Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

времени при разности температур внутри и снаружи парника в одни

Величина коэффициента теплоотдачи зависит от конструкции парника, вида тепловой изоляции, от принятого способа укрытия парника и от скорости ветра.

Для парников с тепловой шлаковой изоляцией и рамами с одинар­ ным остеклением, укрытыми матами, коэффициент теплоотдачи в за­ висимости от скорости ветра определяется по следующему выра­

352

Расчетная температура наружного воздуха определяется по фор­ муле:

где тср — средняя температура наиболее холодного месяца за время работы парников;

Tmin — минимальная температура наиболее холодного месяца за время работы парников.

При отсутствии необходимых данных для расчета температуры наружного воздуха за величину тн можно принимать среднюю мно­ голетнюю температуру для данной декады и данного климатического пояса (табл. 16).

Т а б л и ц а 16

Средние многолетние температуры наружного воздуха для средней полосы европейской части Советского Союза

Величину (тв — тн) в формуле (21-22) надо брать для того периода работы парника, когда он имеет наибольшие потери тепла. Такой период начинается через несколько дней после появления всходов, так как в это время температуру почвы и воздуха повышают до опти­ мальных значений, а маты на день снимают.

Р а с с м о т р и м м е т о д р а с ч е т а н а г р е в а т е л ь н ы х у с т р о й с т в , и м е ю щ и х н а и б о л ь ш е е п р а к т и ч е ­ с к о е п р и м е н е н и е . К таким конструкциям относятся нагре­ ватели, выполненные из проволоки, прокладываемой в асбоцементных или гончарных трубах (трубчатые нагревательные элементы), и нагре­ вательного кабеля.

Определив по формуле (21-22) мощность нагревательного устройства парника, необходимо далее решить вопрос о соот­ ношении мощностей почвенного и воздушного нагревательных устройств.

Почвенный и воздушный виды обогрева парника имеют определен­ ные преимущества и недостатки. При наличии только почвенного обо­ грева полностью используется площадь парников для выращивания парниковых культур; кроме того, увеличение мощности почвенного нагревателя за счет мощности воздушного нагревателя, обеспечивает более быстрый разогрев парника при меньшей затрате энергии. Однако почвенное нагревательное устройство менее доступно контролю и ра­ ботает в худших условиях, чем воздушное. При незначительной мощ-

ности воздушного нагревателя по сравнению с почвенным труднее добиться оптимальной температуры в парнике, особенно при значи­ тельных колебаниях температуры наружного воздуха.

Исходя из этих соображений, рекомендуется одновременно при­ менять для парников почвенное и воздушное нагревательные устрой­ ства равных мощностей. Для теплиц в связи со значительным объемом нагреваемого воздуха соотношение мощностей почвенного и воздушного

малом числе п потребуется боль­ шее количество пускорегулирующей аппаратуры. Увеличение числа п последовательно включаемых парников затрудняет их эксплуатацию,

в частности обеспечение для каждого из них оптимального температур­ ного режима.

Исходя из известных мощностей почвенного Рп и воздушного Рв обогрева, напряжения сети U, длины нагревательного провода для одного парника /„ и /в и числа последовательно включенных парни­ ков п, определяют по графику (рис. 161) диаметр нагревательного

354

и удельные мощности

(21-26)

Отложив на графике полученные значения At/n и АРп, проводят через них прямые и по точке пересечения выбирают ближайший диаметр проволоки dn почвенного нагревателя. Аналогично находится диаметр проволоки dB воздушного нагревателя.

Определенные по формулам (21-26) удельные мощности не должны превышать максимально допустимых значений: для трубчатого нагре­

При наличии проволоки определенного диаметра задача решается путем определения количества последовательно включаемых элемен­ тов п парников, при котором в каждом парнике будет обеспечена требуемая мощность. В этом случае по формулам (21-26) вычисляются АРп и АРв. Затем по кривым (рис. 161) по известной удельной мощ­ ности и диаметру проволоки находят А0 и и АUB. Зная U, определяют общую длину нагревательной проволоки для почвенного и воздушного обогрева и количество последовательно включаемых элементов п пар­ ников.

Рассмотренный способ расчета нагревательных устройств из изоли­ рованного провода можно применять также для нагревателей, выпол­ ненных неизолированным нагревательным проводом и питаемых пони­ женным (безопасным) напряжением. В этом случае ток, проходящий через почву, незначителен, и в расчетах им можно пренебречь, считая, что весь ток проходит по нагревательному проводу.

При обогреве парников н а г р е в а т е л ь н ы м к а б е л е м исходными данными для расчета нагревателя почвы являются: мощ­ ность нагревателя Рп, напряжение сети U, сопротивление 1 м кабеля г0 и его допустимая удельная мощность АР.

Длина кабеля для обогрева одного парника определяется по формуле:

(21-27)

Так как расчетная удельная мощность кабеля может отличаться от допустимой, то определенную по формуле (21-27) длину кабеля необ­ ходимо проверить, исходя из известных напряжения U и сопротивле­ ния кабеля г0, при которых будет обеспечено заданное значение допу­ стимой удельной мощности АР. С этой целью, используя известное

соотношение д н а х о д я т потерю напряжения на 1 м кабеля

Тогда фактическая длина кабеля, при которой его удельная мощ­ ность будет соответствовать заданному значению АР, равна

(21-29)

Пример. Рассчитать нагревательное устройство двадцатирамного парника (F = 32,2 м2), обогреваемого с помощью стальной оцин­ кованной проволоки (ГОСТ 3282—46), прокладываемой в асбоцемент­ ных трубах (трубчатые нагревательные элементы). Работы в парниках начинаются в феврале при: тср = — 2,5 °С, ттіп — — 12,1 °С; преобла­ дающая скорость ветра в районе расположения парников ѵ = 4 м/с. Напряжение сети U = 380/220 4В2.,

Определим коэффициент теплоотдачи парника

/С = 4,5 + 0,08 - = 5,78 Вт/(м* • °С).

Расчетная температура наружного воздуха

*н = Д Р + °>6 O'min- Д Р) = - 2,5 + 0,6 [ ( - 12,1) - ( - 2,5)] = - 8,3 °С.

Приняв температуру воздуха в парнике тв = 20 °С, определяем мощность нагревательного устройства парника

Р = KF (тв—тн) = 5,78 • 32,2 [20 —(— 8,3)] • ІО“3 = 5,3 кВт.

Мощность, приходящаяся на одну раму,

При соотношении мощностей почвенного и воздушного нагрева­ телей 1 : 1 имеем

^ п = Л , = ^ = 2 ,6 5 к В т .

Для стандартного парника, имеющего по два почвенных и воз­ душных элемента, при длине активной части одного элемента 21,7 м

fn= fB = 21,7 -2 = 43,4 м.

Все парники разбиваем на группы, каждая из которых имеет 4 парника. Нагревательные элементы четырех парников, отдельно воздушных и почвенных нагревателей, соединяем последовательно.

Потеря напряжения на 1 м нагревательной проволоки

Удельная мощность

На графике (рис. 161) проводим горизонталь через точку а, соот­ ветствующую Аи п = 2,19 В/м, и вертикаль через точку б, соответст­ вующую ДРП= 61,0 Вт/м. Эти линии пересекутся вблизи кривой, соответствующей диаметру проволоки d = 2,2 мм. Температура на­ грева будет примерно равна 240 °С, что меньше допустимой 300 °С.

356