Расчет теплоаккумулятора для теплицы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Допустим, удалось нагреть необходимое кол-во грунта до 70 град. Но как сохранить это тепло до зимы?
Считать грунтовый айсберг у меня рука не поднимается, посчитал более эффективный водяной ТА объемом 125 м3 в виде куба со стороной 5 м.
Если просто закопать эту емкость с водой, нагретую до +70 град, в землю с температурой +8 град., то через 6 месяцев вода остынет до +17 град. Все тепло уйдет в грунт.

Понятно, что емкость нужно утеплять. Обложил со всех сторон пенопластом 15 см - температура упала до +40 град. Т. е. потери тепла за 6 месяцев 55%

С пенопластом метровой толщины температура упала до 60 град, т. е. на 18%

В итоге для круглогодичного обогрева поликарбонатной теплицы 3*6м в Москве потребуется две 125 кубовых емкости с водой, нагретой до +70 (конечная температура +15). Емкости необходимо обложить метровым слоем пенопласта и закопать в землю. Для грунтового ТА, его объем будет больше примерно в 3 раза.

 

Я смотрю, каждый раз как на форуме появляется пытливый новичок (не путать со Скрипалями), начинается очередной раунд бессмысленных прожектов. Один персонаж говорил по этому поводу: чтоб ты всю жизнь жил на одну зарплату (то бишь чтоб ты всю жизнь работал на одну теплицу).

 

Да. Похоже что тут вся затея с ТА - пустая бестолковка. Если отбросить две крайности, то середина звучит как приговор. И это с водой.
Вся возня с трубами - по выхлопу - выравнивание суточного цикла. Тоже тема. Но не мой случай.

Стало быть только принудительный обогрев печками. Тут другие расчеты на окупаемость. Все равно растят, но это другое. Главное ТА годового цикла - пустая надежда.

Должен сказать Большое Спасибо!
Отрицательный результат тут не менее ценен, причем на прямую в деньгах. На дурь не израсходовано. Выходит канадцы за нос водят.
И эти...


(@YUNIS, @Cofessor, если какая помощь по проектированию...)

 

Не только. Ещё более раннее начало сезона.

 

Расчет кол-ва труб в 25 посте, расчет вентилятора в 41 посте.
По выбору диаметра труб. Чем больше диаметр, тем больше площадь теплообмена, соответственно больше можно снять тепла с погонного метра. Но в больших трубах слишком много воздуха, на прокачку которого требуются мощные вентиляторы (стОят дорого и потребляют много электроэнергии). Например, увеличение диаметра трубы с 50 до 110 мм увеличивает площадь теплообмена в 2.2 раза (линейная зависимость), а объем прокачиваемого воздуха в 4,84 раза (квадратичная зависимость). Так что самые оптимальные трубы диаметром 50 мм. Более тонкие трубы невыгодны как по стоимости, так и по высокому аэродинамическому сопротивлению.
Однослойная пленочная теплица в два раза хуже держит тепло, чем поликарбонатная, поэтому с расчетным кол-вом труб ночная дельта температур будет 7.5 град. вместо 15. Еще пару градусов добавит верхний слой земли.
Если кол-во труб кажется неподъемным, можно его уменьшить, соответственно уменьшится дельта.
Чтобы не перегревать корни томатов, расстояние между трубами можно увеличить. При этом снизятся температурные колебания ТА, но не изменится его мощность.

 

Весь мозг поломал уже с выбором чем землю греть с начала апреля
прикидывал по разному
расчеты в указанных вами постах читал - большое за них спасибо!
вот думаю что выбрать то ли серую канализационную трубу на 110
или может металлопластиковую самую тонкую закопать да воду 40 С по ней гонять раз нет разницы какой материал использовать

 

Самая тонкая - это 16 мм? Тогда придется увеличить в 3 раза общую длину по сравнению с 50 мм (444 м * 3 = 1332 м). А 40 С не понравится корням.

 

Я считал грунт +8 С, а на видео летом прогревается не только вода, но и грунт под ней, что снижает теплопотери зимой. Кроме того, в больших ТА меньше площадь поверхности по отношению к объему воды, что также снижает теплопотери.

 

Да 16 мм.
1332 метра это в теплице 6х3 ?
Пока не знаю какая температура почвы в начале апреля, но греть то ее думаю надо не до 40 градусов, а сколько минимум надо растениям? градусов 15 наверное.

 

Что читаю и не знаю как реагировать
глубина корней до метра, основная часть до 50 см - где тогда трубы прокладывать и сколько от корней надо до труб расстояние? у меня земли до глины сантиметров 50.

 

Выясним роль пенопласта, отделяющего ТА от материкового грунта.
Ранее считал модели грунтового ТА, окруженные со всех сторон идеальным теплоизолятором. Теперь к ТА снизу добавил грунт толщиной 2.1 м в первой модели и пенопласт 10 см + грунт 2 м во второй. Сам ТА - параллелепипед 0.3 *0.3 * 1 м, по центру труба 110 мм, по которой прогоняется воздух со скоростью 5 м/с температурой +30 С. Начальная температура ТА, пенопласта и грунта +8 С. За 18 час. средняя температура ТА выросла с +8 до +18 С без пенопласта и до 19.5 С с пенопластом.

