Üvegház fűtése

Műszaki Szakfőiskola SzabadkaAz üvegházak fűtése

Projekt I

Ördög Sándor41/2004

Az üvegházak fűtése

Mentor: Mr. Nagy Károly

1


2


TartalomjegyzékTartalomjegyzék.......................................................................................................- 2 -Előszó............................................................................................................................- 3 -Bevezető......................................................................................................................- 3 -Hővesztesség.............................................................................................................- 4 -Hővessztesség számítása.....................................................................................- 5 -

Hővesztességi tényező................................................................................................- 5 -Pótléktalan hővesztesség.............................................................................................- 6 -Ventilációs hővesztesség.............................................................................................- 6 -Az össz vesztesség:.....................................................................................................- 6 -Táblázati értékek:........................................................................................................- 7 -

A Fűtés..........................................................................................................................- 7 -Szilárd fűtőanyaggal fűtött kazán...............................................................................- 7 -A kazán adatai.............................................................................................................- 8 -Folyékony vagy gáznemű fütőanyaggal működő kazán............................................- 8 -A kazán adatai.............................................................................................................- 9 -Bépítésük.....................................................................................................................- 9 -Cirkulációs rendszerek..............................................................................................- 10 -Villamossági shéma..................................................................................................- 12 -

Melegítő rendszerek..............................................................................................- 12 -Padlófűtés az üvegházban.........................................................................................- 13 -Fizikai adatok............................................................................................................- 14 -Gázmelegítők............................................................................................................- 14 -

A klímakomputer....................................................................................................- 15 -A hőmérséklet mérése.........................................................................................- 16 -

Hőméséklet figyelő relé............................................................................................- 16 -A feladat leírása......................................................................................................- 18 -

A megoldás algoritmusa............................................................................................- 19 -Zárószó.......................................................................................................................- 21 -Felhasznált irodalom.............................................................................................- 22 -

3


Előszó

Szakdolgozatom témája az üvegházak fűtése. Mivel tanulmányaim során már találkoztam ehhez fűződő témával, felkeltette érdeklődésemet, és bővebben is informálódtam e kérdéskörről. A dolgozat 11 fejezetből áll, melyek közül 8 tárgyalja az adott témát. A fő kérdése a dolgozatnak az üvegház fűtése , valamint a hővesztességének megállapítása és kiszámítása. Ezenkívül szó lesz még a fűtőkazánokról és a levegő hőmérsékletének megfigyeléséről, valamint arról, hogy milyen módon alakíthatunk ki riasztóberendezéseket a hatékonyabb fűtés érdekében.

Bevezető

A napenergiával történő fűtés nem elegendő,mert országunk fekvéséből kifolyólag a kontinentális klímához tartozik, kevés számú napsütéses nappal egész éven át. Ha több olyan nap lenne az évben, amely napsütéses, akkor megspórolhatnánk akár többet is az alapfűtésből. A fűtés technikai alapfajtái magukba foglalják: a naftával,a gázzal, a magas kalóriás szénnel, a villamosenergiával, vagy geotermális vízzel való fűtést. A fűtés fajtájától függően melegíthetjük a levegőt vagy a földet.

4


Hővesztesség

A hőrezsim fenntartása érdekében a megvédett területen, abban az évperiódusban amikor a klímafeltételek kedvezőtlenek (hideg idő), elkerülhetetlenek a drága fűtési installációk és a jelentős energiakiadások. Ezért nagyon fontos, hogy a jelenleg beállított hőrezsim viszonyához képest, nagy figyelemmel számoljuk ki a hővesztességek mennyiségét, amely a ”felvett” vagy a ”leadott” hő a megvédett terület határain belül. Az alap hővesztesség-számítás (amely által definiáljuk a hő arramlását az üvegházban, üzemeltetése közben) egyenlete:

Q fűtés+Q nap radiációja=Q transzmisszió+Q ventiláció+Q hozzáadás

ahol a:

Q fűtés - a megvédett terület felmelegítésére szükséges hő;Q nap radiációja – a nap radiációja által, az üvegház felületén öszegyülemlett hőmennyiség;Q transzmisszió – a leadott (elvesztett) hőmennyiség;

Q ventiláció –a hő, ami veszik a felmelegített levegő változásával;Q hozzáadás–pótlékos hőmennyiség(20%) a biztonságos mérés érdekében;

