Расчет теплоаккумулятора для теплицы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Возможно ошибка в постановке задачи.

Юнс, может слой утеплителя не удалил, а просто приравнял к нулю? В результате программа рассчитывает так, будто между фольгой и воздухом есть непрозрачный слой нулевой толщины.

 

Прямо задать температуру воздуха внутри нельзя, а делать множество расчетов с подгонкой под результат утомительно. Можно задать температуру теплого пола, но это не будет иметь отношение к реальности, ведь поверхность земли за ночь заметно остывает.
Результаты для 10-см утеплителя в таблице.
@Cofessor, перепроверил модель, ошибок не нашел.

 

Возможно ли ввести функцию при расчётах по достижению температуры воздуха снижать температуру источника нагрева?

 

Только в ручном режиме. Останавливаем расчет когда температура воздуха достигла цели, снижаем температуру источника нагрева и продолжаем расчет.

 

Не плодотворно. Но, при возможности и наличии неучтённого времени стоило бы...

 

ОК, понятно.

@юнс, Ваши расчеты нужно осознать. У меня пока в голове не укладываются. Можете еще то же самое но для сырой погоды, когда температура неба минус 5, а не -20?
Реально что происходи, когда все небо серое и в сплошных облаках/тучах? На сколько температура воздуха выше чем нужно брать в расчеты, есть какие-то "методические указания" к рукововодству по расчету?
В новой теплице у меня южный скат как в арочных теплицах сделан. А больше практически и не будет контакта с улицей в холодное время. Может действительно нужно одеяло разрабатывать, чтобы автоматически на ночь раскатывалось...

 

Или складной козырёк. Он ещё и снег почистит в зимнем варианте. Толщина побольше и нагревательные с осветительными приборы вмонтировать можно. Противовесы для лёгкости раскладывания-складывания. Зимой свет собирает-отражает у низкого солнца, летом притеняет. Конструкция лёгкая, но жёсткая за счёт композита пенопласт обклеенный стеклотканью и т. п., плюм фольга, можно с рёбрами жёсткости из фанеры и т. п. между листами.

 

Еще в Ваших расчетах теплопередача с горизонтальной поверхности вверх в районе 3 Вт/М2хК. Реально мы имеем наклонную поверхность, в которой теплосъем будет гораздо больше, в районе 5-7 Вт/М2хК и + ветер, который поднимет в реалии до 15 Вт. Можете те же расчеты выполнить исходя из теплообмена 15 Вт, а не 3? Или программа не позволяет?

 

@alexv_1967, изменил теплоотдачу до 15 Вт/м2*К, а температуру неба уравнял с температурой улицы (0 град), что соответствует ветреной сырой с низкой облачностью погоде. Здесь основную роль играет утеплитель, а не фольга. Без фольги тепло через внутренний воздушный зазор передается двумя путями: излучением 80 % и конвекцией 20 %. Это означает, что излучение более легкий путь передачи тепла, чем конвекция. Когда мы перекрываем этот путь с помощью алюминиевой фольги, тепло устремляется по более трудному пути, что вызывает повышение температуры воздуха на 2 град.
Фольга сверху в такую погоду не работает.

 

@юнс, спасибо большое.
Свел Ваши расчеты в один файл.
У меня напросились следующие выводы:
1) Фольга, нанесенная внутрь помещения на утеплитель работает как отражатель ИК-лучей. В принципе работает всегда, если утеплитель холодней чем среда, тепло которой нам нужно сберегать. Наверняка фольга внутри еще лучше работает, если помещение отапливается через "горячие" отопительные приборы, такие как ИК-обогреватели, батареи парового отопления и т. п.
2) Фольга сверху утеплителя очень хорошо работает на подавление потерь через излучение и особенно эффективно при контакте утеплителя с улицей в сухую безветренную погоду. Кстати, утеплители пористые, фольга сверху еще и как ветрозащита наверняка работает, уменьшая площадь поверхности с улицей.
3) ставь хороший утеплитель, он защитит от потерь тепла.
4) если конструкция позволяет, ставь утеплитель с фольгой с 2х сторон, может в 1,5-2 раза понизить теплопотери через данный утеплитель

 

@юнс, еще вопрос по Вашей модели. Какое расстояние от крыши до земли? И если увеличить до 3-4 метров, то скажется ли это на свойствах фольги вниз? По идеи, чем больше воздушный зазор, тем хуже должно передаваться тепло через воздух? Или в Вашей модели начиная с какого-то расстояния это практически не имеет значения из-за низкой вязкости воздуха и Твоздуха поэтому везде примерно одинакова?

