расчет системы отопления. Расчет системы отопления культивационных сооружений Определение необходимой мощности системы отопления
 Скачать 241.84 Kb.
|
|
Расчет системы отопления культивационных сооружений 1. Определение необходимой мощности системы отопления Для этого рассматривается период минимального прихода тепла извне, то есть экстремальные условия. ночной период самые холодные сутки года Т возд.мин. 15оС Т почв.мин. 18оС Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф. +/- Q почв. Q инф. – потери тепла за счет вентиляции через различные щели и т.д. На обогрев почвы затрачивается около 5% всего тепла, поэтому в дальнейших расчетах для простоты Q почв. опускается. Q сист.отоп. = Q огр. + Q инф. Q огр. = kт х S огр(Твн – Тнар) где kт – коэффициент теплопередачи (Вт/м2 град) kинф =1,25 (коэффициент инфильтрации) (Твн – Тнар) – так называемая дельта Т, разность температур внутри и снаружи теплицы (оС) Q сист.отоп. = kинф х kт х S огр(Твн – Тнар) Значения коэффициента теплопередачи
Примеры расчетов. 1) Расчет теплопотерь остекленной теплицы площадью (S) 1000 м2 (проект 810-24), Т вн. = 18оС, Т нар.=3оС Решение: S огр. = kогр х Sинвентарная kогр = 1,5 (для блочных теплиц) kт = 6,4 (табличные данные) (МГ : для нетиповых теплиц следует сразу рассчитывать площадь поверхности теплицы, как сумму всех поверхностей, и не заморачиваться с коэффициентом ограждения.) Q огр. = 6,4 х 1,5 х 1000 х (18-3) = 144 000 Вт = 144 кВт Q огр. + Q инф.= 144 х 1,25 = 180 кВт При kогр = 1,4 Q огр. + Q инф.=168 кВт (МГ: то есть, чем ниже коэффициент ограждения( больше блочная теплица), тем меньше теплопотери) 2) Расчет необходимого Q сист.отоп. стеклянного ограждения блочной теплицы для условий Москвы, Т расч = -31оС Q сист.отоп. = kинф х kтх S огр х (Твн – Тнар) Q сист.отоп. = 1,25 х 6,4 х 1,5 х 1000 х (15- (-31)) = 552 кВт При kогр = 1,4 Q сист.отоп. = 515,2 кВт 3) Насколько загружена система отопления (то есть должна снижаться температура воды)? 180 : 552 х 100 = 32,6%  2. Выбор типа системы отопления Для отопления теплиц применяются: Трубная система отопления Воздушно-калориферная Комбинированная 50% : 50 % Трубы отдают часть тепла в виде излучения, а часть конвективно. Калориферы все тепло отдают конвективно, то есть тепло от труб ближе к естественному солнечному обогреву. В типовых (МГ: Антрацитовских) теплицах 8-9 кг/м2 масса самих конструкций и 14-18 кг/м2 масса труб. В типовом проекте 810-82 заложена комбинированная система. При использовании калориферов расход металла снижается в 4-5 раз. Совмещенный обогрев совмещается с элементами конструкции теплицы. Совмещено – комбинированный обогрев применялся в теплицах Овощной опытной станции им. В.И.Эдельштейна, но в современных комбинатах, построенных по типовым проектам, уже не применяется. Коэффициент теплопередачи – количество тепла, передаваемое через единицу поверхности в единицу времени при разности температур в 1 градус. Продолжение примера расчетов Расчет трубной системы отопления заключается в определении диаметра труб и их длины. 4) пример расчета трубной системы при температуре входящей воды 90оС, выходящей из теплицы 75оС Q сист.отоп. = k т.тр.х S отоп. (tвн – t н) k т.тр. – коэффициент теплопередачи труб. Для гладких труб k т.тр. = 12 Вт/м2 х град S отоп. – площадь поверхности труб tвн – ср. температура воды в системе (здесь = (90+75) :2) 552 000 = 12 х S отоп. х (82,5 – 15) S отоп = 552000 : (12 х 67,5) = 681,48 м2 180 000 = 12 х 681 х (Х – 18) (Х – 18) = 180 000 : (12 х 681) Х = 40оС Перепад температур должен быть в пределах 20…25оС, то есть около 50/30, чтобы при t н = 3оС в теплице было +18оС. 5) Расчет системы отопления для типового проекта 810-99 (kогр = 1,22) для условий Москвы (tмин = -31оС) Q сист.