Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы — с необходимыми пояснениями

Калькулятор расчета мощности обогрева теплицы

Наличие загородного участка очень часто предполагает ведение на нем тех или иных сельскохозяйственных работ. Согласитесь, любому человеку приятно иметь на своем столе овощи, фрукты или ягоды, выращенные собственноручно и гарантированно «чистые». Но вот правда летний «огородный» сезон во многих регионах – довольно короток.

Система отопления теплицы может быть разной – печи длительного горения, водяные или электрические контуры, заглубленные в грунт по принципу «теплого пола», конвекторы, обеспечивающие перемещения масс теплого воздуха, инфракрасный обогрев. Но любая из выбранных систем должна выполнять главную задачу – создавать и поддерживать в помещении требуемую для выращиваемых культур температуру, то есть, обладать определенной тепловой мощностью. А вот какой? – в этом вопросе нам поможет калькулятор расчета мощности обогрева теплицы.

Ниже, под калькулятором, приведены пояснения и необходимые справочные данные.

Содержание статьи

Как сделать зимнюю теплицу

Что такое тепловой баланс

Когда определяют потребности частного дома в тепловой энергии, пользуются простым правилом: на каждые 10 квадратных метров площади должно приходиться около 1 кВт мощности теплогенератора. При рассмотрении сооружений защищённого грунта такой подход не годится, потому что слишком сильно отличаются теплотехнические характеристики ограждающих конструкций — потребности в энергии будут в разы больше.

Нормально работающее отопление (не важно, дом это или теплица) должны в полной мере восполнять потери тепла. Тогда после достижения необходимого температурного режима пользователь сможет вручную или при помощи

автоматики поддерживать этот баланс.

Итак, найдём точные данные о теплопотерях — узнаем, какой мощности нужно отопление.

Как теплица теряет тепло

До 20-30 процентов полезной энергии может уходить с тёплым воздухом через щели, зазоры (форточки, дверь…), вентиляцию. Происходит инфильтрация — снизу (например, под дверью, или в зоне примыкания обшивки к фундаменту) подсасываются холодные воздушные массы, а вверху тёплый воздух уходит наружу.

Практика показывает, что, если нет искусственного подогрева грунта, то около 2-5 процентов тепла уходит через него. Интересно, что это происходит неравномерно, чем ближе к центру сооружения, тем потери меньше. Больше всего теплопередача наблюдается по периметру.

Формула расчета отопительной системы

Q сист.отоп. = kт х Sогр х (Твн – Тнар) х kинф

kт — это коэффициент теплопередачи обшивки (выбираем из списка выше). Sогр — общая площадь стен площадь кровли. Твн – Тнар — это дельта температур, суммарный перепад между наружной и проектной внутренней. Данные о сезонных температурах можно взять из нормативных документов по отоплению зданий, например, СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

kинф — коэффициент инфильтрации, отображающий потери тепла через неплотные примыкания и зазоры (в среднем равняется 1,25). Для качественных фабричных теплиц он может не применяться.

Коэффициент инфильтрации
t вн	t нар
	0°	-10°	-20°	-30°	-40°
18°	1,08	1,13	1,18	1,24	1,30
25°	1,11	1,16	1,21	1,27	1,33

Попробуем рассчитать на примере. Предположим, у нас имеется теплица с суммарной площадью обшивки 150 м2. В качестве укрывочного материала используется поликарбонат толщиной 8 мм (3,3 Вт/м2 •°С). Внутри нам нужно иметь температуру более 16 градусов, минимальная пиковая температура для конкретного региона может достигать -30 градусов (дельта составит 46). Инфильтрация возможна, поэтому коэффициент используем.

Q сист.отоп. = 3,3 х 150 х 46 Х 1,25 = 28,5 кВт

Для аналогичной теплицы из одинарного стекла потребуется котёл или, например, дровяная печь-булерьян мощностью 51,75 кВт (Q сист.отоп. = 6 х 150 х 46 Х 1,2). Соответственно, плёночное сооружение будет ещё «прожорливее» — необходимо создать систему производительностью порядка 83 киловатт.

