Научный подход к теплице

Последние 2 года утеплял среднюю грядку второй плёнкой. Рассаду в теплицу выносил в середине апреля. Контроллер с датчиками температуры и влажности есть, но пока нет записи ночных температур, поэтому выносить раньше не решаюсь, а стабилизировать ночную температуру тепловой пушкой от электричества дорого выходит. В этом году снимал статистику в апреле, набежало около тысячи руб., правда снял её за несколько дней до мая - днём жарко стало под двойной. И это при маленьком объёме - 7*1,5*2 куб. м.
Рассчитал расход на всю теплицу: пленка-воздух-пленка - вышло 3329 руб., что недалеко от полученной статистики, учитывая что объём в 3 раза больший.
Пошёл дальше - подсчитал расходы за 2 самых холодных месяца - март и ноябрь, внутреннюю температур задал 18*, коэффициент инфильтрации - 1,08 (8%), к-т теплосопротивления прослойки воздуха - 0,256. Вот результаты расчётов:
Пленка-пленка: март - 7546 руб., ноябрь - 7523 руб.
СПК 4 мм - пленка: март - 5974 руб., ноябрь - 5955 руб.
Выводы: 1-е - замена плёночного покрытия теплицы на СПК 4 мм не сделает выращивание в марте выгодным. 2-е - идея вместо двойного укрытия одной средней грядки сделать двойное укрытие всей теплицы тоже себя не оправдывает - расходы на отопление возрастают в 3 раза.
При этом не учитывал уменьшение объёма под 2-й плёнкой (полагаю где-то на четверть) и то, что использовалась не обычная плёнка, а плёнка "Светлица". Она намного теплее, однако данных по ней в и-нете не нашёл.
Кроме того, не учитывал энергию Солнца, хотя и вычислял её. В общем, в марте днём она большой вклад вносит - 960 квт, а в апреле уже полностью компенсирует потери тепла, но просто не знаю, как учесть запасы тепла в грунте от инсоляции.
Ещё не учитывал затраты на размораживание грунта с зимы. Короче, от реальности далеко пока, поэтому и подумываю открыть тему для обсуждения этих вопросов.

 

@gemarator, А зачем б/у? Новая китайская металлическая дверь в сборе 2000 руб стоит. Для теплицы ее за глаза хватит.

@alexv_1967,
Если томаты нужны в конце мая, то их в конце февраля высаживать нужно, а это совсем другие затраты! Рассада не любит когда ее передерживают, лучше посадить молодой кустик, чем переросший.

@Cofessor, у меня без всякого обогрева снег занесенный в теплицу в январе и феврале месяце два раза полностью таял. Земля сильно не промерзает если грядки высокие, в марте сажал горчицу и к концу апреля был прекрасный урожай. Я уже показывал как это на практике
10 апреля https://www.forumhouse.ru/posts/23831528/
Конец апреля https://www.forumhouse.ru/posts/24022860/
Теплицу никто не топит.

 

@Cofessor, считайте по площади пленки для грубой оценки. а не по объему. и можно инфильтрацию выкинуть для малого парника и вообще про нее забыть.
Если Вы хотите понять, что в отопительную систему даст теплая земля, то считайте грубо 5-7 Вт с М2 на градус. Т. е. если у Вас земля +10, а воздух под малым парником +5, то от земли в нагревание воздуха полетит через теплопередачу 25-35 Вт с М2.
Пусть площадь Вашего маленького парника в 1,5 раза больше площади грядки, то имем тепловой поток за счет теплой земли через 1 М2 пленки 16-22 Вт.

Таким образом, положим у Вас на улице минус 10. А парник основной существенно больше маленького - в 5 раз и греем мы только малый. таким образом в большом парнике у Вас будет минус 7.
Значит через малый парник будет убегать 12х7,5 = 90 Вт на М2. А у Вас от земли летит 16-22.
Значит нужна доп грелка примерно на 70 Вт умножить на площадь малого парника. и лучше греть не тепловой пушкой, а чем то пассивным. Вы когда тепловой пушкой гоняете воздух внутри парника, Вы теплопотери через пленку увеличиваете, так как обдуваете ее

 

может Вы и правы, я похоже рассаду не правильно выращиваю. в след сезоне постараюсь начать кормить чем-нибудь.
Еще у меня в доме на даче не очень тепло бывает - +15, к примеру. и рассада долго растет. меня это вполне устраивает, так как раз в неделю приехал и полил. В пятницу вечером и в воскресенье вечером.
Думаю над тем, что в след году отогреть землю где-то к 20 марта под первую рассаду. И часть рассады в теплицу отнести, чтобы там росла. засуну горшки с рассадой в почву - хоть какая но влага будет от почвы - в доме сухо... что скажите, совсем не правильно?

