Использование вентиляционных выбросов ферм для обогрева теплиц

Движущей силой любого производства тепличного профиля служит тепловая энергия. И когда ставится задача «в кратчайшие сроки» создать, достичь, выйти на передовые среднерыночные показатели производства овощной продукции, нужно четко понимать какие финансовые затраты для этого потребуются. А они немалые.

Однако сегодня есть возможность их значительно сократить, считают ученые Белорусского государственного аграрного технического университета, кандидат технических наук Владимир Андруш и старший преподаватель Леонид Цвирко. Для этого ими разработан оригинальный метод создания микроклимата в теплице по энергосберегающей технологии. По сути, происходит регулирование потоками тепла вентиляционных выбросов из животноводческих помещений.  

Затраты на обогрев теплиц традиционными способами достигают 30…40% всех эксплуатационных расходов по выращиванию овощей. Поэтому рост производства растительной продукции сдерживается ограниченностью топливно-энергетических ресурсов.

Эффект энергосбережения в предлагаемом способе заключается в использовании тепла вентиляционных выбросов из животноводческих помещений для обогрева теплиц. Проведенные расчеты показали, что из птичника для выращивания молодняка на 60 тыс. голов  выбрасывается (в зависимости от возраста) I, 0…6,2 МДж тепла в час, что достаточно для компенсации теплопотерь в теплице площадью 0,I га. К тому же, при использовании вентиляционного воздуха животноводческих помещений для обогрева теплицы решается вопрос подкормки растений углекислым газом.

На рис. 1 представлена схема вентиляции теплицы при наличии солнечной радиации;

на рис. 2 – то же, при отсутствии радиации.

Рисунок 1 – Схема вентиляции теплицы при наличии солнечной радиации

Рисунок 2 – Схема вентиляции теплицы при отсутствии радиации

Используют теплицу с двухслойным ограждением 1, в культивационную зону 2 которой подают поток воздуха из животноводческого помещения 3. в культивационной зоне 2 посредством дополнительного светопрозрачного ограждения 4 выделяют контрольную зону 5. температуру Ө₁ в контрольной зоне 5 сравнивают с температурой Ө₂ в культивационной зоне 2.

При Ө₁ = Ө₂ (дополнительный приток тепла с солнечной радиацией отсутствует) поток воздуха из животноводческого помещения 3 после прохождения через камеру 6 предварительной подготовки, где он очищается и увлажняется, последовательно пропускают через культивационную зону 2, а затем между слоями двухслойного ограждения 1 при этом наиболее полно используется тепло, содержащее в поступающем воздухе.

При Ө₁ > Ө₂ (имеется дополнительный теплоприток с солнечной радиацией) поток воздуха массой m после прохождения через камеру 6 разделяют на два потока.

Один из них, масса которого m_1,  выбирается равной 5-10% от общей массы m, направляют в культивационную зону 2 для подпитки растений углекислым газом, которым обогощен поступающий воздух. Второй поток массой m₂ =m– m₁направляют между слоями двухслойного ограждения 1 теплицы для создания тепловой шторы.

После того, как температура Ө₂ превысит заданное значение Ө_{2 s,} массу потока m₁ изменяют и устанавливают ее пропорциональной разности текущего Ө₂₁ и заданного  Ө_2s  значений температур:

m_{1 =} K (Ө_{21 -} Ө_{2s) =} K∆Ө₂₁,

                                                                                                     гдеK>0

Благодаря такому распределению потоков воздуха наиболее эффективно используется дополнительная тепловая энергия, поступающая  с солнечной радиацией.

В обоих случаях сравнивают концентрацию р углекислого газа в отработанном воздухе и его концентрацию р_атм в атмосфере (заданную). При условии р> р_атм поток отработанного воздуха разделяют на два, имеющие массы m₃ m₄. Поток, массы которого m₃ обратно пропорциональна разности концентраций, возвращают в животноводческое помещение, в второй поток массы m₄ выбрасывают в атмосферу.

Так как отработанный воздух теплее наружного, экономится тепло на подогрев проточного воздуха животноводческого помещения.

energobelarus.by