Если теплогенератор у вас в наличие имеется — используя формулу, можно высчитать, какого максимального размера (или из какого материала) теплицу можно строить под него. В свою очередь, если есть котёл, и есть теплица — можем высчитать, при какой минусовой температуре можно будет эксплуатировать сооружение.

Некоторые пояснения к теплотехническому расчету теплицы

Очевидно, что не все нюансы учтены. Некоторые моменты упрощаются или принимаются по умолчанию.

• Не принимается во внимание тепло, полученное от солнца, то есть рассчитывается исключительно «ночной режим», как самый критичный.
• Наружная минусовая температура берётся самая низкая за зимние месяцы.
• Редко когда считают потери тепла через почву, особенно для крупных блочных теплиц. Также не считают аккумулируемое грунтом или другими массивами тепло.
• Внутренняя температура воздуха указывается средняя по объёму, а почвы — средняя по площади. В большинстве случаев температура почвы принимается равной температуре воздуха.
• Не принимается во внимание влажность воздуха и процент содержания в нём углекислого газа.
• Рассматривается исключительно естественная вентиляция.
• Расчёты производятся «без растений» (за исключением номинальной внутренней температуры, которая нужна для роста конкретных культур).
• Не учитываются технические особенности отопления, конфигурация системы считается оптимальной.

Выбирая котёл или другое отопительное устройство, рекомендуется предусмотреть запас мощности около 20% сверх расчётной, больше — тоже нерационально. Желательно, отказаться от универсальных многотопливных агрегатов (обычно они менее эффективны). Используйте погодозависимую автоматику — она реально позволяет экономить энергоносители.

Для того, что бы определить количество энергии, необходимой для отопления жилого дома, необходимо взять 1 кВт энергии на 10 м2. Когда речь идет о теплицах, тут необходимо в расчет брать проводные характеристики самой конструкции теплицы. Стены намного лучше сохраняют тепло. В отличие от жилых помещений, теплицы требуют в разы больше энергии.

При нормальных условиях, отопление должно в полной мере восполнять потери тепла. Регулируется система с помощью автоматических или ручных контроллеров. 

Основные потери теплицы:

• 20-25% тепла уходит через щели, вентиляцию, зазоры, в местах соединения теплицы и фундамента
• 3-5% тепла уходит через грунт, чем дальше от центра теплицы — тем больше потери
• львиная доля тепловых потерь идет через ограждающие конструкции (цоколь, обшивку и т.д.)

Необходимо обратить внимание на теплопроводность обшивочного материала. 

Для более удобного расчета количества необходимой энергии, нужно произвести расчеты по формуле:Q сист.отоп. = kт х Sогр х (Твн – Тнар) х kинф

Коэффициент инфильтрации
t вн	t нар
	0°	-10°	-20°	-30°	-40°
18°	1,08	1,13	1,18	1,24	1,30
25°	1,11	1,16	1,21	1,27	1,33

Характеристики основных материалов ( Вт/м2 х °С):

• однокамерный сотовый поликарбонат 4 мм — 3,9
• однокамерный сотовый поликарбонат 8 мм — 3,3
• двухкамерный сотовый поликарбонат 16 мм — 2,3
• стекло одинарное 3 мм — 6
• стеклопакет однокамерный — 2
• плёнка полиэтиленовая одинарная — 10
• плёнка полиэтиленовая двойная — 5,8
• плёнка двойная дутая — 3,5
• фундамент/цоколь железобетонный — 2

kт — это коэффициент теплопередачи обшивки (выбираем из списка выше). Sогр — общая площадь стен площадь кровли. Твн– Тнар — это дельта температур, суммарный перепад между наружной и проектной внутренней. Данные о сезонных температурах можно взять из нормативных документов по отоплению зданий, например, СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Q сист.отоп. = 3,3 х 150 х 46 Х 1,25 = 28,5 кВтДля аналогичной теплицы из одинарного стекла потребуется котёл или, например, дровяная печь-булерьян мощностью 51,75 кВт (Q сист.отоп. = 6 х 150 х 46 Х 1,2). Соответственно, плёночное сооружение будет ещё «прожорливее» — необходимо создать систему производительностью порядка 83 киловатт.

