Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Тепло

производится либо прямым нагревом от

атмосферной горелки, нагревающей непосредст-

венно воздух, либо косвенно, посредством тепло-

обменника.

8.5.3.4.2.3. Сушильно-гладильный пресс

Он предназначен для плоского белья.

Сушиль-

но-гладильный пресс включает нагреваемый ци-

линдр, имеющий по оси рамповую горелку. Белье,

которое должно гладиться, поступает без протяж-

ки

между бесконечной лентой из коврового мате-

риала и наружной частью цилиндра, вес и враще-

ние которого сжимают белье.

Сушильно-гладильный

пресс.

8.5.3.5.

Сушка

обжиг

краски

8.5.3.5.1.

Наложение и сушка краски

8.5.3.5.1.1.

Наложение

В течение этого времени воздух имеет темпера-

туру около 20 -

25°С.

Воздух постоянно обновляет-

ся с

целью

очистки в процессе наложения

краски.

8.5.3.5.1.2. Сушка

В процессе этой операции максимальная темпе-

ратура воздуха поддерживается равной

80°С.

Воз-

дух обновляется частично или полностью.

8.5.3.5.2.

Тип кабин

Обычно

кабины смешанные, т.е. они способны

осуществлять последовательно наложение и суш-

ку

краски,

поддерживая вентиляцию между двумя

операциями таким образом,

чтобы

избежать на-

копление растворителя.

Существуют также кабины, осуществляющие

только сушку

краски.

8.5.3.5.3. Источники тепла

8.5.3.5.3.1.

Сушка воздушными струями (воздух,

нагретый непосредственно пламенем)

В этом процессе, с очень высоким КПД, нагрева-

емый воздух проходит через пламя атмосферной

горелки,

расположенной в вентиляционном

коро-

бе.

Нагрев воздушными струями очень хорошо под-

ходит к смешанным кабинам.

В процессе наложения (нанесения) загрязнен-

ный воздух полностью удаляется.

В процессе

сушки,

целью

экономии тепла,

часть горячего воздуха поступает в систему рецир-

куляции.

Часть

загрязненного воздуха (около 20%)

постоянно удаляется, заменяясь новым. Воздух в

системе рециркуляции постоянно содержит пары

растворителя, но установка рассчитана таким об-

разом,

чтобы

концентрация паров растворителя не

превышала 0,2%.

8.5.3.5.3.2. Непрямой подогрев воздуха (с по-

мощью теплообменника)

Пламя

не имеет контакта с парами растворите-

ля. Существует

риск

внутренней коррозии тепло-

обменника процесс также хорошо адаптируется к

смешанным кабинам.

8.5.3.5.3.3. Инфракрасное излучение

Два типа аппаратов могут использоваться для

получения инфракрасного излучения:

— радиационные панели, формируемые беспла-

менным каталитическим горением. Эта техни-

ка,

развиваемая в настоящее время, не содер-

жит никакого риска воспламенения паров рас-

творителя;

— нагретая металлическая стенка (сетка), ко-

торая испускает инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение особенно успешно

применяется в сушке.

8.5.3.6.

Кустарная (ремесленническая)

булочная

Выпечка продукции в

булочных

кустарей осуще-

ствляется в

печах

непрерывного действия. Среди

этих печей можно

выделить

шесть больших видов.

8.5.3.6.1.

Печи тяжелые кирпичные

Это аккумуляционные печи, называемые "gallo-

romains", обогреваются периодически. Они сделаны

полностью из кирпича, имеют вес от 50 до 70 тонн и

имеют дверцу в форме гильотины спереди для за-

грузки

теста лопатой.

Выпечная

камера имеет от-

ражательный под и свод. Она может обогреваться

дровами или газом (жидкое топливо для прямого

обогрева запрещено):

— в первом

случае

дрова разжигаются на поду и

загрузка

дров продолжается до тех пор, пока

накопленное тепло достаточно для выпечки.

