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 1м² площі теплиці, F_тр, м²/м² площі теплиці.

Питому поверхню опалювальних приладівна 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)

4. Визначають параметри системи опалення всієї теплиці площею F_гр, м²:

• втрати теплоти через шатро теплиці

, кВт; (3.32)

• поверхню опалювальних приладів, розташованих в об'ємі теплиці

, м² (3.33)

• витрати теплоносія в системі опалення шатра

, кг/год (3.34)

5. Площа опалювальних приладів F_тр розподіляється між вертикальним огородженням F^в_тр і рештою поверхні теплиці F^т_тр таким чином;

, (3.35)

де F _в і F _п - площі вертикальних і похилих ділянок огородження теплиці, м²

Площу опалювальних приладів, які встановлюються біля зовнішніх огороджень (торцевий і боковий обігрів) на 1м² площі теплиці визначають за формулою

, (3.36)

6. Розраховують кількість опалювальних приладів у теплиці:

, (3.37)

де d₃ - зовнішній діаметр труб, м:

l _т — довжина труб в регістрі опалення, м

7. Перевіряють режим руху теплоносія в системі опалення шатра.

Витрати теплоносія в системі опалення:

, м³/год, (3.38)

де ρ — густина теплоносія, кг/м³, вибирається при середній температурі t_ср= 25 ^оС із таблиці (додаток 3.3).

Швидкість руху теплоносія в системі опалення,

м/с (3.39)

де d_в - внутрішній діаметр труб системи опалення, м.

Швидкість теплоносія в опалювальних приладах повинна відповідати турбулентному режиму руху, коли число Рейнольдса

,

де ν - коефіцієнт кінематичної в’язкості, м²/с, вибирається із таблиці (додаток 3.3).

 

 

Додаток 1.1.

Температура зовнішнього повітря в окремих регіонах для холодного періоду року та середня швидкість вітру (СНіП 2.01.01-82, СНіП 2.04.95-86)

Назва регіону або області	Температура, ^оС	Середня швидкість вітру, м/с
на опалення	на вентиляцію	за січень	за червень
Вінниця	-21	-10	4,7	2,8
Дніпропетровськ	-24	-9	5,5	1,0
Донецьк	-24	-10	6,2	1,0
Євпаторія	-16	-3	7,1	4,0
Житомир	-21	-9	5,4	1,0
Запоріжжя	-20	-9	4,8	1,0
Київ	-22	-10	4,3	1,0
Кіровоград	-21	-9	5,9	1,0
Кривий Ріг	-17	-8	6,2	4,5
Луганськ	-26	-10	6,8	1,0
Луцьк	-23	-7	6,3	1,0
Львів	-22	-6	6,4	1,0
Маріуполь	-21	-6	6,1	3,6
Мелітополь	-19	-8	5,1	1,0
Миколаїв	-19	-7	5,4	3,2
Одеса	-16	-6	8,5	3,3
Полтава	-22	-10	5,6	4,4
Рівне	-23	-9	7,5	1,0
Сімферополь	-19	-4	6,0	1,0
Суми	-26	-11	5,9	1,0
Тернопіль	-25	-9	5,1	1,0
Ужгород	-18	-6	3,6	1,0
Феодосія	-13	-2	6,0	1,0
Харків	-25	-11	5,0	1,0
Херсон	-20	-6	6,2	1,0
Хмельницький	-24	-9	5,7	1,0
Черкаси	-21	-8	5,8	1,0
Чернівці	-20	-9	5,4	1,0
Чернігів	-22	-10	4,2	1,0
Ялта	-7	+1	4,4	1,0

 

 

Додаток 1.2.

Рекомендована температура повітря у приміщеннях різного призначення для холодного періоду року

Тип приміщення	Температура, tв, ^оС
1. Виробничі приміщення: § Категорія легких робіт (механічні та ремонтні майстерні, складальні цехи та інші) § Категорія важких робіт (кузня)	18…20   16…18
2. Адміністративно-побутові приміщення	18…22
3. Школи та культурні заклади	16…18
4. Лікувально-профілактичні заклади	20…22
5. Житлові будинки	16…18

 

Додаток 1.3.