Обратите внимание:

• Рассчитывается исключительно естественная вентиляция
• При расчете используется самая низкая температура за зиму
• Средняя температура рассчитывается средней по объему а температура почвы — по площади
• Растения, которые будут выращиваться в теплице в расчет не берутся
• Тепло от солнца в расчет не идет
• Потеря тепла через почву минимальная, как правило в расчет не берут

Рекомендуется использовать котлы на 20% больше, с запасом.

Зимние теплицы в последнее время завоевывают не меньшую популярность, чем их летние аналоги. И неудивительно: ведь овощи, зелень и ягоды в «несезон» стоят дороже, и обладают большей ценностью сами по себе, так как являются редкостью. Устройство зимней теплицы отличается от летнего аналога более толстыми стенами, прочностью, надежностью, герметичностью и, конечно же, наличием отопления.

Чаще всего такие сооружения сейчас делают из современного материала — сотового поликарбоната, обладающего гибкостью, долговечностью,экологичностью, и прочими важными характеристиками. В статье рассмотрим особенности зимней теплицы из поликарбоната с отоплением: узнаем, какие виды отопления теплиц бывают, и как правильно рассчитать его необходимую мощность. Кроме того, выясним, как сделать такую теплицу собственными силами.

Этот материал в настоящее время широко применяется в строительстве различных конструкций. Идеально подходит он и для сооружения теплиц: как летних, так и зимних их вариантов.

К заслуживающим внимания особенностям поликарбоната можно отнести его прочность, которая сочетается с легкостью. К тому же поликарбонат — эластичный материал, дающий возможность сооружать из него различной формы конструкции.

Арки любой степени изогнутости, разнообразные геометрические формы: все это вполне доступно сделать при помощи поликарбоната.

Материал замечательно пропускает свет. Согласно исследованиям разработчиков, поликарбонат пропускает примерно 85% солнечного света. К тому же этот уникальный материал — замечательный теплоизолятор, и растениям в такой теплице вполне комфортно. Благодаря теплоизолирующим свойствам, владельцы теплицы затрачивают меньше дорогостоящих ресурсов на отопление: получается довольно существенная экономия.

Виды отопления

Узнаем, какие разновидности отопления используются сейчас в тепличном бизнесе.

Выясним основные моменты изготовления собственными руками зимней теплицы из поликарбоната, оснащенную отоплением. Необходимо знать, что постройка в данном случае будет стационарной: не разборной, и не мобильной. Поэтому сразу же найдите для теплицы оптимальное и удобное место.

Строению понадобится прочный фундамент и основательный каркас: благодаря им сооружение получится прочным, надежным и устойчивым. Лучше всего сделать фундамент из камня или кирпича. Дерево в данном случае не годится, так как периодически его придется менять из-за гниения. Форма фундамента — ленточная: это и просто, и не слишком дорого.

Нормы расхода тепла на теплицы

Если для временной сезонной теплицы устанавливать системы обогрева не требуется, то круглогодичная конструкция требует обязательного отопления. Причем очень важно рассчитать нормы расхода тепла для теплицы заранее. Делается это для того, чтобы не потратить лишние деньги на излишнее дополнительное оборудование. Или же, наоборот, наладив минимальный обогрев, не заморозить растения.

Тепловой расчет теплицы – важная ступень в планировании всего будущего сооружения.

Главная задача отопления теплицы – создание необходимого микроклимата для растений. В понятие «необходимого микроклимата» входит поддержание заданных температур воздуха и почвы. «Наобум» правильно организовать этот процесс не получится.

Теплоснабжение можно наладить за счет использования таких ресурсов:

• вторичные энергоресурсы;
• тепло геотермальных вод;
• от ТЭС, АЭС, ТЭЦ;
• собственные источники тепла.

В капитальных круглогодичных теплицах лучше организовывать водяное отопление или комбинированное отопление (водяное в сочетании с воздушным). Также не лишним будет наладить обогрев почвы. Комбинированное отопление применяют в тех регионах, где столбик термометра зимой опускает ниже -20 градусов.

Если теплица однопролетная, то на долю воздушного обогрева должно приходиться до 35-50 процентов вырабатываемого тепла. В многопролетных теплицах нагрузка на воздушное отопление снижается до 20-40 процентов от общего расхода тепла зимой.

Тепловой расчет теплицы – важная ступень в планировании всего будущего сооружения.