Тема аккумуляции солнечной энергии останется всегда актуальной. И самым доступным материалом, который может накапливать тепло является вода.
Количество тепла рассчитывается по формуле:
Q = С х M (Т1-Т2)=кДж
С – теплоёмкость материала кДж/(кг х °C)
M – масса материала, кг
T1 – температура максимального нагрева, °C
Т2 – температура остывания, принимается равной температуре внутреннего воздуха, °C
4,187 кДж/(кг х °C) – удельная теплоемкость воды;
Для примера, чтобы нагреть 100 литров на 10 градусов нужно затратить (внести, собрать):
4,187 х 100 х 10 = 4187 кДж
4187/3600= 1,163 кВт тепла
Или, по упрощенной формуле
100 кг х 10°C х 1,163= 1163 Вт или 1,163кВт тепла
Теперь выполним расчет теплопотерь теплицы из сотового поликарбоната толщиной 6мм. (данный ексель №25 можно скачать тут)
Длина теплицы 4,5 м. Площадь шатра 38 м2.
Температура внутреннего воздуха - плюс 15°C;
Температура наружного воздуха - минус 2°C (рассматриваем ночные весенние заморозки в апреле)
Согласно расчета, при таких параметрах теплопотери составят 2,8 кВт
Т.е. каждый час нужно вносить тепло равное 2,8 кВт
Рассматривается период посадки семян с 20 апреля, закат солнца в 20, восход в 5 часов.
Т.е. теплица должна продержаться 9 часов от заката до восхода.
2,8 х 9 = 25,2 кВт.
Это тепло должно запасено быть в теплоаккумуляторах (ТА) обладающих объемом
25,2/1,163=29,3 центнеров воды (нагретой до 25 градусов)
29,3х100=2930 кг, т.е. 3 тонны воды.
Чтобы уменьшить объем воды, нужно увеличить температуру воды, если перепад между внутренним воздухом будет уже 15 °C (вода +30 °C, а температура в теплице +15,
или температура нагрева воды в ТА +25°C, температура внутри теплицы +10°C)
Можно пересчитать также тепло на 100 кг
100 х 15 х 1,163 = 1744 Вт или 1,74 кВт
25,2 / 1,74 = 14,5 центнеров воды
Или 1450 кг или 1,45 тонны воды.
Понятно, что данная задача представлена с некоторыми допущениями, например, резко минус 2 наступить не может, и в течение ночи температура может меняться. А также, не учтен «земляной» аккумулятор, который участвует в теплообмене. Кругом нужен комплексный подход.
Данный расчет необходим, чтобы понимать, какими объемами надо оперировать.
Для теплоаккумуляторного обогрева исходя из формулы
Q = С х M х (Т1-Т2) нужны:
- Объем воды, или другого материала который будет накапливать тепло
- Площадь теплообмена, достаточная чтобы взять тепло
- Достаточный солнечный свет, обеспечивающий нагрев ТА.
В своей теплице я выращиваю рассаду томатов и огурцов в теплице, тем самым упрощаю процесс получения рассады. Тут, как то к одной из моих дачных статей высказался товарищ так,
- Капец вы с рассадой заморочились, теплица, бочки с водой, и с теплицей - грядками, автополив, мульчирование, агроволокно. Я все по старинке делаю: рассада дома на балконе застекленном, сажаю в грядки, грядки в коробах, куда питательный грунт насыпан, никакой теплицы, никакого мульчирования, никакого автополива. У нас, в Подмосковье, томаты и огурцы, отлично растут в открытом грунте, перцы ранние - тоже. И ради десятка баклажан строить теплицу- это Ту Мач.
Если у нас народ считает, что установить временно 8 бочек (8х200=1600 литров) в теплице и набрать в них воду насосом из колодца - это проблема, а возится на балконе с рассадой и таскаться, с ней - в порядке вещей, это выбор каждого.
В этот сезон хочу с помощью самописцев зафиксировать, как меняется температура внутри и на улице. А комментатору хочу сказать,
- легко сравнивать климат западной Сибири и Москвы. Например, 1 июня 2021 ночь была минус 2, многое чего подмерзло.
Прикупил себе аккумуляторы тепла из пленки размерами 0,2 х 4 м (50 л.), которые будут также тестировать.
А так уже, сколько лет пользуюсь канистрами с водой
и обычными темными бутылками ПЭТ, результатом доволен.
Т.к. ТА забирает тепло, то в какой-то степени оберегает теплицу от перегрева. Но для эффективного теплообмена возможно под потолком теплице установлю вентилятор, работающий по термостату обеспечивая перемешивание воздуха.
Продолжение следует…