающие длинноволновое излучение,
в уравнение теплообмена следует вводить поправочный |
коэффициент, |
который для теплиц равен 0,88; тогда |
|
<35 = 0,88(3ЛП), |
(XI. 9) |
где Фл.рр— количество лучистого тепла, поступающее в теплицу от
грунта. |
поверхности |
При определении затрат тепла на испарение влаги с |
|
грунта в расчетную формулу следует вводить поправочный |
коэффици |
ент, равный для теплиц 0,8: |
|
QjHCn.rp *=г 0|8^исп9исп- |
(XI. 10) |
Системы отопления теплиц и парников должны обеспечивать задан ные температурные условия как в грунте, так и в воздушном простран стве.
Расчетные параметры внутреннего воздуха и температура грунта в теплицах и парниках принимаются в соответствии с заданными культурооборотами проектируемого сооружения.
Расчетные параметры наружного воздуха в холодный период года принимаются: для сооружений круглогодичного использования — пара метру В по СНиП, для сезонных сооружений — средняя температура на
460 Г л а в а XI. Особенности отопления сельскохозяйственных зданий и сооружений
иболее холодного месяца за период эксплуатации, сниженная на полови ну максимальной суточной амплитуды температуры воздуха для данно го района.
В теплицах круглогодичного назначения целесообразно проектиро вать системы водяного отопления с отопительными приборами в виде ре гистров или змеевиков из гладких труб. Следует проектировать самосто ятельные системы грунтового обогрева. Эти системы в зависимости от района строительства могут иметь отопительные приборы, расположен ные по всей площади растительного грунта или только для периме трального обогрева.
Система надпочвенного обогрева также должна быть самостоятель ная. Ее отопительные приборы должны быть расположены в приземной
Рис. XI.8. Схемы подачи нагрето го воздуха через полиэтиленовые воздуховоды равномерной раз дачи
а и в — настилающейся струей под на
клонное остекление; б — из нижней зо ны на вертикальное остекление;
г —- поднаклониое остекление и вниз
части у внутренних поверхностей наружных ограждений. В блочных теп лицах отопительные приборы следует располагать в пригрунтовой зоне по всей площади теплицы. Систему обогрева воздушного пространства теплицы необходимо делать также самостоятельной и отопительные при боры располагать под светопрозрачным ограждением теплиц. В блочных теплицах (см. рис. XI.4) необходимо иметь самостоятельные системы с подлотковыми отопительными приборами. Назначение этих систем — подогрев лотков, по которым стекает растаявший снег с наклонного ос текления.
Проектирование нескольких самостоятельных систем обогрева опре деляется необходимостью разновременной их работы в зависимости от конкретных условий эксплуатации теплицы и метеорологических ус ловий.
Для поддержания заданных температурных условий в теплицах, осо бенно весенних, целесообразно устраивать воздушное отопление с разда чей воздуха через полимерные пленочные перфорированные воздухово ды, проложенные в верхней части теплицы или в пригрунтовой зоне (рис. XI.8). Можно применять системы комбинированного обогрева, т. е. водяного с нагревателями из гладких труб и воздушного с воздуховода ми равномерной раздачи воздуха через полимерные пленочные перфо рированные воздуховоды.
Отопительные приборы систем должны быть так размещены в объе ме сооружения, чтобы температура рабочего объема была обеспечена при наименьших затратах тепла.
Натурными наблюдениями в действующих теплицах установлено, что наиболее рационально такое распределение отопительных приборов, при котором теплопотери теплицы компенсируются следующим образом. В ангарных теплицах от отопительных приборов, расположенных:
а) в воздушном пространстве у остекленных поверхностен — 50—
60%; б) у цокольной части стены — 25—30%;
в) в грунте по периметру теплицы (в овощных теплицах) — Г5—20%; г) под корнеобитаемым слоем под всей площадью грунта (в рассад