Сайт по созданию и продаже "Умных Теплиц" и сопутствующих товаров.

Расчёт количества вентиляторов. Часть 4 — заключительная.

Часть 4. Итоговая таблица нужного количества вентиляторов. В результатах разные кубатуры и формы теплицы, разные материалы теплиц, разные широты (города).

На казалось бы простой вопрос потребовалось написать целую диссертация. В виду того, что есть некоторые проблемы с разбивкой текста на страницы, пришлось создать 4 отдельные статьи. Поэтому, их или нужно ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО читать, начиная с части №1 (в противном случае половину не поймёте) или сразу читать часть № 4.

Кому лень читать и вникать — в части №4 итоговые выкладки.

 


Часть 6. Итоговая таблица нужного количества вентиляторов. В результатах разные кубатуры и формы теплицы, разные материалы теплиц, разные широты (города).

Теперь расчёты. Сотовый поликарбонат, как и пленка пропускают от 86 до 89% солнечного света. Будем брать 86%, так как даже если у вас пластик пропускает 89%, то он желтеет или банально на нём образуется тонкий слой пыли. Пленку так же будет считать как 86% по световому пропусканию. Стекло пропускает больше — 95%. Стекловые пакет в расчётах не участвует, т.к. это очень редкое явление.

Запас должен составлять минимум 10% (на погрешность в расчётах, на потери, на завышенные данные вентиляторов). Сразу хочу обратить внимание приверженцев отопления грунта горячим воздухом. Если в нашем случае (вывод горячего воздуха за пределы теплицы) сопротивления практически нет — всего 1 колено и малая дистанция прохождения воздуха по трубам (2 метра), то при попытке загнать воздух под землю — его сопротивление резко возрастает (4 колена и 2+3+8+1 метров пути)! Так можно прибавлять еще 10% к уже существующим поправкам. То есть не 10% прибавлять по мощности вентиляторов, а все 20%.

Теперь как будет происходить процесс вычисления:

  1. Вычисляется угол наклона для данной широты (это было в первой части) на 21-22 июня. Вычисляем максимальное значение по солнечному излучению 21-22 июня (день летнего солнцестояния) исходя из 950 Вт/1 м² на угол в 90°.
  2. Учитываем количества энергии, проходящей сквозь крышу и бока теплицы (86% от пикового значения).
  3. Дальше 15% это уходит на нагрев земли (отнимаем от вошедшего в теплицу тепла). Вечером, ночью и утром эта энергия тратится на поддержание тепла внутри теплицы.
  4. Оставшееся значение делим пополам (50% уходит в виде отражения за периметр теплицы). Полученное значение — величина энергии идущая на нагрев воздуха внутри теплицы.
  5. Отнимаем от пункта №4 тепловые потери теплицы. Тут будет масса вариантов — по разным материалам, разной форме теплиц и прочим данным. Будет учтен стандартный перепад температур в 20° С (от +25 до +45 или от +20 и до +40).
  6. ДОПОЛНИТЕЛЬНО учитываем повышенный отвод тепла через стенки теплиц для повышенного перепада температур (для высоких теплиц). Перепад составляет +25°С (от +25 до +50).
  7. Остаётся число — излишек тепла, который теплица не может отвести. То есть то тепло, которое и приводит к повышению температуры внутри теплицы. Именно его и нужно отвести с помощью вентиляторов. Знаем объем тепла, который нужно вывести из теплицы и ёмкость воздуха по теплу (уже вычисляли в части №4). Получаем м³ в час.
  8. Полученные м³ / в час умножаем на 10% (резерв по производительности вентиляторов и погрешность в расчётах). Зная технические характеристики вентиляторов, знаем их производительность. Так вентиляторы 92*92 мм выдают 115 м³ в час, а 120*120 выдают 165 м³ в час.
  9. Вносим полученные данные в итоговую таблицу.

