Тепловую мощность системы отопления (Вт) сооружений защищенного грунта определяют из уравнения теплового баланса теплицы. Поскольку процесс теплопередачи через ограждение сложен, то при расчете мощности отопительной системы принимают следующие упрощения [1]: уравнение теплового баланса теплицы составляют для ночного периода, в связи с этим пренебрегают влиянием растений на влажностный режим сооружения (транспирация растений ночью практически равна нулю); не учитывают влияние растений на лучистый теплообмен между почвой и ограждением, т.е. принимают наихудший случай с точки зрения теплопотерь; процессы тепло- и массообмена рассматривают как стационарные; для поверхностей почвы и светопрозрачных ограждений принимают средние значения температур по площади этих поверхностей; считают, что воздухообмен в этот период осуществляется исключительно за счет инфильтрации наружного воздуха; тепловым потоком через защищенный грунт пренебрегают.
Поскольку рассматривается ночной период эксплуатации сооружения, то тепловой поток солнечной радиации считают равным нулю.
При расчете сооружений с почвенным обогревом температуру поверхности почвы принимают равной температуре внутреннего воздуха t в, °С, а тепловой поток, аккумулированный в почве за дневной период Q акк, Вт/м2, - равным нулю. Кроме того, принимают равным нулю и расход влаги, выделяемой в сооружении при увлажнении воздуха.
При инженерных расчетах систем отопления культивационных сооружений в качестве расчетной температуры наружного воздуха t н, (°С) в холодный период года для зимних теплиц выбирают среднюю температуру наиболее холодных суток, среднюю относительную влажность наиболее холодного месяца и среднюю скорость ветра за январь.
При расчете систем отопления весенних теплиц используют средние значения температуры, скорости ветра и относительной влажности наиболее холодного месяца за период эксплуатации.
Поэтому уравнение теплового баланса теплиц, функционирующих зимой, имеет вид [4]
, (5.1)
где - тепловая мощность отопительной системы, Вт; – мощность шатрового и почвенного обогрева, Вт; F огр – площадь поверхности ограждения теплицы, м2; F поч – площадь поверхности почвы теплицы, м2; К и – коэффициент инфильтрации (принимают в пленочных теплицах К и = 1,3…1,4, в остекленных и из поликарбонатах - К и = 1,25…1,3); t в и t н – расчетные температуры воздуха в теплице и наружного воздуха, ºС); qпоч – плотность теплового потока от почвенного обогрева, Вт/ м2.
Величина коэффициента теплопередачи ограждения зависит от вида и состояния светопрозрачного материала. Средние значения коэффициентов теплопередачи светопрозрачных ограждений парников и теплиц приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1