5


Hővessztesség számítása

Közepes méretű üvegház méretei

Jelö

lés

Ég

táj

Üveg

vasta

gs

ág

Hosszú

ság

Szé

lesség

vag

ym

ag

asság

Felü

let

Levon

ás

Hőveszt

esség

i tén

yező

Hőm

érs

ékle

tkü

lön

bség

Pótl

ékta

lan

hőveszt

esség

QT

Ven

tilá

ció

sh

őveszt

esség

QV

AW

É0,01

611 2 22 - 6,25 36 5190,57

1238,4

AW

K0,01

625 2 50 - 6,25 36

11.796,75

AW

D0,01

611 2 22 - 6,25 36 5190,57

AW

NY0,01

625 2 50 - 6,25 36

11.796,75

AW

É0,01

611 2,4

13,2

- 6,25 36 3114,34

1523,2

AW

K0,01

625 6 150 - 6,25 36

35.390,25

AW

D0,01

611 2,4

13,2

- 6,25 36 3114,34

AW

NY0,01

625 6 150 - 6,25 36

35.390,25

6


Hővesztességi tényező

Pótléktalan hővesztesség

Az össz pótléktalan hővesztesség:

Ventilációs hővesztesség

Az össz pótléktalan hővessztesség:

Az össz vesztesség:

Q ÖSSZ= QT+QV =110.983,82+1523,4= 112.507,22 [W]

7


Táblázati értékek:

Hőátadási tényezők , ,

Az ablak hővezetési tényezője ,

Belső és külső hőmérsékletek ,Épület fekvése ,Helyiség karakterisztikája ,Résállandó ,

,

A hőmérséklet ingadozást a számítások könnyítése érdekében elhanyagoltuk! A számításaink alapján az üvegházat a kapott adatok alapján kettő T-19 kazánnal kell fűteni.

A Fűtés

Szilárd fűtőanyaggal fűtött kazán

Az MR kazánok központi fűtésre alkalmassak, a melegvíz cirkulációjával működnek, melynek hőmérséklete 90/70°C. Lakóházak, lakások, üvegházak fűtésére alkalmasak. A kazán fűtését bármilyen szilárd fűtőanyaggal végezhetjük (koksz, brikett, szén, fa és biomassza). A legjobb eredményeket a koksz és a brikett adja. Ezt a kazánt fűthetjük folyékony valamint gáznemű fűtőanyaggal is. Ebben az esetben a kazánt ki kell samottéglázni megfelelő méretű samottéglával, valamint be kell építeni a megfelelő égetőt és automatikát. A kazán minőséges öntvényből készül, ezért ellenáll az alacsony hőmérsékletű korróziónak, meghibásodásukkor pedig a bordák kicserélhetők. A kazán munkanyomása 4 bar. A kazán szabályozása működtethető manuálissan (kézzel) vagy a szellőztetőn keresztül.

8


1. Hamutartó ajtaja2. Kazán ajtaja3. A szellőztető szabályzó

csatlakozása R ¾4. Az elosztócsatorna

csatlakozása R ½

5. Kéménycsatlakozás6. A visszajövő csatorna

csatlakozása R1 ½7. A kazántöltő- és az ürítő

csapja8. Borítás

A kazán adatai

Kazán jelölés

e

Bordák

száma

Kapacitás (kW)A tűzhely hosszúsá

ga

Víztartalom

A kazá

n súly

a

A kazán hosszúsá

gaL

Szilárd tüzelőany

ag

Folyékony,

gáznemű anyag

- - k(W) mm l kg mmMR-7 7 27.3 36.0 440 40.2 310 600MR-9 9 35.5 48.2 600 51.4 378 760

MR-11 11 43.6 59.3 760 62.6 446 920

Folyékony vagy gáznemű fütőanyaggal működő kazán

A Termik-1 típusú kazánok folyékony vagy gáznemű fűtőanyaggal működnek. Melegvizű központi fűtésű renszerekre, 90/70° C-on használják. A munkanyomás 4 bar. Beszerelésekor különösen oda kell figyelni a részek levegőmentesítésére, a gáznemű anyagok elpárolgása miatt. A kazán jó minőségű szigeteléssel rendelkezik. A kazán kezelése autómatizálva van.

9


Termik-1 kazánház

A kazán adatai

Kazán jelölése

Bordák száma

Kapacitás kW

Víz tartalma

l

A kazán súlya kg

L(mm)

D(mm)

T – 13 3 17-24 12.2 115 400 125T – 14 4 25-31 15.6 139 500 125T – 15 5 32-38 19 162.5 600 125T – 17 7 39-49 25.8 208 800 125T – 19 9 50-60 32.6 255 1000 153

Bépítésük

A kazán beépítése és csatlakoztatása a kéményhez

10


Cirkulációs rendszerek

1. Kazán2. Kémény csatlakozás3. Elosztócsatorna4. Visszajövő csatorna5. Cirkulációs pumpa 6. Páraszelep7. Fűtőtest-szelep8. Fűtőtest 9. Levegőmentesítő szelep10. Csukott expanziós pumpa11. Biztonsági szelep12. Töltö- és ürítőcsap