 

Ну и вот и циферки.

https://planetcalc.ru/320/ +3 часа по Гринвич
север. широта Города Угол наклона sin(α) Солнечное излучение Потери в крыше*, Вт Попало в теплицу, Вт Грунт забрал, Вт Излишек Вт/1м2
45,1 Краснодар Ставрополь 68,3 0,929 882,6 123,6 759,0 113,8 322,6
47,2 Ростов на Дону 66,1 0,914 868,3 121,6 746,7 112,0 317,4
48,7 Волгоград 64,8 0,905 859,8 120,4 739,4 110,9 314,2
51,6 Воронеж Саратов 61,7 0,88 836,0 117,0 719,0 107,8 305,6
53,2 Пенза Самара 60,2 0,868 824,6 115,4 709,2 106,4 301,4
54,7 Уфа 58,7 0,854 811,3 113,6 697,7 104,7 296,5
55,0 Новосибирск Челябинск Омск 58,4 0,852 809,4 113,3 696,1 104,4 295,8
55,7 Москва Казань Ярославль 57,8 0,846 803,7 112,5 691,2 103,7 293,8
56,0 Красноярск 57,4 0,842 799,9 112,0 687,9 103,2 292,4
56,3 Нижний Новгород 57,1 0,84 798,0 111,7 686,3 102,9 291,7
56,7 Екатеринбург Томск 56,9 0,838 796,1 111,5 684,6 102,7 291,0
58,0 Пермь 55,4 0,823 781,9 109,5 672,4 100,9 285,8
59,9 Санкт-Петербург 53,5 0,804 763,8 106,9 656,9 98,5 279,2

* Под «Потери в крыше» здесь и далее имеется ввиду потеря солнечной энергии при прохождении через материал крыши теплицы.

 

Дальнейшие расчёты делаются исходя из образующегося тепла внутри теплицы в размере 295 Вт/1м² (для ~55° с.ш.). Именно это тепло и идет на ПЕРЕГРЕВ теплицы. Делаем расчеты на потери тепла через стенки теплицы и сколько должно отводиться вентиляторами.

Напоминаю, что расчёт идет по максимально возможным значениям. В жизни, в 90% они ниже. Но бывают дни, когда тепла поступает больше, чем по нашим расчётам (1-2 дня за месяц или 4-5 дней за сезон). В целом, все расчёты говорят о том, что итоговые значения позволят вам поддерживать температуру в районе + 45 °С под крышей теплицы (летом). То есть количество вентиляторов из таблицы ниже будут способны отвести излишки тепла из под крыши теплицы сверх +45 °С .

Так же учтите ещё одну особенность — данные приведены для устоявшейся температуры воздуха под крышей в 45 °С (точки равновесия). Именно эта температура будет держаться под крышей вашей теплицы при всех выше изложенных параметрах в этой статье в пиковое время (сильно выше не должна будет подниматься)! Если хотите температуру ниже, то нужно будет увеличить количество отводимого тепла, то есть если хотите иметь под крышей теплицы +40 °С, то вентиляторов должно быть больше!

То есть если вы возьмёте количество вентиляторов из таблице ниже для +45 °С и дадите контроллеру умной теплицы задачу держать температуру под крышей теплицы + 40 С, то он конечно будет её держать в районе +40 С, но только когда будут облака на небе или когда будет резкая смена погоды по дням (сегодня холодно, завтра жарко). Но вот если у вас июнь и уже как 7 дней подряд стоит на улице жара, то ниже +45 °С в полдень (примерно с 11 до 15) температура под крышей вашей теплицы не опустится, так как точка равновесия для данного количества вентиляторов и всех прочих условий составляет +45 °С, даже если вы установите в контроллеру температуру +35 °С.

 


Таблиц будет три:

  1. Для всех теплиц под крышей +40 С.
  2. Для всех теплиц под крышей +45 С.
  3. Для ВЫСОКИХ теплиц под крышей +50 С.

Генерация тепла = 295 Вт/час.

t под крышей +40 ºС. ΔТ=+15°С. Генерация тепла = 295 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=5,21 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*4,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 632 333 965 3776 2811 539 5,21 3,63
П/э плёнка 150-200 мкр. 1215 641 1856 3776 1920 368 3,56 2,48
3,2*8,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 983 1041 2024 7552 5528 1061 10,25 7,14
П/э плёнка 150-200 мкр. 1890 2003 3893 7552 3660 702 6,79 4,73
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 2520 3330 5850 7552 1702 327 3,16 2,20
Сотовый поликарбонат 4мм 1310 1732 3042 7552 4510 866 8,36 5,83
Сотовый поликарбонат 10мм 1008 1332 2340 7552 5212 1000 9,67 6,74

* В последних колонках приведено количество вентиляторов двух диаметров на выбор, необходимое для отвода излишков тепла с учётом запаса их мощности +10%. 

 

t под крышей +45 ºС. ΔТ=+20°С. Генерация тепла = 295 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=7,16 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*4,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 842 445 1287 3776 2489 348 3,36 2,34
П/э плёнка 150-200 мкр. 1620 855 2475 3776 1301 182 1,76 1,22
3,2*8,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 1310 1388 2698 7552 4854 678 6,55 4,57
П/э плёнка 150-200 мкр. 2520 2670 5190 7552 2362 330 3,19 2,22
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 3360 4440 7800 7552 -248 -35 -0,33 -0,23
Сотовый поликарбонат 4мм 1747 2309 4056 7552 3496 488 4,72 3,29
Сотовый поликарбонат 10мм 1344 1776 3120 7552 4432 619 5,98 4,17
Сотовый поликарбонат 16мм 1030 1362 2392 7552 5160 721 6,96 4,85
Стеклопакет 4-12-4 мм 1344 1776 3120 7552 4432 619 5,98 4,17

* В последних колонках приведено количество вентиляторов двух диаметров на выбор, необходимое для отвода излишков тепла с учётом запаса их мощности +10%. 
Так вентиляторы 92*92 мм выдают 115 м³ в час, а 120*120 выдают 165 м³ в час.

t под крышей +50 ºС. ΔТ=+25°С. Генерация тепла = 295 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=9,11 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 9750 7552 -2198 -241 -2,33 -1,62
Сотовый поликарбонат 4мм 5070 7552 2482 272 2,63 1,83
Сотовый поликарбонат 10мм 3900 7552 3652 401 3,87 2,70
Сотовый поликарбонат 16мм 2990 7552 4562 501 4,84 3,37
Стеклопакет 4-12-4 мм 3900 7552 3652 401 3,87 2,70

 


Генерация тепла = 279,2 Вт/час (Санкт-Петербург).

t под крышей +40 ºС. ΔТ=+15°С. Генерация тепла = 279,2 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=5,21 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*4,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 632 333 965 3574 2609 501 4,87 3,37
П/э плёнка 150-200 мкр. 1215 641 1856 3574 1718 330 3,19 2,22
3,2*8,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 983 1041 2024 7148 5123 983 9,50 6,62
П/э плёнка 150-200 мкр. 1890 2003 3893 7148 3255 625 6,04 4,21
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 2520 3330 5850 7148 1298 249 2,41 1,68
Сотовый поликарбонат 4мм 1310 1732 3042 7148 4106 788 7,16 5,31
Сотовый поликарбонат 10мм 1008 1332 2340 7148 4808 923 8,92 6,21

* В последних колонках приведено количество вентиляторов двух диаметров на выбор, необходимое для отвода излишков тепла с учётом запаса их мощности +10%.
Так вентиляторы 92*92 мм выдают 115 м³ в час, а 120*120 выдают 165 м³ в час.

 

t под крышей +45 ºС. ΔТ=+20°С. Генерация тепла = 279,2 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=7,16 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*4,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 842 445 1287 3574 2287 319 3,09 2,15
П/э плёнка 150-200 мкр. 1620 855 2475 3574 1099 153 1,48 1,03
3,2*8,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 1310 1388 2698 7148 4450 621 6,00 4,18
П/э плёнка 150-200 мкр. 2520 2670 5190 7148 1958 273 2,64 1,84
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 3360 4440 7800 7148 -652 -91 -0,88 -0,61
Сотовый поликарбонат 4мм 1747 2309 4056 7148 3092 432 4,17 2,91
Сотовый поликарбонат 10мм 1344 1776 3120 7148 4028 563 5,43 3,79
Сотовый поликарбонат 16мм 1030 1362 2392 7148 4756 664 6,42 4,47
Стеклопакет 4-12-4 мм 1344 1776 3120 7148 4028 563 5,43 3,79

 

t под крышей +50 ºС. ΔТ=+25°С. Генерация тепла = 279,2 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=9,11 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 9750 7148 -2602 -286 -2,76 -1,92
Сотовый поликарбонат 4мм 5070 7148 2078 228 2,20 1,54
Сотовый поликарбонат 10мм 3900 7148 3248 356 3,44 2,40
Сотовый поликарбонат 16мм 2990 7148 4158 456 4,41 3,07
Стеклопакет 4-12-4 мм 3900 7148 3248 356 3,44 2,40

 


Расчёты из реальных, усредненных результатов = 750 Вт/м2

Так для 56° с.ш. (Москва, Казань, Ярославль, Н.Новгород, Красноярск, Екатеринбург, Томск) среднее значение по результатам замеров «Мирового Центра Радиационных Данных» (часть №1 + дополнение)  за июнь месяц в полдень 750 Вт/1 м².  Пиковое в июне было 866-872 Вт/1 м²(4 часа за месяц). По используемым формулам (таблицы выше), расчёт выдал пиковый результат 808 Вт/м².

север. Широта Города Угол наклона sin(α) Солнечное излучение Потери в крыше*, Вт Попало в теплицу, Вт Грунт забрал, Вт Излишек Вт/1м2
56,0 Москва Казань Ярославль, Красноярск, Нижний Новгород, Екатеринбург, Томск 750,0 105,0 645,0 96,8 274,1

* Под «Потери в крыше» имеется ввиду потеря солнечной энергии при прохождении через материал крыши теплицы.

Получается примерно, как при генерации излишка тепла для Санкт-Петербурга = 279,2 Вт/час. Эти показатели подробно рассмотрены в таблицах выше.

 

t под крышей +45 ºС. ΔТ=+20°С. Генерация тепла = 274,1 Вт/час. Теплоёмкость 1 m³=7,16 Вт

Размер теплицы Материал теплицы Стенки тепло потери Крыша тепло потери Всего тепло потери, Вт Поступило тепла, Вт Нужно отвести, Вт Нужно отвести м3 92мм* 120мм*
3,2*4,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 842 445 1287 3508 2221 310 3,00 2,09
П/э плёнка 150-200 мкр. 1620 855 2475 3508 1033 144 1,39 0,97
3,2*8,0 м. Высота 2,1 Сотовый поликарбонат 4мм 1310 1388 2698 7017 4319 603 5,83 4,06
П/э плёнка 150-200 мкр. 2520 2670 5190 7017 1827 255 2,47 1,72
3,2*8,0 м. Высота 2,9-3,1 м П/э плёнка 150-200 мкр. 3360 4440 7800 7017 -783 -109 -1,06 -0,74
Сотовый поликарбонат 4мм 1747 2309 4056 7017 2961 414 4,00 2,78
Сотовый поликарбонат 10мм 1344 1776 3120 7017 3897 544 5,26 3,67
Сотовый поликарбонат 16мм 1030 1362 2392 7017 4625 646 6,24 4,35
Стеклопакет 4-12-4 мм 1344 1776 3120 7017 3897 544 5,26 3,67

* В последних колонках приведено количество вентиляторов двух диаметров на выбор, необходимое для отвода излишков тепла с учётом запаса их мощности +10%. 
Так вентиляторы 92*92 мм выдают 115 м³ в час, а 120*120 выдают 165 м³ в час.