 

Воздушный зазор в модели 20 мм, но он мало влияет. Если увеличивать высоту, то наверное и площадь пола нужно увеличивать. Т. к. источник тепла внизу, то воздух все время перемешивается, и его температура примерно одинаковая, а вблизи стенок плавно сравнивается с их температурой.
Пробовал смоделировать атмосферу размером 100*100*100 м и 500*500*500 м с разной влажностью воздуха 20% и 100% - никакой разницы, программа не учитывает поглощение излучения водяным паром.

 

@юнс, я как раз и размышлял, можно ли моделировать так, чтобы воздух не перемешивался, а происходило расслоение воздуха во время отопления. Чтобы снизу был теплый воздух, от нагретой земли, а сверху на нем лежал более тяжелый холодный воздух и плохо смешивался.
Чтобы такой эффект получить, нужно видимо иметь равномерный нагрев пола и чуть теплей со стороны всех стен.
В Вашей модели отсутствует расход тепла через боковые стенки и по идеи, может происходить расслоение воздуха при определенных условиях, вопрос как его поймать, чтобы меньше уходило на обогрев? Если поймать расслоение, то фольга вниз еще эффективней станет.
В моей теплице траншейного типа такой эффект может частично наблюдаться (или пытаться его поймать), так как через высокие боковые стенки, которые в земле, тепло скорей будет прибывать в воздух, чем расходоваться, особенно осенью, когда земля за лето отогрета...
Про эффект расслоения я видел картинки в Долине Смерти, США. Там долина шириной до 10 км окружена горами. Там объясняют очень высокие температуры летом тем, что окружающие горы играют роль стенок, вдоль которых поднимаются теплые потоки вверх и на высоте гор потоки воздуха заворачиваются внутрь долины, воздух как бы крутится внутри теплой коробки с открытой крышей и почти не смешивается с холодным воздухом выше этой коробки. Правда размеры коробки 10 км шириной и 2-3 км высотой В итоге, ниже уровня гор внутри коробки воздух может быть 60-80 градусов, а выше на 1 км уже около нуля и он иногда никак не попадает в достаточном кол-ве, чтобы активно заместить горячий воздух внутри коробки. Восходящие потоки воздуха вдоль гор заворачивают внутрь "коробки", создавай тепловую завесу...

 

Воздушный зазор может быть любым и воздух не будет двигаться ПРИ УСЛОВИИ ЕСЛИ НЕТ ВООБЩЕ РАЗНИЦЫ ТЕМПЕРАТУР. Как только появляется разница температур начинается конвекция за счет того что гравитация притягивает более плотный холодный воздух в низ при этом теплый воздух вытесняется в верх. Конвекция приводит к активному переносу тепла от теплой поверхности к холодной. В инете есть такой график для стеклопакетов. В принципе очень хорошо видно что аргон после 15 миллиметров начинает конвективный перенос тепла и при этом падает теплоизолирующая способность стеклопакета исходя из верхнего графика с воздухом нетрудно предположить что конвекция воздуха примерно на 25 миллиметров толщины пакета также приведет к переносу тепла.

Доли́на Сме́рти (англ. Death Valley) — межгорная впадина в районе пустыни Мохаве и ... В долине 10 июля 1913 года зафиксирована самая высокая температура воздуха в Западном полушарии — +56,7 °C. ... Средняя максимальная температура в июле достигает 46 °C, ночью опускается до 31 °C.
Никаких 60-80 градусов нет. От Волгограда до черного моря температуры летом шагают далеко за 40 градусов а жару и за 50 и никакого расслоения. Такой эффект можно посмотреть в прозрачном полном чайнике с плоским нагревательным диском на дне. По всей поверхности видны конвективные потоки и активное перемешивание.

 

В горниле русской печи как известно нагрев идёт излучением-переизлучением со всех сторон от неба и пода. Эт я к чему. Прикольно открыть только что вынутый ухватом чугунок и посмотреть как он кипит. Конвекции нет! Пузырьки образуются во всём объёме жидкости и как-бы зависают придавая воде молочный цвет.