3.3. Розрахунок систем обігріву теплиць за емпіричними залежностями

3.3.1. Розрахунок системи підгрунтового обігріву теплиць передбачає визначення температури ґрунту та потужності підгрунтового обігріву.

Температуру ґрунту у вертикальному перерізі над трубою підгрунтового обігріву t_гр1, ^оС розраховують за формулою:

, (3.27)

де S - відстань між осями труб по горизонталі, м;

h - глибина закладання труб, м;

λ_гр- коефіцієнт теплопровідності ґрунту, Вт/м²·К; вибирається з додатку 3.2.

Температуру ґрунту посередині між трубами підгрунтового обігріву t_гр2, ^оС, визначають за формулою

, (3.28)

Потужність системи підгрунтового обігріву

, (3.29)

де F_гр - площа ґрунту, м².

Залежність (3.29) справедлива при t_т = 45°С, t_к = 30^оС, S ≤ 1,5 м для зимових теплиць і S = 0,4 ... 0,5 м для розсадних теплиць.

Питома теплова потужність водяної системи обігріву ґрунту повинна знаходитись у межах 30…80 Вт/м2.

3.3.2. Розрахунок системи опалення шатра теплиці з гладкими трубами виконують на основі результатів розв'язання системи рівнянь теплового балансу: для об'єму культиваційної споруди, на поверхні ґрунту і на поверхні огородження. Для теплиць з підгрунтовим обігрівом побудовані графіки для визначення втрат теплоти теплицею (рис.3.7), витрат теплоносія в опалювальних приладах (рис. 3.8) та поверхні опалювальних приладів (рис.3.9).

1. За таблицею додатку 1.1. вибирають температуру зовнішнього повітря (t_з) для найхолоднішої доби заданої кліматичної зони і середню швидкість вітру в січні υ, м/с.

При початковій температурі теплоносія t_т = 95 °С і кінцевій t_к = 70 °С за графіком (рис 3.7) знаходять Q_ш/К_о, Вт/м². Тоді втрати теплоти шатром теплиці становитимуть:

, Вт.

Рис. 3.7. Графік для визначення теплових втрат теплиці:

1 – розрахункова температура зовнішнього повітря t_н=-10^оС; t_н=-20^оС; t_н=-30^оС; t_н=-40^оС; t_н=-50^оС; - теплові втрати шатра теплиці, Вт/м²; К_о – коефіцієнт огорожі теплиці.

Рис. 3.8. Залежність зміни параметрів теплоносія від його витрат і теплових втрат шатра теплиці.

Рис.3.9. Графік для визначення потрібної поверхні опалювальних приладів:

1 – початкова температура теплоносія t_т = 95 °С; 2 – t_т = 130 °С;

F_тр– потрібна поверхня опалювальних приладів (гладких труб), м² на 1 м² площі теплиць; Q_ш – теплові втрати шатра теплиці, Вт/м².

2. Витрати теплоносія в. системі опалення шатра М_т, кг/(год·м²) залежно від тепловтрат шатра Q_ш теплиці та перепаду температури теплоносія (∆t=t_т - t_к) знаходять за графіком (рис. 3.8) або розраховують за формулою

, (3.30)

де С_т- теплоємність води, С_т = 4,18·10³ Дж/(кг·К).

3. При розрахунку необхідно розрізняти питому поверхню опалювальних приладів на одиницю потужності , м²/Вт, і питому поверхню опалювальних приладів на 1 м² площі теплиці, F_тр, м²/м² площі теплиці.

Питому поверхню опалювальних приладів на одиницю потужності знаходять за початковою (t_т ) і середньою (t_ср) температурами теплоносія за допомогою графіка (рис.3.9).

Питому поверхню опалювальних приладів на 1 м² площі теплиці розраховують за формулою

, (3.31)