Чиллер для теплицы и грибной камеры: расчёт охлаждения

Чиллер для теплицы, грибной камеры или ситифермы считают по теплу, которое попадает в помещение: солнце через остекление, досветка, тепло компоста и оборудования. Вся электрическая мощность светильников в закрытом помещении становится теплом — явным или скрытым через испарение растений, и снять его должны воздухоохладители на воде от чиллера. Калькулятор посчитает холодопроизводительность по площади, типу помещения и мощности досветки и покажет расход воды.

Откуда берётся тепло

• Солнце. Через остекление и поликарбонат в ясный летний день проходит 300–500 Вт на квадратный метр; экраны затенения и побелка снижают приток вдвое. У грибных камер и ситиферм окон нет, и этой нагрузки у них нет.
• Досветка. Светодиодные и натриевые светильники отдают в помещение всю потреблённую мощность: часть сразу теплом, часть — светом, который растения превращают в тепло и испарённую влагу. На ситиферме с 80–150 Вт/м² это главная нагрузка.
• Компост и субстрат. Мицелий в фазе роста выделяет ориентировочно 40–80 Вт на квадратный метр полки; в камере с пятью ярусами это уже 200–400 Вт на метр пола.
• Люди, вентиляторы, ограждения. Циркуляционные вентиляторы, насосы, свет прохода и тепло через стены — порядка 10 Вт/м²; тепло вентиляторов считают как в расчёте тепловыделений от электродвигателей.

Приток наружного воздуха в теплицу с вентиляцией считают отдельно, как в задаче о чиллере для приточной установки, и прибавляют к результату. Испарение растений не уменьшает нагрузку: влагу всё равно приходится конденсировать на воздухоохладителях, иначе растёт влажность.

Формула

Q = (S × (q_п + 10) / 1000 + P_св) × (1 + k / 100)

G = Q / (1,163 × 5)

S — площадь помещения, м²; q_п — удельный приток солнца или компоста, Вт/м², по таблице; 10 — вентиляторы, люди, ограждения, Вт/м²; P_св — электрическая мощность досветки, кВт; k — запас, %; Q — холодопроизводительность чиллера, кВт; G — расход воды, м³/ч, при нагреве на 5 °C, как в расчёте мощности по расходу и температурам.

Воду берут 7/12 °C, как для фанкойлов: воздухоохладители заодно осушают воздух, что для грибов и рассады важнее температуры. Как устроена такая система, рассказано в справочнике о системе чиллер — фанкойл; для камер с температурой ниже 10 °C (хранение, охлаждение собранного урожая) нужен гликоль, как в задаче о чиллере для холодильной камеры.

Пример расчёта

Ситиферма 400 м² без окон, светодиодная досветка 40 кВт, вода 7/12 °C, запас 15 %.

1. Вентиляторы, люди, ограждения: 400 × (0 + 10) / 1000 = 4,00 кВт.
2. С досветкой: 4,00 + 40 = 44,0 кВт.
3. Холодопроизводительность: 44,0 × 1,15 = 50,6 кВт.
4. Расход воды: 50,6 / (1,163 × 5) = 8,70 м³/ч.

Как выглядит установка на 50,6 кВт — компрессоры, потребление, расход воды, габариты и масса — показано на странице чиллера 50 кВт; температуру воды там задают свою.

Типовые ошибки

• Вычесть «полезный» свет. Растение превращает в биомассу меньше процента энергии света; остальное — тепло и испарение, и всё это снимает чиллер. Досветку считают целиком.
• Теплица по грибной камере. В стеклянной теплице летом солнце даёт 300 Вт/м² и больше — в разы больше досветки. Такую нагрузку обычно не закрывают чиллером полностью, а снижают затенением и вентиляцией и считают остаток.
• Нет осушения. Воздухоохладители на тёплой воде 12/17 °C не конденсируют влагу, и влажность в камере растёт до болезней растений. Для грибов и рассады воду держат 7/12 °C, а чиллер считают с учётом скрытого тепла.
• Чиллер на крыше теплицы. Воздух у конденсатора над остеклением на 10–15 °C теплее наружного, и холодопроизводительность в полдень падает — справочник о чиллере в жару. Чиллер ставят на земле с северной стороны.