Перед загрузкой необходимо осуществить очи-

стку

пода;

745

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

— во втором

случае

газовая передвижная горелка

имеет подвижный колосник. Он устанавливает-

ся в положение нагрева с открытой дверью.

Выпечная

камера имеет в задней части свода

два газохода

(начало

дымохода). Эти печи имеют

поверхность пода от 10 до 12 м* и требуют большой

установленной мощности -12,5

кВт/м

пода, иногда

больше. Расход составляет от 160 до 180 кВт

•

ч на

центнер выпекаемой

муки.

8.5.3.6.2.

Печи с паровыми трубами "Perkins"

Паровая

печь

была

определенным прогрессом в

хлебопечении, так как камеры для выпечки в этом

случав

не зависят от камеры нагрева.

Камера выпечки обогревается с помощью па-

ровых труб, герметично закрытых, типа "Perkins",

заполненных на две трети дистиллированной во-

дой.

Эти трубы распределены над и под камерой

выпечки.

Топка оборудуется сзади и сбоку от печи: паро-

вые трубы проходят в топку, где они

получают

теп-

ло, которое должны передать в камеру выпечки.

Постоянство подогрева позволяет

увеличить

производительность.

Горелка, расположенная в нижней части

топки,

имеет две рампы

вдоль

нее. Рампы, расположен-

ные горизонтально, нагревают трубы снизу, и дру-

гие,

расположенные вертикально, нагревают верх-

ние трубы.

Рампы

одинаковые, можно изменять их мощ-

ность и соотношения, так же как и нагрев печи.

Этот тип печи имеет часть, выполненную из кир-

пича, который дает ей относительно высокую тер-

мическую инерцию, и требует термической уста-

новленной мощности около 12

кВт/м

пода печи.

8.5.3.6.3.

Печи с кольцеобразными паровыми

трубами

"Manesmann"

Камера выпечки сделана из стали. Она изолиро-

вана

либо стекловолокном, либо минеральным во-

локном.

Снаружи имеется стальной кожух.

Печь

обычно имеет несколько подов для выпечки (от 2

до 4). Обогрев выпечной камеры осуществляется

паровыми трубами кольцеобразной формы.

Каждая труба имеет две части:

— петля, расположенная под камерой выпечки;

— часть, состоящая из ответвлений, окружающих

выпечную камеру.

При пуске оборудования нагрева (пламенная го-

релка) нагревается вода, находящаяся в нижней

секции

труб. Вода, находящаяся в вертикальной

части этой

секции,

начинает кипеть. Образующиеся

пары поднимаются для

того,

чтобы

сконденсиро-

ваться в ответвлении труб, нагревая камеру выпеч-

ки.

Эта сконденсированная вода возвращается в

секцию

по второму вертикальному ответвлению

для подкачки воды в нагреваемую секцию. Этот

процесс

является

циркуляцией термосифоном.

Нагрев осуществляется в

каналах

и потоках, где

продукты сгорания отдают свое тепло более ин-

тенсивно,

чем в

трубчатых

печах

"Perkins". Уста-

новленная термическая мощность меньше, чем в

предыдущем случае, составляет 8,5

кВт/м

жароч-

ного

пода.

8.5.3.6.4.

Печь конвекции горячих газов во-

круг

выпечной

камеры

Это металлическая легкая печь, имеющая обыч-

но несколько жарочных подов.

Топка расположена в нижней части перед

печью, и пламя горелки атмосферного или

двух-

проводного

типа развивается внутри

топки.

Турби-

на

увеличивает

циркуляцию горячего газа вокруг

закрытой

камеры выпечки. Устройство, располо-

женное на

выходе

в дымоход, отрегулированное в

ходе монтажа, позволяет создать рециркуляцию

горячих

газов,

улучшает

также КПД. Термически

установленная мощность на этом типе печи со-

ставляет 9,5

кВт/м

жарочного пода.

8.5.3.6.5.