отоп. = 1,25 х 6,4 х 10 000 х 1,22 х (15 –(-31)) = 4489,6 кВт/га Для всего шестигектарника (МГ: в данном случае не учитываются теплопотери соединительного коридора) Q огр.= 1,22 х 60 000 х 6,4 х 46 = 21,55 мВт Q инф. = 0,25 х 1,22 х 60 000 х 6,4 х 46 = 5,38 мВт Q сист.отоп. = 21,55 + 5,38 = 26,93 мВт Теплопотери через цоколь k т для бетона 2 Вт/м2 х град высота цоколя 0,30 м размеры гектарной теплицы 75 х 141 м, сторона, прилегающая к коридору, не учитывается S цок = 0,3(75 + 141 + 141) = 107,1 м2 Q цок. = k т.х S цок х (tвн – t н) = 2 х 107,1 х 46 х 6 = 59119 Вт = 0,06 мВт 3. Расчет элементов системы отопления Расчет теплопотерь через почву (по методике для теплиц без почвенного обогрева). Теплопотери через почву меньше всего в центре проекции теплицы и возрастают по направлению к периметру. Вся площадь теплицы условно делится на 4 зоны (см. рисунок) с шагом 2 м  При этом значения коэффициентов теплопередачи для каждой зоны следующие: k т 1= 0,465 k т 2=0,232 k т 3=0,116 k т 4=0,07 Площадь каждой зоны в данном случае следующая: S 1 = 141 х 2 х 2 + (71-4) х 2 х 2 = 832 м2 S 2 = (141-4) х 2 х 2 +(71 –8) х 2 х 2 = 800 м2 S 3 = (141-8) х 2х 2 + (71-12) х 2 х 2 = 768 м2 S 4 = 10000 – 832 – 800-768 = 7600 м2 Q почв. 1 = 0,465 х 832 х 46 = 17,8 кВт Q почв. 2 = 0,232 х 800 х 46 = 8,5 кВт Q почв. 3 = 0,116 х 768 х 46 = 4,1 кВт Q почв. 4 = 0,07 х 7600 х 46 = 2,4 кВт Q почв. = 17,8 + 8,5 + 4,1 + 2,4 = 32,8 кВт = 0,032 мВт/га Q почв. сум = 0,032 х 6 = 0,2 мВт
Трубная система отопления Какова должна быть поверхность системы обогрева? Q общ. = k т х S (tср – tн) S = Q общ./ k т х (tср – tн) k т = 12 Вт/м2 х град Q общ.= Q потерь = 27,19 мВт = 27 190 000 Вт Вода от котельной 95/70 оС S = 27 190 000 /12 х ((95+70):2 –15) = 27 190 000 /810 = 33 568 м2 Сколько км труб необходимо для 6-гектарного блока? 2 дм труба имеет поверхность 1 м = 0,18 м2 33 568 : 0,18 = 186 488 м = 186,5 км 1 пог м = 4,5 кг металла 1 дюйм = 2,54 см Расположение труб отопления 50% труб располагаются в зоне растений 3 системы: надпочвенный, боковой, кровельный (МГ: как уже говорилось, сегодня различают еще и подпочвеный, и вегетационный (ростовая труба)) Боковой и кровельный обогрев жестко присоединены к магистрали, надпочвенный (М.Г.: и ростовые трубы) подсоединен с помощью гибких шлангов. Диаметр магистральной трубы 219 мм внешний и 200 мм внутренний. Конвекторы и оребренные трубы (МГ: оребренные трубы очень трудно мыть и дезинфицировать) Чем выше параметры теплоносителя, тем больше отдача тепла и меньше расходы металла. Применяются пластиковые и стеклянные трубы. (МГ: я видела стеклянные трубы в производстве, главный недостаток – тракторист, не вписавшийся в поворот, вдребезги разносит всю систему. Починить трудно.) Подпочвенный обогрев От стоек теплицы отступают 400 мм, потом шаг раскладки труб подпочвенного обогрева 800 мм. На стандартную секцию шириной 6,4 м (Антрацит) укладывают 8 труб. Для обогрева почвы нельзя использовать металлопластиковые трубы. В ангарных теплицах применяют контурный обогрев. Подпочвенный обогрев не нужен только в теплицах с водонаполненной кровлей (МГ: в производство такая конструкция не пошла, но одно время испытывалась на Овощной станции ТСХА), так как вода излучает тепло и не дает выхолаживаться почве. Распределение труб в теплице. В целом 45 км /га, 6 труб боковое отопление (2592 м, отдельный стояк), регистры (калачи) длиной 36/ 72 м. Надпочвенный обогрев 12 672 м Подкровельный обогрев 45 – 12,6 – 2,5 = 29,9 км При пролете длиной 75 м получается 1359 м на пролет (22 пролета в стандартной Антрацитовской теплице) или 18 труб. Это создает значительное затенение, поэтому по 2 трубы с кровли (4 с пролета), то есть 6,6 км, добавили вниз к стойкам для надпочвенного обогрева. Вверху осталось 14 труб. Распределение труб по системам отопления
|