ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СО2 ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОГРЕВА ТЕПЛИЦ

USE OF THE ABSORPTION CAPACITY OF CO₂ FOR ADDITIONAL HEATING OF GREENHOUSES

Ekaterina Novikova

Student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

Pavel Malakhov

Master student, department of industrial heat power engineering, Smolensk branch of the Moscow Energy institute,

Russia, Smolensk

АННОТАЦИЯ

В статье исследована проблема очистки остекленных крыш теплиц от снежного покрова. Использованы монографический и абстрактно-логический методы исследования. Предложено использовать для стимулирования очистки двойное остекление, утепленное углекислым газом, закаченным в пространство между стеклами.

ABSTRACT

The article investigates the problem of cleaning the glazed roofs of greenhouses from the snow cover. Used monographic and abstract-logical research methods. It is proposed to use double glazing insulated with carbon dioxide injected into the space between the panes to stimulate cleaning.

Ключевые слова: углекислый газ, утепление, зимние осадки.

Keywords: carbon dioxide, insulation, winter precipitation.

В настоящее время на территории России используется достаточно большое количество зданий, которые имеют светопрозрачную кровлю. Основная функция таких конструкций – создание естественного освещения подкровельных помещений. Однако наблюдения за уже построенными светопрозрачными кровлями показывают, что в зимнее время такие конструкции выполняют эту функцию лишь частично.

Причиной этому является зимние осадки, скапливающийся на поверхностях крышного остекления. Очевидно, что для нормального функционирования светопрозрачных кровель необходимо, чтобы зимние осадки удалялись с их поверхности, как можно быстрее. Это давно назревшая проблема, которая до сих пор не решена во всем мире. В частности, площади кровель тепличных сооружений могут быть весьма значительными – сотни, тысячи и даже гектары квадратных метров. Поэтому удаление снеговых масс с таких кровель является сложно выполнимой задачей для работников тепличных хозяйств. Для индустриальных теплиц в настоящее время применяется только единственный способ удаления снега – это его стаивание путем нагрева кровельного остекления.

Теплицы блочного типа имеют многоскатные кровли, покрытие которых имеет ломаную архитектуру в виде "гармоники". При этом покрытие кровли должно иметь только одинарное остекление. Очевидно, что при таком способе удаления снега тепловые затраты могут быть весьма значительными.

Однозначно, что время задержки зимних осадков на поверхности крыш теплиц определяется рядом факторов, среди них можно выделить:

1. Зимние осадки. Большое влияние на процесс таяния снега оказывают свойства снега. Два типа зимних осадков, особенности характеристик которых учитывались в расчетах, имеют совершенно разный характер таяния.

2. Ограждающие стеклянные конструкции. При использовании «теплого» остекления снег всегда будет таять медленнее и задерживаться дольше. При использовании однослойного остекления это явление задерживания снега будет наблюдаться только в условиях низких температур наружного воздуха (ниже –15 °С). В остальных же случаях он будет стаивать. При этом, величина снежного покрова, которое останется лежать на поверхности «холодного» остекления во всех случаях будет меньше, чем на аналогичном «теплом» остеклении.

3. Температура наружного воздуха. Если снегопад и таяние снега будет происходить при высоких температурах наружного воздуха (выше –5 °С), то снег в любом случае будет стаивать с остекления.

Способ удаления снеговых масс с кровель тепличных сооружений не путем стаивания, а путем их скольжения по наклонным поверхностям глянце­вых стекол, выглядит более рациональным, что связано с гораздо меньшими тепловыми затратами. Учитывается, что покрытие кровли должно быть выполнено в виде панелей с ячейками с двой­ным остеклением; промежутки между стеклами ячеек панелей должны быть заполнены угле­кислым газом; на скатах кровли не должны быть каких-либо выступающих элементов, пре­пятствующих сходу снеговых масс.

Нельзя утверждать, что именно двойной расход стекла должен обязательно привести к удорожанию всего сооружения. Известно, что тепличные сооружения относятся к легким конструкциям, на которые действуют ветровые сдвиговые нагрузки. Поэтому увеличение веса сооружений – это увеличение их сопротивления сдвиговым ветровым нагрузкам.

Действительно при двойном остеклении снижается светопрозрачность покрытия. При прохождении дневного света через одинарное стекло толщиной 4мм потери светового потока составляют 8%. При прохождении же света через двойное остекление потери светового потока уже составят 16%. Ощутимо, но не критично. Известно, что в теплицах блочного типа дневное освещение преимущественно поступает через кровлю. Тогда как в предлагаемом сооружении дневное освещение поступает не только через кровлю, но и существенно через боковые стены.

К тому же, конструкция сооружения создает наименьшие затенения для рас­тений по отношению к известным конструкциям. Эти меры купируют потери светового потока при двойном остеклении в пасмурную погоду для увеличения освещенности растений в теплицах часто применяется досвечивание тепличными светильниками.

Отсутствие на наружных поверхностях скатов кровель каких-либо высту­пающих элементов позволит: исключить их как дополнительные источники тепловых потерь, наличие опасности перегрева растений солнечным УФ-излучением, для исключения которого в современных теплицах применяются дорогостоящие автомати­зированные шторные устройства; исключить вероятность ожогов растений солнечным жестким УФ-излучением, которое смягчается двойным остеклением и наличием в нем газовой среды; при некоторой величине низкой температуры (ее предстоит установить) снеговая масса будет сходить с наружных глянцевых поверхностей скатов кровель.

Отсутствие на наружных поверхностях скатов кровель каких-либо высту­пающих элементов позволит: исключить их как дополнительные источники тепловых потерь, наличие кото­рых в известных тепличных сооружениях имеет место; обеспечить беспрепятственное сдувание и сход снеговых масс, а также обеспечить сток воды с поверхностей скатов и устранение накопления на них загрязнений.

Список литературы:

1. Константинов А. П. Процесс накопления зимних осадков на стеклянных куполах. - Журнал «Жилищное строительство», 11/2010 - М.: «Стройматериалы», 2011. - стр. 39-41.
2. Константинов А. П. Снеговые нагрузки на светопрозрачные кровли. – Сборник докладов четырнадцатой международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов. - М: МГСУр АСВ, 2010. - стр. 121-124.