5.2. Расчет тепловой мощности системы отопления

Тепловую мощность системы отопления (Вт) сооружений защищенного грунта определяют из уравнения теплового баланса теплицы. Поскольку процесс теплопередачи через ограждение сложен, то при расчете мощности отопительной системы принимают следующие упрощения [1]: уравнение теплового баланса теплицы составляют для ночного периода, в связи с этим пренебрегают влиянием растений на влажностный режим сооружения (транспирация растений ночью практически равна нулю); не учитывают влияние растений на лучистый теплообмен между почвой и ограждением, т.е. принимают наихудший случай с точки зрения теплопотерь; процессы тепло- и массообмена рассматривают как стационарные; для поверхностей почвы и светопрозрачных ограждений принимают средние значения температур по площади этих поверхностей; считают, что воздухообмен в этот период осуществляется исключительно за счет инфильтрации наружного воздуха; тепловым потоком через защищенный грунт пренебрегают.

Поскольку рассматривается ночной период эксплуатации сооружения, то тепловой поток солнечной радиации считают равным нулю.

При расчете сооружений с почвенным обогревом температуру поверхности почвы принимают равной температуре внутреннего воздуха t_в,С, а тепловой поток, аккумулированный в почве за дневной периодQ_акк, Вт/м²,равным нулю. Кроме того, принимают равным нулю и расход влаги, выделяемой в сооружении при увлажнении воздуха.

При инженерных расчетах систем отопления культивационных сооружений в качестве расчетной температуры наружного воздуха t_н, (С) в холодный период года для зимних теплиц выбирают среднюю температуру наиболее холодных суток, среднюю относительную влажность наиболее холодного месяца и среднюю скорость ветра за январь.

При расчете систем отопления весенних теплиц используют средние значения температуры, скорости ветра и относительной влажности наиболее холодного месяца за период эксплуатации.

Поэтому уравнение теплового баланса теплиц, функционирующих зимой, имеет вид [4]

, (5.1)

где тепловая мощность отопительной системы, Вт;– мощность шатрового и почвенного обогрева, Вт;F_огр – площадь поверхности ограждения теплицы, м²;F_поч – площадь поверхности почвы теплицы, м²;К_и – коэффициент инфильтрации (принимают в пленочных теплицахК_и = 1,3…1,4, в остекленных и из поликарбонатах -К_и = 1,25…1,3);t_в иt_н – расчетные температуры воздуха в теплице и наружного воздуха,ºС);q_поч – плотность теплового потока от почвенного обогрева, Вт/ м².

Величина коэффициента теплопередачи ограждения зависит от вида и состояния светопрозрачного материала. Средние значения коэффициентов теплопередачи светопрозрачных ограждений парников и теплиц приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Средние значения коэффициентов теплопередачи светопрозрачных ограждений

Вид ограждения	, Вт/(м2 ∙ºС)
Стекло в один слой с металлическими шпросами	6,4
Стекло в два слоя с металлическими шпросами	3,3
Стекло в один слой с деревянными шпросами	5,8
Стекло в два слоя, разделенных промежутком, с деревянными шпросами	3,5
Полиэтиленовая пленка, покрытая слоем конденсата	7,6
Полиэтиленовая пленка в два слоя, разделенных воздушным промежутком 40 мм со слоем конденсата	4,7
То же без конденсата	5,8

В настоящее время для устройства светопрозрачных ограждающих конструкций используется сотовый и монолитный поликарбонат. Он обладает высокой светопроницаемостью, устойчивостью к сложным погодным условиям, хорошей ударопрочностью, имеет легкий вес и высокую тепло- и звукоизоляцию. В таблице 5.2 приведены средние значения коэффициента теплопередачи ограждений из поликарбоната.

При устройстве комбинированного отопления шатра (водяное + воздушное) рекомендуется принимать тепловую мощность воздушного отопления в размере 25…35 % от тепловой мощности системы отопления шатра:

Q_вз = (0,25…0,35) ∙Q_ш, Q_вд = (0,65…0,75)∙Q_ш, (5.2)

где Q_вз, Q_ш – тепловая мощность воздушной и водяной систем отопления.

Таблица 5.2