 

@Cofessor, у меня без всякого обогрева снег занесенный в теплицу в январе и феврале месяце два раза полностью таял. Земля сильно не промерзает если грядки высокие, в марте сажал горчицу и к концу апреля был прекрасный урожай. Я уже показывал как это на практике
Теплицу никто не топит.[/QUOTE]У меня вообще земля не промерзает в теплице, а в мае уже изобилие редиски и всякой зелени. В прошлом году вся рассада в теплице с середины весны была, в т. ч. бахча, ничего не пропало, хотя поддерживающий нагрев от терморегулятора на ночь не включал. В этом году на апрель включал не столько для страховки от холодных ночей, сколько из цели оценить расходы.

Ну у меня то инфильтрация есть - 3 форточки и 2 двери закрываются не вполне плотно. Правда ещё есть внутренний полог, но вход не герметичен - просто отодвигаю плёнку как шторку и вхожу, а с другой стороны - труба с вентилятором на 110 насквозь.
Считал конечно по обычной формуле - Q=k*S (T1-T2), но при расчётах не учитывал, что объём пространства под 2-й плёнкой намного меньше, а соответственно будет меньше и поверхность. Просто сложил термосопротивление наружной плёнки, воздушной прослойки и 2-й пленки. Чтобы подсчитать точнее, нужно знать температуру этой воздушной прослойки, поэтому для простоты принял площадь поверхности 2-й плёнки равным наружной и, соответственно, получил завышенные расходы.
А теплообмен с землёй, думаю, так просто не получится рассчитать. Если знать температуру земли, то наверное можно так, как вы предлагаете, но как рассчитать это? Для простоты можно принять что в начале марта температура земляного массива в среднем равна нулю - дальше что? Ещё можно получить среднее количество теплоты, получаемой от солнечной радиации в это время года по данным метеонаблюдений - далее как из этого вычислить нагрев земли за день и рассчитать какое количество из этого будет растрачено днём, а какое останется на ночь? Как рассчитать темп прогрева земли и какое дополнительное количество тепла, которое для этого потребуется?
Я пробовал так: считал общее количество ночного и дневного времени за месяц, затем умножал их на мощность потерь и среднемесячную ночную и дневную температуры. Получал теплопотери отдельно для дня и ночи. Затем от дневных отнимал количество тепла от солнечной инсоляции за месяц, но ведь на самом деле энная часть этого тепла уходит на прогрев грунта?
Кроме того, до разогрева грунта он будет дополнительным потребителем тепла, т. е. тепло будет уходить не только через ограждающую поверхность теплицы, но и через грунт. В установившемся режиме расход тепла через грунт можно принять равным 5%, а в переходном сколько?

 

дальше ничего - не сажать в такую землю. все просто. спуститесь с небес на землю, нужно считать конкретные условия. В противном случае будете повторять и повторять -ничего не могу посчитать.
дырки в больших теплицах у всех есть. но самое главное - это уменьшить площадь обогрева и именно эту часть теплицы сделать глухой не морозы. Парник внутри парника гораздо "прогнозируемей" считается, так как можно заканопатить дырки и нет ветра.
И Вы к тому же должны были заметить, что:
- центральная грядка отогревается раньше боковых
- а если еще и парник на нее сверху нахлобучен, то еще быстрей

 

Не знаю чего вы тут счетоводите, но когда строил свою, считал пальцеприкидочным способом. Все просто.
Допустим имею грядку в теплице. 2,5*0.8м площадь 2м². Кабель лежит в земле на 45см в глубину, прибавляем сантимов 20 итого в глубину горизонт отогрева 65см. Перемножаем - получаем 1.3м³. насыпная плотность грунта средняя 1.5 тонны на м³. Итого грунта почти 2 тонны. Теплоемкость влажного грунта около 1кдж на килограмм градус. Перемножаем 2000кг*1000дж*дельта Т (-10-20=30)= 60000000дж=60мДж переводим в кВтч = 16.6кВтч накидываем на таянье льда получаем 20 кВтч. Умножаем на тариф в 3 рупь получаем 60 рубликов грядка - оттайка. Потери не учитывал как и инсоляцию солнца. Считаю их взаимокомпенсирующимися.
Ща отдохну и по пальцам теплицу обсчитаю.
Кстати мой рассчет с реальностью совпал.

 

Да, лучше греть почву кабелем, причем есть уже специальные под теплицу с контроллерами. А если грядки высокие, то и объем грунта маленький, прогревается быстро, это эффективнее чем воздухом греть пространство. Теплонакопителем выступает песок!

@alexv_1967, Делайте так как считаете нужным и правильным, общей методики нет, кто во что горазд

 

Ну вот такой я счетовод - подсчитал теплопотери через поверхность теплицы при заданной внутренней температуре, а потом сообразил, что принять потери через грунт стандартными 5-ю процентами нельзя, поскольку вначале у меня мороженный грунт. Да и вообще, что толку если поддерживается температура воздуха, а температура грунта неизвестна? Поэтому и вопрос возник, начал копать в этом направлении, но теперь воспользуюсь твоими данными. На то и форум, да, чтобы не копать всё самому?
У меня 3 трубы на 110 под грядкой на глубине 35 см, если считать ещё 20 см под трубами, то получается 66 см, площадь грядки - 7*1,5=10,5 кв. м., объём грунта - 10,5*0,66=6,93 куб., вес - 6,93*1,5=10,395 т. 10395кг*1000Дж*18град.=187110000 Дж = 187,11 мДж=52кВт*час.
Умножаю на тариф 3,79 руб/квт*час, получаю 197 руб.
Т. е. за 197 руб. я получаю согретую до 18* грядку, так?
Далее, как я понимаю, нужно тратить энергии столько, чтобы покрыть потери через ограждающую поверхность плюс потери через грунт, которые можно принять равными 5%. Потери через боковые стороны у меня будут не больше, потому что фундамент утеплён снаружи плитами ЭППС на глубину метр.

 

Доброго) Ищу пластиковую дверь! Желательно со стеклом) и как всегда то денег нет (то дверей

 

Все потери можно принять компенсирующимися солнцем, т к. За время нагрева земли солнце внесет свой вклад, он даст сьэкономить рублей 50 из ваших 200, но эти 50 уйдут на поддержание 18 градусов в грунте, т. е. на потери. И мы в первом приближении и с чистой совестью просто забиваем на эти потери. У нас нет 200 рупь и есть теплый грунт. Все! Осталось нагреть воздух когда холодно.
Воздух я считал совсем по наглому и простому. По аналогии. Была у меня теплица с одинарным покрытием пленкой, это плюс пара тройка градусов к ночной температуре и 0 градусов при заморозке в минус 5 и 2 квт мощности ветродуйки. От этих экспериментальных данных я оттолкнулся. Далее имея базовые данные я в процентном соотношении приводил баланс к строящейся теплице. Поясню одна пленка это допустим 100 %потерь, значит спк с его теплосопротивлением снизит эти потери на (допустим, т к. перисчитывать лень) 25%, далее площадь теплицы у меня стала на 25 % тоже меньше итого в два раза надо меньше энергии. Было 2квт стало 1. И так далее. Далее так же учел северную глухую стену и одеялко свое. Получил что вроде около 10 градусов возможна дельта при 1кВт добавки.
Так же параллельно мне помогли и уточнили все это данные расчетов kivik71.
Ну а по факту оказалось это очень близко к реальности.

 

Не понимаю, зачем кофессору греть грядку через воздуховоды электричеством. наверняка он воздуховоды закладывал под солнце. и наверняка он будет сажать, когда солнце отогреет грядки через воздуховоды.
Кофессор, если в Вашем климате бывают затяжные морозы и 1-2 недели без солнца, а землю отогрели, то самое правильное это греющий кабель чтобы поддержать тепло в земле. И отдельный догрев прямо воздух в малом парнике, где рассада. каким нибудь конвектором.