Распределение температур по вертикали:

Тепловой поток через трубу в обеих моделях примерно одинаковый: 106 Вт на погонный метр трубы в начале (пока ТА холодный), постепенно снижаясь до 38 и 34 Вт через 18 час. В среднем 50 Вт:

Средний тепловой поток через нижнюю границу ТА 3 Вт без пенопласта и 0.5 Вт с пенопластом:

Разница в 6 раз, но по сравнению с поступающим теплом через трубу (50 Вт) это 6% и 1% соответственно. Прибавка температуры ТА с пенопластом всего на 15% выше.
Вывод: грунт является не только теплоаккумулятором, но и неплохим теплоизолятором.

 

Считаю вывод неправильным. Нужно не прибавку температуры ТА при аккумулировании тепла считать, а убавку при отсутствии нагрева. Такой режим (растраты тепла) может быть и ночью и в холодные дни, и с наступлением осени. Вот тут то процентное соотношение ТА с пенопластом и без может сильно отличаться. Желательно посчитать сколько будет тепла уходить в недра и сколько в теплицу.

 

@YUNIS, все правильно. Далее возникает вопрос, что хотим от ТА? Вы в расчеты взяли маленький ТА с короткой трубой, гоните по нему воздух с приличной скоростью и считаете, что температура не падает. В итоге Вы нагрели быстро землю на 10 градусов. Реально нагреваться будет чуть по другому, нужно взять трубу длиней, а не 1 метр. Только что даст такой ТА? Чтобы зелень не замерзла за несколько ночных часов - тогда справиться.
А если Вы в своей задаче продолжите греть грунт (без пенопласта) Вы получите теплый грунт на большую глубину и абсолютные потери тепла вниз будут еще меньше. Но нужно греть не 18 часов, а тысячу
ТА должен иметь Тна входе и на несколько градусов другую Тна выходе. Загоняете +30, на выходе +25, например. Посчитайте, какая должна быть площадь и длина трубы, чтобы потерять 5 градусов при скорости 5м/сек. Чем больше потерь температуры - тем выше КПД - соотношение утилизированной энергии к затраченной на продув воздуха. Когда начнете дуть а обратную сторону - получите примерно такую же дельту в режиме отбора энергии от ТА. Была темпеература на выходе +25, отогрели землю до +20, получили в режиме отбора энергии воздух на отопление +15, если загоняете в трубу +10. Если загоняете в трубу +15, будете иметь на выходе +16 или +17
Вообще при строительстве земляного ТА большая скорость не к чему на мой взгляд. Так как мы пытаемся утилизировать энергию в землю - в теплоизолятор

Я решил в своем ТА снизить по максимуму скорость продува по воздуховодам, чтобы одним низконапорным малопотребляющим вентилятором медленно и печально прокачивать большой объем воздуха и медленно отогревать ТА в течении нескольких дней. В этом случае картинка результатов будет немного другой. Грунт будет медленно нагреваться и на глубине возникнет так называемая тепловая волна, которая распространиться вокруг уложенных труб метров на 5ть. Отогреет грунт на несколько метров вокруг труб. Это произойдет не за день, а за 2-3 месяца. В итоге под теплицей за лето возникнет большой объем теплой земли, до 5ти метров в глубину. В солнечный день в он-лайне постараюсь утилизировать 5-10 КВт энергии солнца вентилятором в 150 Вт. Осенью я не буду иметь потери энергии вниз в течении 1-2 месяцев (если грунтовые воды не разнесут тепло). У нас в Питере на глубине 5метров где-то +4, я бы хотел за лето отогреть на глубине до +15 и практически не терять тепло в землю осенью. Пока не планирую доставать эту энергию из земли обратно начиная с октября, а помидоры планирую растить до конца ноября. Теплицу строю траншейного типа - заглубленную, площадь контакта с улицей снижена по максимуму. Главное, чтобы грунт вокруг теплицы был теплый и не требовал энергию на себя в отопительный сезон. Для отопления теплицы буду использовать тепловой насос. Возможно грунтовый ТА буду использовать в августе -сентябре для отопления теплицы. Если за 2-3 месяца смогу к концу лета отогреть массу земли до +20, то смогу доставать обратно по ночам в виде теплого воздуха в августе-сентябре с температурой + 15-17.
В настоящий момент заложено порядка 150 м. п. 110 ПНД гофро трубы на глубине минус 70 см от предполагаемого уровня пола. 15 труб по 10 метров в параллель с шагом 0,7 метра. Фан имеет 4ре скорости вращения от 0,8 до 3,5 тыс м3 в час. Возможно весной его будет смысл гонять на больших объемах, а летом - осенью скорей всего на малых скоростях...

 

Температурные датчики в грунте между трубами будут?

Размер теплицы ~10,5м на 11м? Схема-рисунок всего что планируется где то есть?

 

Абстрагируйтесь и посмотрите на сообщения некоего Кофессора за первые четыре-пять лет нахождения на форуме.
Толерантность и терпимость украшают настоящего тепличника.