Выбор и функционирование системы отопления

Выбор и функционирование системы отопления

Идеальная система отопления в теплице должна работать непрерывно и подавать тепло с той скоростью, с которой оно расходуется. Конечно, такая работа обеспечила бы максимальную эффективность процесса. Однако, создание такой идеальной системы невозможно и непрактично, поэтому выбор системы отопления осуществляется с учетом компонентов, приближенных к этой задаче.

Факторы, которые необходимо учитывать при выборе системы отопления в теплице, включают в себя: расчет потерь тепла в теплице, тип топлива, тип нагревателя, способ распределения и метод контроля. В статье дается краткий обзор всех перечисленных факторов.

Определение потерь тепла

Потери тепла в теплице из-за теплопроводности зависят от площади поверхности, коэффициента теплопередачи и разности температур между требуемой температурой внутри теплицы и самой холодной температурой за ее пределами. Умножение этих трех факторов даст расчетное значение производительности тепловой установки или котла. К ним же следует добавить потери тепла из-за проникновения холодного воздуха через щели дверей и вентиляционных отверстий, а также потери тепла по периметру теплицы и потери тепла землей под и возле теплицы.

Метод подсчета приведенных выше факторов содержится в руководствах по проектированию и управлению теплицами. Данные расчеты также могут провести и проектные компании, и поставщики оборудования для теплиц.

Какое топливо использовать?

Природный газ, пропан и мазут являются наиболее популярными видами топлива. Основными преимуществами их использования по сравнению с такими видами твердого топлива, как древесина или уголь, являются их доступность, простота в использовании и высокая эффективность. Большинство производителей топливного оборудования производят установки, оснащенные газовыми или топливными горелками. Хорошо иметь возможность использовать два вида топлива, т.к. поставки одного вида топлива со временем могут стать ограниченными, либо цена на один из видов топлива повышается по сравнению с другим. Твердые виды топлива следует выбирать основными только в случае, если они легко доступны и их цена значительно ниже, поскольку затраты труда и техническое обслуживание их использования выше.

В Российских условиях эффективнее использовать природный газ, т.к. он самый доступный по цене и в продаже можно найти большой ассортимент качественного оборудования, которое рассчитано именно на данный вид топлива. Мы рекомендуем использовать для отопления теплиц 3-ходовые котлы серии CLW производства компании Crone (Нидерланды). Несмотря на компактную конструкцию, данный тип котла является экологически чистым со значениями NOx ниже 50 мг / Нм3.

Модели тепличных котлов CLW доступны в различных вариантах мощности – от 1200 kW до 14000 kW.

Воздушный способ отопления

В печи топливо сгорает в камере. Вырабатываемое тепло передается на теплообменник. Далее тепло по воздуховодам, посредством вентиляторов, труб распределяется по всей теплице.  Некоторое количество тепла вместе с выхлопными газами теряется через дымоход. В новых тепловых установках  КПД горелки составляет около 85 %. Эффективность всей системы отопления ниже, поскольку по мере распределения тепла в системе происходят потери. Системы отопления, оснащенные нагнетателем с принудительной тягой обладают большей эффективностью, чем системы с традиционным дымоходом. Из таких систем дымовые газы, переносящие тепло, выходят только при включенном нагнетателе. Эффективность системы также можно повысить, установив устройство, использующее наружный воздух для горения вместо влажного теплого воздуха теплицы, что увеличивает срок службы теплообменника.

В тепловой установке переносчиком тепла является воздух. При помощи нагнетателя или вентилятора нагретый воздух перемещается вдоль поверхностей теплообменника. Преимуществами использования печи или нагревателя являются:

  • Короткое время реакции – воздух быстро нагревается, но как только печь отключается, теплица начинает остывать.
  • Хорошо, если теплица не работает в холодную погоду, так как нет сливной воды.
  • Более низкая стоимость системы, поскольку распределение тепла осуществляется за счет недорогих циркуляционных вентиляторов или трубопроводов.
  • Обычно занимает меньше места в теплице.
  • Обогреватели просты в установке, так как требуется только подача топлива и электричества.
  • Существуют установки с теплопроизводительностью до 30 000 БТЕ/ ч для небольших теплиц.

Система обогрева радиаторами

Некоторые производители используют подобные системы отопления. Они состоят из газовой горелки, выхлопной трубы и отражателя, а также вытяжного вентилятора. При сгорании газы нагревают трубу, которая передает тепло растениям. Однако по сравнению с традиционной системой нагрева, распределение тепла  в теплице может быть не равномерным, особенно для высоких культур.

В котле вода является средством передачи тепла. Теплообменник, трубы и радиаторы всегда наполнены водой. В данной системе необходимо предусмотреть возможность добавления воды в случае возникновения небольших утечек, и условия для расширения воды при нагревании. Еще один вариант системы – паровые котлы, но они как правило, не устанавливаются в новых  теплицах из-за сложности получения адекватного контроля тепла и отсутствия людей, занимающихся установкой и обслуживанием, обладающими спецификой их работы.

Преимуществами использования котельной системы являются:

  • Более равномерное распределение температуры, так как вода в радиаторах отдает тепло даже после выключения горелки.
  • Возможность снижения температуры воды в весенний и осенний периоды, что позволяет экономить энергию. Заполнение радиаторов водой 80°С, когда требуется лишь небольшое количество тепла, приводит к превышению заданного значения, из-за чего тепло попросту теряется.
  • В такой системе проще обеспечить зонирование (подачу различной температуры в разные секции теплицы), поскольку для перемещения горячей воды в трубах используются насосы, и каждый насос может управляться отдельным термостатом.
  • Подача нагретого воздуха может быть обеспечена водой через теплообменник.
  • В корневую зону растений для обогрева может подаваться вода более низкой температуры тем же котлом, который нагревает воду до высокой температуры с целью нагрева воздуха теплицы.
  • В больших теплицах с системой выращивания растений в лотках центральная котельная требует меньшего обслуживания, чем обогреватели с несколькими блоками.
  • Установка двух небольших котлов более эффективна в эксплуатации и обеспечивает резерв в случае отказа одного блока.

Хорошим вариантом сохранения тепла и экономии энергии является использование теплоаккумулирующей емкости для воды. Эти резервуары часто используются, когда в теплице требуется CO2. В течение дня котел работает на выработке CO2, благодаря чему урожай растет, но тепло не всегда необходимо. Это тепло затем сохраняется в резервуаре и извлекается вечером или ночью, когда растение «спит», чтобы поддерживать в теплице оптимальную температуру.

Распределение тепла

При выборе системы отопления убедитесь, что котел, а также система распределения подобраны с учетом ваших потребностей в тепле самой холодной ночью. Однако увеличение расчетного размера системы отопления не дает никаких преимуществ, так как снижает эффективность ее работы.

Система отопления должна быть установлена в соответствии с местными правилами и рекомендациями. Датчики тепла должны быть расположены на высоте установки вдали от стены, дверей и других препятствий. Также необходимо проверить равномерность распределения тепла, используя термометры и отмечая максимальную и минимальную температуры или наблюдая за ростом растений.

Компания «Экспресс-Агро» предлагает своим клиентам комплексное оснащение теплицы, которое включает в себя поставку и установку систем отопления:

По всем интересующим вопросам обращайтесь по телефону +7 495 505 53 20 или по e-mail: info@express-agro.ru.

В статье использованы материалы Джона В. Барток – инженера сельского хозяйства, профессора систем управления природными ресурсами; Инженерный факультет, Университет Коннектикута, Сторрс, Коннектикут.

Подписаться: