Jak vypočítat požadovaný topný výkon pro skleník? | 5energy – Topení odpadním olejem

Možná se někomu budou hodit moje výpočty, které se netváří jako absolutně přesné, ale umožňují alespoň zhruba odhadnout hodnoty parametrů v nadpisu článku, protože internet je plný naprosto nevědeckých nesmyslů o vytápění skleníku svíčkou v kýblu a podobných nesmyslů.

Standardní polykarbonátový skleník je tedy 3.5 m široký a 8 m dlouhý. Začátek června. Předpověď počasí náhle a zcela nečekaně slibovala mrazy až -2, což mou ženu uvrhlo do paniky a půda se sice už zahřála na určitou teplotu, což ji samo o sobě mělo uklidnit, ale bohužel ji to vůbec neuklidnilo a na výpočty nebyl čas a bylo málo počátečních údajů a bylo potřeba něco udělat hned, protože konec jablek na rajčatech byl už rozhodnutý v salátu hraj na jistotu a strčila do skleníku 1.5 kW elektrický ohřívač, uklidňovala ji tím, že rajčata už budou jen lepší a za pár nocí jí to do kapsy moc nepůjde. Sotva řečeno, než uděláno. Topidlo o výkonu 1.5 kW bylo ve skleníku za 5 minut a už jen jeho přítomnost ve skleníku dávala naději a uklidňovala mě i mou ženu, a to mě také ještě více uklidnilo.

V důsledku toho jsem obdržel dvě měření okolní teploty v noci (kolem 3-4 hodin ráno): Toc1=-0.5°C a Toc2=5°C a teplotu uvnitř skleníku: Tt1=6°C a Tt2=10°C, provedená ve dvou po sobě jdoucích nocích 3. a 4. června 2023. Teplotu půdy Tz jsem neměřil, ta bude získána teoreticky jako výsledek těchto dvou měření, stejně jako koeficient tepelné ztráty skleníku Kp, měřený ve W/°C.

Když se někde něco ztratí, tak se někde jinde něco přidá, jak psal Lomonosov. Veškeré teplo, které se přenese z ohřáté země do skleníku, čemuž budeme říkat výkon země Pз, sečtené s teplem generovaným elektrickým ohřívačem, kterému budeme říkat výkon ohřívače Pн, se přirozeně rozptýlí ve formě tepla do okolí ve formě ztrát výkonu Pп. Veškerý výkon se měří ve wattech.

Tepelná ztráta skleníku se rovná koeficientu tepelné ztráty Kp, vynásobenému teplotním rozdílem mezi prostředím Tos a skleníkem Tt:

Výkon země Pз se rovná koeficientu prostupu tepla rovného povrchu do vzduchu Kт, který se za nepřítomnosti větru považuje za rovný 10 W/(m2 °C), vynásobený plochou země uvnitř skleníku St a rozdílem mezi teplotami země Tз a teplotou uvnitř skleníku Tт:

Pз = Кт × St × (Тз — Тт)

Tento vzorec má přirozeně smysl pouze tehdy, když je půda již teplá a noční teplota snižuje teplotu vzduchu ve skleníku pod teplotu země. Teplota země je přirozeně na začátku tmavého dne na maximu a postupným ochlazováním, odevzdáváním tepla do skleníku, klesá, takže můžeme hovořit jen o její průměrné hodnotě, ale přibližně stejné po dva dny po sobě, když je vzduch ve skleníku přes den udržován na přibližně stejné teplotě.

S Pн je vše jednoduché, protože výkon elektrického ohřívače je uveden v jeho technických charakteristikách a v mém případě se rovná 1.5 kW.

Tedy Pп = Pз + Pн, protože veškeré teplo, které do skleníku odevzdává země a elektrický ohřívač, je rozptýleno do okolí.

Jednoduchými transformacemi a předpokladem, že se teplota země během dne mezi dvěma měřeními příliš nemění, proto pro dvě měření provedená s tímto obdobím lze tyto hodnoty, tedy Tz1 a Tz2 považovat za stejné, stejně jako součinitele tepelných ztrát, které jsou určeny především pouze konstrukčními vlastnostmi skleníku, lze konstatovat, že:

Kp / (10 × St) × ( Tt1 – Tos1 ) + Tt1 = Kp / (10 × St) × ( Tt2 – Tos2 ) + Tt2

Z tohoto vzorce je snadné odvodit koeficient tepelné ztráty skleníku a vypočítat jej:

Kp = 10 × St × ( Tt2 — Tt1 ) / ( ( Tt1 — Tos1) — ( Tt2 — Tos2 ) )

Ze vzorců mocnin a jejich vztahů lze snadno odvodit vzorec pro teplotu Země, která bude stejná pro dvě měření:

Tz = Kp / (10 × St) (Tt – Tos) + Tt – Pn / (10 × St)

V mém případě byl součinitel tepelných ztrát skleníku přibližně 750 W/°C, teplota země byla přibližně 18°C ​​a výkon přenesený ze země do skleníku v prvním a druhém měření byl 3.3 kW a 2.2 kW.

Je také snadné určit teplotu uvnitř skleníku, pokud nebylo topení zapnuto:

Tt = (10 × St × Tz + Kp × Tos) / (Kp + 10 × St)

V mém případě by byla první a druhá noc teplota 5.2 °C a 8.5 °C.