Что могу сказать. Низкие теплицы более требовательны к отводу тепла. Стандартная теплица 3*4 метра высотой 2,1 метра из сотового поликарбоната 4 мм потребует для охлаждения 2 вентилятора 120*120 мм.
А вот если планируете брать теплицу длиной 8 метров, то здесь смотреть нужно на высокую теплицу — высотой 3,0 метра. Тогда на охлаждение высокой теплицы размером 3*8 метров потребуется 3 вентилятора 120*120 мм и будет ещё запас.
Если же у вас теплица 3*8 метров высотой 2,1 метра, то без 4-х вентиляторов 120*120 мм не обойтись.

Глядя на эти все таблицы понятно, почему летом даже открытие всех форточек и дверей не помогает — так как количество тепла которое нужно отвести просто зашкаливает. Напомню, одна форточка в теплице отводит чуть меньше 30 Вт в час. А нам нужно отвести 2,2 кВт для 3*4*2,1 метра или 4,3 кВт для теплицы 3*8*2,1 метра. Это просто не сопоставимые цифры.

Вы можете воспользоваться методами снижения нагрева теплицы изложенными ниже, а можете купить умную теплицу с нужным количество вентиляторов и не ломать себе голову как её охладить в жаркое лето, когда вас нет рядом. А ведь лето может быть непостоянным. Сегодня жарким, а завтра будет резкое похолодание и держать все открытым тоже не вариант. Замёрзнуть не замёрзнет, но и расти не будет.


Как можно сэкономить, если не хотите устанавливать много вентиляторов, а лето выдалось жарким? Нужно просто создать тень над теплицей. Накрыть теплицу белым спанбондом и количество поступающего внутрь теплицы тепла заметно уменьшится. Крепить желательно поперечными верёвками (через верх ВСЕЙ теплицы, а не привязывать за края спанбонда к земле) со слабым натяжением. Тогда, при наличии ветра, спанбонд будет подниматься ветром над крышей теплицы на 15-20 см (типа пузырём, разделённый верёвкой по крыше теплицы), создавая дополнительный теплоизоляционный слой от солнца и продуваемый ветром. Достаточно это сделать в самые пиковые дни по жаре (прогноз погоды пока работает). Но этот вариант хорош для тех, кто хотя бы раз в 2 дня появляется у своей теплицы или лето стабильно будет долгим и жарким.

Можно дополнительно открывать двери и форточки (при долгой жаркой погоде более 7 дней подряд). За сезон может получится дней 10.

Ну и ещё один большой НЮАНС. Если ваша теплица находится в тени деревьев, то количество вентиляторов можно смело уменьшать, так как получается уже рассеянный свет, а его мощность примерно в 2 раза меньше (0,45-0,65 от мощности прямого солнечного света), чем прямой солнечный свет, попадающий внутрь теплицы.

Только не перестарайтесь. Уменьшать нужно пропорционально. Так, если ваша теплица находится в ОБЕД (пиковое время) в тени только на 1/3, то мощность попадающего света внутри теплицы будет составлять 1/3+1/3+(1/3*50%)=83% от расчётной величины. Дальше уже считаете по стандартной схеме — потери в крыше теплицы, забор тепла землей, отражение света растениями …

Для остальных — только правильный подбор количества вентиляторов для умной теплицы спасут вас от перегрева растений.

Все данные приведены для температуры окружающего воздуха в районе до +26 °С. На улицах города температура может быть и все +32 С, но в саду и огороде будет прохладнее (при наличии травы, газона, деревьев) и редко превышает +25 С. Там где жара стоит все лето — крытые теплицы ЛЕТОМ не используются.

 

Добавить комментарий

Войти с помощью: 
Закрыть меню
Выберите поля, которые будут показаны. Прочие будут скрыты. Перктаскивайте мышкой для изменения порядка полей.
  • Изображение
  • SKU
  • Рейтинг
  • Цена
  • Запасы
  • Доступность
  • В корзину
  • Описание
  • Содержимое
  • Вес
  • Размеры
  • Цвет
  • Атрибуты
Сравнить
×

Корзина