 

Не понимаю, как солнце может компенсировать потери? Энергия, которую вы затратили на разогрев грунта, не может никуда из него уйти, иначе грунт снова остынет, поэтому для компенсации теплопотерь через ограждение требуется добавочное тепло.
Давайте подсчитаем какую часть теплопотерь через ограждения может компенсировать разогрев грунта.
Среднемесячное к-во тепла за март (по Москве) - 79,4 квтч/кв.м. В теплицу попадает не более 40%: 79,4*0,4=31,76 квтч/кв.м. На всю грядку - 10,5 кв. м.*31,76 = 333,48 квтч. За день - 333,48/31=10,76 квтч.
Прогрев в данном случае идёт с поверхности, поэтому его эффективность намного ниже, чем прогрев изнутри, т. к. большая часть потеряется на излучение и на нагрев воздуха. На разогрев грунта идёт от 20 до 50%, в зависимости от альбедо, примем 25%.
Итак, 75% солнечной энергии - 10,76*75%=8,07 квтч. уйдёт на компенсацию теплопотерь через ограждения. Всего же потери через ограждения, если у меня под двойной плёнкой будет только средняя грядка, составляют 25 квтч. за день - ну, ихде же компенсация?
А на разогрев грунта пойдёт только 25% солнечной энергии - 10,76*0,25=2,69 квтч.
Если греть солнцем, на нагрев грядки потребуется 52 квтч/2,69квтч=19,33 дней, а на самом деле намного дольше, ведь ночью грунт снова остывает.

Для высадки растений, кроме того, что нужно компенсировать теплопотери через ограждения, нужно ещё сам грунт разогреть хотя бы до 18*. На это требуется добавочная энергия, но как её передать - это уже другой вопрос. Через поверхностный разогрев - долго, чуть не месяц, как я посчитал выше, а с помощью электричества легко, можно за день прогреть, и, как подсчитали, довольно не дорого.
Но, одно дело разогреть грунт, другое - теплопотери через ограждения, которые и пожирают основную энергию. Расчёты уже показали, мне лучше не рыпаться отапливать всю теплицу, под двойной плёнкой у меня получается что при отоплении электричеством уйдёт за март 7546 руб. Если только среднюю грядку выгораживать, тогда в 2,5 раза меньше - всё равно 3018 руб.
То есть электричество идеально для начального разогрева грядок, но не выгодно для отопления. Правда я тут не учёл энергию солнца, надо просчитать, плюс оборот через воздуховоды тоже внесёт лепту, но для этого надо отдельно для ночи и дня считать.

 

И стоит оно того чтобы начать выращивать на месяц раньше? При этом велик шанс что растения будут отставать и те которые посажены позже догонят и перегонят. Будут сильнее и выносливее тех что раньше посажены.

 

Да оно компенсирует и очень просто. Мы в расчетах на отогрев не учитывали солнышко. А оно есть. И поэтому в реальности при имеющемся солнце отогрев произойдет со значительно меньшими энергозатратами чем мы посчитали. Остается небольшой профит, который мы тратим на потери. А солнце все греет и время идет и потери все падают, а от солнышка приход все больше... У меня в этом году подогрев сдох через неделю или чуть больше. Все отогрел. А остальное вытянуло солнце. Конечно температура грунта упала до 15 градусов, а потом восстановилась потихоньку. Все выросло. Ну по расчетам электротехническим вышло около 20квт энергии. Так что пальцевый рассчет вполне себе точный и потерями до 10% туды или сюды можно пренебречь.
Речь про подогрев управляемый по датчику температуры грунта.
Кстати на счет подогрева воздуха мысли.
Во первых минимизируйте свои хотелки. Ну что нужно весной? Один куст пучковых огурчиков холодостойких. Ну 2 самые холодные недели из - за которых сыр бор это объем большого ведра теплого (+15мин градусов) пространства на грядке.
Ну грядочка томатов под пленкой доплнительной этим градусов 15 тоже надо. Ну 13.
Пара кустиков перца.
Итог сих мыслей в том, то в малом объеме достаточно 100 вт энергии подогревателей. Проверено лично и в сибири. Ну 100вт это прям минимум. 150 прям хорошо.
В эту весну я сделал порнографическую имитацию гроубокса. Немного фольгированного утеплителя по сторонам, подогрев в виде ламп 100вт засунутых в консервную банку.
Итого получалось в течении пары недель один подогреватель у огурцов и два у томатков. Итого 300 вт. В моем случае этого было почти достаточно. Почему почти - надо сделать нормальный сьемный гроубокс для огурцов с подсветкой и подогревом из фанерных стенок обитых фольгированым утеплителем без дна и крыши, а на крышу кусок плотной и дышащей ткани - для снижения влажности в гроубоксе. И все будет вери гучь.