Každý ví, že je žádoucí, aby teplota ve skleníku v noci, pokud se v něm pěstují rajčata, neklesla pod 8°C. A zde vyvstává rozumná otázka: jaký topný výkon bude vyžadován, aby teplota neklesla pod přípustnou úroveň. Opět jednoduchými transformacemi získáme vzorec:

Pн = Кп × (Тт — Тос) — 10 × Ст × (Тз — Тт)

V mém případě by při okolní teplotě -0.5°C, aby teplota ve skleníku neklesla pod 8°C při teplotě země 18°C ​​a koeficientu tepelné ztráty 750 W/°C, bylo nutné do skleníku instalovat elektrické topidlo o výkonu cca 3.5 kW.

Pro dosažení stejného efektu s běžnými parafínovými svíčkami, jejichž výkon se ve špičce rovná přibližně 50 W, budete muset zapálit 3500/50 = 70 svíček, bez ohledu na to, zda jsou v kbelících nebo ne (to nijak neovlivní výkon vyzařovaný svíčkou), což je velmi drahé (asi 100 USD, vezmeme-li v úvahu, že pár svíček v mé oblasti bude muset svítit 10 kilokrát za noc). ilowatt nebo asi 4 USD. na dvě noci vytápění topičem 3.5 kW. Myslím, že to je malá částka na záchranu koníčka, dobré nálady a duševní pohody blízkého člověka. A nezáleží na tom, že ve skutečnosti teplota vzrostla pouze o 0.8 stupně oproti tomu, co mohlo být, protože naděje, že XNUMXkilowattový ohřívač v noci zachránil keře rajčat, zachránila několik milionů nervových buněk, což je nepochybně cennější než jakékoli peníze, protože každý zná moudrost, že všechny nemoci pocházejí z nervů.

Aby bylo možné určit množství energie potřebné k vytápění obytného domu, je třeba odebrat 1 kW energie na 10 m2. Pokud jde o skleníky, je nutné vzít v úvahu elektroinstalační charakteristiky samotné konstrukce skleníku. Stěny mnohem lépe udrží teplo. Na rozdíl od obytných prostor vyžadují skleníky mnohonásobně více energie.

Za normálních podmínek by mělo vytápění plně doplnit tepelné ztráty. Systém je regulován pomocí automatických nebo ručních regulátorů.

Tepelné ztráty skleníku

Hlavní ztráty skleníku:

• 20-25% tepla uniká trhlinami, větráním, mezerami, na křižovatce skleníku a základu
• Zemí se ztrácí 3-5 % tepla, čím dále od středu skleníku, tím větší je ztráta
• lví podíl na tepelných ztrátách prochází obvodovými konstrukcemi (suterén, opláštění atd.)

Je nutné dbát na tepelnou vodivost obkladového materiálu.

Chcete-li pohodlněji vypočítat množství potřebné energie, musíte provést výpočty pomocí vzorce:
Q _topení = kt x S_zlobr x(T_ext – T_slunce) x k_inf

Charakteristika základních materiálů (W/m2 x °C):

• jednokomorový komůrkový polykarbonát 4 mm – 3,9
• jednokomorový komůrkový polykarbonát 8 mm – 3,3
• dvoukomorový komůrkový polykarbonát 16 mm – 2,3
• jednoduché sklo 3 mm – 6
• jednokomorové okno s dvojitým zasklením – 2
• jediná polyetylenová fólie – 10
• dvojitá polyetylenová fólie – 5,8
• dvojitě vyfukovaná fólie – 3,5
• železobetonový základ/suterén – 2

kt – toto je součinitel prostupu tepla pokožky (vyberte ze seznamu výše).
S_zlobr – celková plocha stěny + plocha střechy.
Т_ext – Tnar je teplotní delta, celkový rozdíl mezi vnějškem a designem uvnitř. Údaje o sezónních teplotách lze převzít z regulačních dokumentů o vytápění budov, například SNiP 23-01-99 „Stavební klimatologie“.
k_inf — koeficient infiltrace, který odráží tepelné ztráty volnými spoji a mezerami (v průměru 1,25). Pro vysoce kvalitní tovární skleníky se nesmí používat.

Zkusme spočítat na příkladu. Předpokládejme, že máme skleník o celkové ploše opláštění 150 m2. Jako krycí materiál je použit polykarbonát o tloušťce 8 mm (3,3 W/m2 •°C). Uvnitř potřebujeme mít teplotu více než +16 stupňů, minimální špičková teplota pro konkrétní region může dosáhnout -30 stupňů (delta bude 46). Infiltrace je možná, proto použijeme koeficient.

Q _topení = 3,3 x 150 x 46 x 1,25 = 28,5 kW
Na podobný skleník z jednoho skla budete potřebovat kotel nebo například kamna na dřevo o výkonu 51,75 kW (Q topný systém = 6 x 150 x 46 x 1,2). V souladu s tím bude struktura filmu ještě „žravější“ – je nutné vytvořit systém s produktivitou asi 83 kilowattů.

• Počítá se pouze přirozené větrání
• Výpočet používá nejnižší zimní teplotu
• Průměrná teplota se vypočítá jako průměr objemu a teplota půdy se vypočítá podle plochy.
• Rostliny, které budou pěstovány ve skleníku, se neberou v úvahu
• Teplo ze slunce se nebere v úvahu
• Tepelné ztráty půdou jsou minimální, zpravidla se s nimi nepočítá

Doporučuje se používat kotle o 20 % větší, s rezervou.

• Uživatelův blog 5energy
• Chcete-li psát komentáře, přihlaste se nebo se zaregistrujte