Installációs shéma: zárt rendszer

11


Installációs shéma: zárt rendszer vízmelegítővel

1. Kazán2. Kémény csatlakozás3. Elosztó csatorna4. Visszajövő csatorna5. Cirkulációs pumpa6. Pára szelep7. Fűtőtestszelep8. Fűtőtest9. Levegőmentesítő szelep10. Biztonsági csatorna11. Visszacsapó szelep12. Nyitott expanziós edény13. Levegő mentesítő14. Áteresztő cső15. Töltő- és ürítőcsatorna

12


Villamossági shéma

TR- Szabályozó hőszabályozóTS – Biztonsági hőszabályozóEGB – A vízmelegítő fűtője (ha van)

PRG – Az elektromos vízmelegítő kapcsolója (ha van)PRP – A pumpa kapcsolója

A kazán bekötési shémája

A beépített vezetékek PP/R 1.5 mm2 ,10 A-os terhellésig.

Melegítő rendszerek

13


Manapság az olyan melegítőrendszerek, mint peldául a gázkalorifer,a levegő áramlásos melegítő ,a padlófűtés, stb is nagyon közkedveltek.

Padlófűtés az üvegházban Ha betonozni számítjuk az üvegház padlózatát, gondolnunk kell arra is, hogy érdemes padlófűtést készíteni. Nem csak azért, mert ez a módszer a legeffektívebb melegítés, hanem azért is, mert bebizonyított tény, hogy az üvegházi növények számára ez a legjobb megoldás, és az üvegházi dolgozók számára is kellemes munkakörnyezetet is biztosít.

Padlófűtéses rendszer Magas poli-etilén tartalmú csőrendszer

Előnye ennek a melegítésfajtának az, hogy a padló gyorsabban felszárad, és ajtónyitáskor, valamint rakodáskor a helyiség nem hűl ki,mert a fűtés a padlóban van. A padlófűtés először a padlóhoz közeli tárgyakat,ezután a levegőt melegíti. A rendszer a HDX magas poli-etilén tartalmú csövek alkotják. Az ilyen típusú padlófűtést könnyen hozzáilleszthetjük cirkulációs rendszerünkhöz is.

Padlófűteses rendszerek

Ezek a padlófűtéses rendszerek az üvegház 30-50% melegét biztosítják az üvegháznak.

14


Fizikai adatok

Tulajdonságok Értékek

Folyás arány 0.34825/0.0056 liter/mNyomás érték 6.895 bar 60ºC, Munka hőmérséklet 60ºC

Gázmelegítők

A gázzal fűtött kaloriferek (melegítők) felhasználjak a gáz által kibocsátott energiát arra, hogy felmelegítsék a levegőt. Könnyen szerelhetők falra vagy a mennyezetre. Az axiális ventilátor behúzza a levegőt, amelyet felmelegít a levegőcserélőn keresztül. Ez a levegő kiáramlik,és ez álltal melegíti a helyiséget. A rendszer működési elve a következő:az égetőbe levegőt és gázt juttatunk, melyek bizonyos arányban keverednek, majd ez a keverék meggyullad. A levegő cserélő az a berendezés, melyben a fűtőgázak keresztezett áramlással átadják a hőt a levegőnek. A gáz kalorifer tartozéka egyventilátor amely eltávolítja az égési termékeket egy csatornán keresztül. Ezért nem kell kémény.

A gázmelegítőböl soha sem elég egy fűtőtest, hanem szükségünk van több ilyenre a helyiség a megfelelő hőfok elérésére.

15


A klímakomputer

A klimakomputer a modern üvegházak elengedhetetlen tartozéka. Autómatizált központi vezérlésével úgy teremt optimális,vagy megközelítőleg optimális környezeti viszonyokat, hogy azok az üzemelés szempontjából a lehető legbiztonságosabb és legkisebb költséggel valósíthatók meg. A leggyakrabban szabályzott műveletek:

fűtés szellöző ablakok nyitása-zárása kényszer szellőzők ki- és becsukása elsötétítés pótmegvilágítás öntözés egyéb

Végeredményben tehát az emberi irányítás szerepét veszi át, az embernél is pontosabban végzi feladatát. Eredmény: optimális környezeti viszonyok , gyors és egyforma növényfejlődés, ami által a termesztési idő lerövidül, és jobb minőséget kapunk. Egy példa az energiatakarékosságra:Télen, szürkületkor a legtöbb növény asszimilációja hamarabb áll le, reggel pedig késöbb indul meg. Amikor az emberi szem számára még szürkület van, a növény már ”sötétséget” érzékel és többet lélegzik, mint amennyit napközben .A jól beállított klímakomputer délután behúzza az energiaernyőt és csökkenti a fűtést, amint a fényerősség az adott növény számára a kritikus érték alá csökken. Másnap reggel pedig csak azután nyitja meg az energiaernyőt, és növeli a hőmérsékletet , miután a kinti megvilágítás elérte a növény számára hasznosítható határértéket. Eredmény: nincs indoktalan fűtés, jobb a hőszigetelés. Természetesen a klímakomputer sem helyettesíti teljes mértékben az embert. Szükség van a rendszer ellenőrzésére, indokolt esetben a program módosítására, üzemzavar esetében pedig a kézi vezérlésű beavatkozásra.

