2.3. СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛИЦ

Системы отопления промышленных теплиц различают по виду и параметрам теплоносителя и первичной энергии, типу нагревательных приборов.

По виду теплоносителя различают системы с водяным и воздушным обогревом. В теплицах с водяным отоплением используют горячую или перегретую воду с температурой на входе в систему 95, 130 и 150 С, на выходе 70 °С. При обогреве почвы применяют воду с температурой 45-35 °С.

В воздушных системах отопления используют различные воздухонагреватели или теплогенераторы, осуществляющие нагрев воздуха сооружения. В качестве первичного вида энергии в таких устройствах используют тепловую (в виде пара или горячей воды), химическую, преобразуемую в тепловую при сгорании жидкого или газообразного топлива, электрическую энергию. Как правило, воздухонагреватели имеют узел преобразования энергии и вентилятор с электроприводом, осуществляющий интенсивный съем тепла с узла преобразования за счет воздушного потока.

Устройства с паром или водой в качестве первичного теплоносителя получили название калориферов или отопительно-вентиляционных агрегатов (калорифер плюс вентилятор). Газовые и жидкотопливные воздухонагреватели часто называют теплогенераторами. Технические данные воздушно-отопительных агрегатов, применяемых для обогрева теплиц, приведены в табл. 4 и 5.

Для отопления теплиц не рекомендуется использовать встроенные или близко расположенные котельные, работающие на твердом топливе, так как последние значительно снижают светопроницаемость ограждения.

По Конструкции и типу нагревательных приборов различают гладкотрубные и конвекторные водяные системы отопления, воздушные системы с сосредоточенной раздачей теплового воздуха и с распределением его при помощи воздуховодов, комбинированные системы отопления.

Наиболее распространенной, особенно в зимних блочных теплицах, является трубная система отопления. Трубы отопления размещают вдоль бокового ограждения (пять-семь труб по высоте), на почве и непосредственно под остеклением шатра. Для обеспечения равномерности температурного поля по высоте теплицы 40-50% всех приборов размещают в припочвенном пространстве. Трубы надпочвенного обогрева укладывают с шагом 0,8 м и соединяют попарно, в результате образуются удобные пути для транспортирования урожая при помощи тележек (рис. 25). К магистральным трубопроводам система надпочвенного обогрева присоединяется гибкими шлангами. Для надпочвенного и кровельного отопления используют трубы диаметром 45, 51 и 57 мм, для бокового обогрева - 51 и 76 мм.

Рис. 25. Трубы надпочвенного обогрева в блочной теплице

Для циркуляции горячей воды в системе отопления устанавливают насосы, включаемые обычно в обратный трубопровод (при этом создается более благоприятный режим работы насоса).

Трубная система отопления проста по конструкции, создает равномерное температурное поле и, что самое главное, обогревает не столько теплицу, сколько растения благодаря лучистой составляющей. При температуре поверхности труб 90-100 С доля радиационного обогрева составляет около 50%. Это особенно важно в зимнее время при недостатке солнечного излучения.

Существенным недостатком водотрубной системы отопления является большая металлоемкость (10-12 кг/м²). Для экономии металла (до 7 кг/м²) и снижения инерционности в некоторых проектах зимних теплиц применяют комбинированную систему отопления, в которой примерно 50% теплопотерь покрываются за счет труб, а 50% - за счет воздушно-отопительных агрегатов. Такая система применяется в ангарных теплицах по типовому проекту 810-95.

Во всех типовых теплицах круглогодового использования почву обогревают при помощи полиэтиленовых труб диаметром 20-40 мм, укладываемых на глубину 40-50 см с шагом 0,8 м для овощных и 0,4 м для рассадных теплиц. Температура теплоносителя в системах подпочвенного обогрева принята невысокой (45-35 °С), чтобы обеспечить равномерный обогрев почвы и предотвратить ее подсыхание. Сплошной подпочвенный обогрев дополняется контурным обогревом, предотвращающим утечку тепла из почвы через фундаменты при низких температурах наружного воздуха. Система контурного обогрева почвы состоит из металлических труб диаметром 57-100 мм с хорошей гидроизоляцией для предотвращения коррозии. Их закладывают по периметру теплицы на глубине 0,4-0,6 м.

В целях экономии энергии при выращивании растений в теплицах применяют теплозащитные экраны. Такие экраны способны сократить расход тепловой энергии на 30-40% в год, однако они снижают проникновение солнечной энергии в теплицу. Чтобы избежать потери светопроницаемости, теплозащитные экраны конструируют трансформирующимися, в светлое время суток они при помощи специальных механизмов складываются, а в темный период разворачиваются, обеспечивая экономную работу теплицы (рис. 26).

Рис. 26. Транформирующийся теплозащитный экран: 1 - остекленение; 2 - полотно экрана; 3 - крючки подвеса; 4 - блок; 5 - трос

Особое место в конструкции теплиц занимает система вентиляции, являющаяся по сути частью самой конструкции каркаса. Конструктивно система вентиляции выполнена в виде сплошных фрамуг, устанавливаемых вдоль конькового элемента (в ангарных теплицах - и в боковых стенах) и управляемых независимыми приводами (рис. 27).

Рис. 27. Схема вентиляции блочной теплицы: 1 - мотор-редуктор; 2 - цилинрический редуктор; 3 - приводные валы; 4 - червячный редуктор; 5 - рейки; 6 - форточки; 7 - обойма со звездочкой

В некоторых конструкциях теплиц применяют тросовый привод фрамуг. Кроме того, возможна установка не сплошных, а отдельных форточек. В ангарных пленочных теплицах применяется шторная вентиляция, осуществляемая путем закатывания части пленочного ограждения на специальный вал (рис. 28).

Рис. 28. Шторная вентиляция плёночной теплицы: 1 - вал (труба d = 32÷57 мм); 2 - ограничители; 3 - рукоятка; 4 - фиксатор