16


A hőmérséklet mérése

A konstans hőmérséklet fenntartása az üvegházban a termelt növénykultúra fejlődésében fontos szerepet játszik. Peldául, az üvegházban pontosan meghatározott a hőmérséklet horizontális és vertikális ingadozása. A padlótól felfelé haladva, 50 cm-ként a levegő hőmérséklete különbözik 0.2- 0.3° C-val (reggel és este), valamint 3-4° C-val délután. A üvegház szélein a hőmérséklet alacsonyabb, a közepén pedig magasabb (0.5-2° C-val), ami visszatükröződik a növények fejlödésében. Az üvegház legstabilabb hőmérsékleti pontja 1.5 m magasságban található, a legmelegebb a levegő az üvegház teteje alatt(annak ellenére hogy ott veszítünk legtöbb hőt, a ventiláció és a transzmisszió miatt).

Hőméséklet figyelő relé

A K8AB-TH egy hőmérséklet-figyelő relé, amely egyaránt magában foglalja a hőmérséklet-riasztási és az egyszerű BE/KI hőmérséklet szabályozási funkciót. Ezt az egységet kifejezetten rendellenes hőmérsékletértékek figyeléséhez tervezték, hogy megelőzhető legyen a túlzott hőmérséklet-emelkedés. DIN-sínre vagy közvetlenül panelre szerelhető . A beállítású DIP-kapcsoló segítségével adhatók meg, amely igen

17


egyszrűvé teszi a konfigurálását . A riasztási küszöbérték az előlapon találató forgókapcsolókkal állítható be, így lehetővé válik a riasztási pont későbbi ellenőzése. Az egység többfunkciós bemenettel rendelkezik, lehetővé téve hőelem és Pt100 hőérzékelő csatlakoztatását is.

18


A feladat leírása

A hőmérsékletet 3 szenzorral mérjük.Ezek: az A (1m) távolságra van az üvegháztól,a B (2m) távolságra van az üvegháztól , a C szenzor, amely a bejáratnál helyezkedik el, valamint a D szenzor amely az üvegház közepén helyeszkedik el. Az A és a B szenzorok a kinti hőmérsékletet, valamint a C és D szenzorok a benti hőmérséklet ingadozást figyelik. A kinti kritikus hőmérséklet ≤ 2˚ C, a belső ≤ 5˚C. Az idő 22:00-07:00 óra között. Az automatikus hőmérséklet megfigyelése este 22:00-kor kezdődik. Az érzékelőket egy központi számítógép kezeli. A számítógép feladata a hőmérsékletek összehasonlítása, valamint a kritikus hőmérséklet áthaladásánál a számítógép SMS riasztást küld a tulajdonosnak a fűtésigény érdekében. Az automatikus monitoring reggel 07:00 órakor fejeződik be.

19


A megoldás algoritmusa

20


21


Zárószó

Láthattuk, hogy az üvegház fűtésének a megoldása nem egy egyszerű dolog.Több probléma is előfordulhat. A hővesztesség számítása melett a fő probléma a fűtés fajtája is lehet.Akár zárt rendszer az, padlófűtés, gázmelegítő. Szerintem a kazános-zárt rendszer a legmegfelelőbb. Viszont a költségekre is oda kell figyelni. Az elöbb említett rendszer eléggé költséges, ha figyelembe vesszük, hogy manapság mennyibe kérül egy fűtőkazán. De szerintem min. öt év eltelte után ez a rendszer kifizeti önmagát.

22


Felhasznált irodalom

„Savremeni Povrtar” -Zagrevanje Povrtara061103.pdf„Szabályozási Megoldások” Omron-Hőmérséklet-és folyamatszabályozás „Kempelen Farkas Digitális Könyvtár”-Üvegház www.hik.hu/tankonyvtar/site „True Leaf Technologies” - www.trueleaf.net„Eurotech-Gas” - www.euroteh-gas.co.yu „A.D. Radijator Zrenjanin-Trajnožareća peć za etažno grejanje MRB“-Prospektus„D.D. Radijator Zrenjanin-Proizvodni Program“-Prospektus„A.D. Radijator Zrenjanin-Liveni člankasti kotao-sa bojlerom“-Prospektus„A.D. Radijator Zrenjanin-Liveni člankasti kotao-bez bojlera“-Prospektus

23

http://www.euroteh-gas.co.yu/

http://www.trueleaf.net/

http://www.hik.hu/tankonyvtar/site

Documents

Üvegház fűtése