Печь с принудительной конвекцией

горячего

воздуха в

камере

(с

теплообменником)

Эта техника

является

единственной, которая

используется на

печах

с вращающимися или непо-

движными легкого типа тележками с одним или

двумя жарочными шкафами (одна или две

тележ-

ки).

Корпус выпечной камеры принимает тележку,

которая,

если она вращается, захватывается

вращающейся платформой и крючком, располо-

женным в верхней части.

Второй

корпус, соединенный с первым, содер-

жит

оборудование нагрева - топку, которая закан-

чивается теплообменником и обычно вентилято-

ром,

который приводит в движение воздух. Этот

воздух, нагретый при контакте с теплообменни-

ком,

пульсирует в кожухе выпечной камеры через

окна,

расположенные в боковых стенках.

Возможная рециркуляция горячего воздуха поз-

воляет

увеличить

КПД установки. Топка находится

под

давлением, всегда применяются двухпровод-

ные горелки.

Установленная

термическая мощ-

ность около 95 кВт (содержимое тележки около

150 батонов).

Заметим,

что существует модель печи с мень-

шей тележкой (70 - 90 батонов), требующая мень-

шей термической мощности (40 кВт).

8.5.3.6.6.

Печь с принудительной конвекцией

горячего

газа

в камерах

(без

теплообменника)

Этот тип печи работает по принципу прямого

обогрева.

Двухпроводная горелка расположена в камере

выпечки,

которую можно рассматривать как топку.

Вентилятор, расположенный в центральной части,

всасывает горячий воздух,

чтобы

отправить в ка-

меру через боковую стенку, в которой имеются от-

верстия.

Этот простой процесс позволяет очень

быстро поднять температуру в корпусе выпечки,

мощность горелки используется эффективно (на-

грев

за 20 минут против 30 - 40 минут) и близка к

установленной мощности.

Плюс

к этому уходящие

через дымоход газы имеют температуру немного

ниже температуры выпечки

(250°С),

против 340 -

380°С

в классической печи с тележками, что вызы-

746

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Зона

конденсации пара

Изоляция из стекла или

минерального волокна

Вторая плита

кессона

Первая

плита

кессона

Обогревающие

каналы

из

огнеупорных

материалов

Ветвь возврата конденсата Зона кипения воды в трубе

Кольцевая паровая

труба

Кессон

из стали

Наружный корпус

из

стали

Сушильный

шкаф

Печь с

паровыми

кольцевыми

трубами

типа

"Manesmann".

--:

Циркуляция горячих

газов

по каналам

Кольцевые

трубы

-J.:

Выпечная

камера

печи

типа

"Manesmann".

вает значительное снижение потребления энер-

гии,

порядка 40%.

Это усовершенствование стало возможно за

счет установки двухпроводной многофакельной

горелки,

поверхность

выхода

пламени которой

представляет собой керамическую пластину, похо-

жую на блоки, используемые для радиационной

светящейся панели. Термическая установленная

мощность печи с тележкой на 150 батонов состав-

ляет

80 кВт.

747

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Вид

профиль

Вытяжка влаги

Газовая горелка

Сечение А-В

Выход дыма

Пирометр

электрический

Освещение

Дверь из

закаленного

стекла

Сушильный

шкафе

кулисной

дверью

Вентилятор рециркуляции

Тепловая

изоляция

Решетчатый

свод

Топка

из

огнеупорной

стали

тя|Дип1Ц||'||Т||| чдцу

Электродвигатель

Резервуар

горячей воды

Эмалированный экран

Огнеупорная плита

Жарочная

камера

Аппарат отвода влаги

Печь

конвекцией

горячих

газов

вокруг

выпвчной

камеры.

Щель забора _——^

аоздуха

Теплообменник

Топка

Горелка

Турбина

ВЕС

Вр

ащающ»

Приаод

7?7?ПУ7Т7

„„„„„

о г? поп

-[]

4:4:

кя платформа

Щели

вдувания

воздуха

Щвльзабора^^-

газа

Горелка

Турбина

Привод

о or >r>t>

П £^С'О5 ^

t>oooo

o«^»oo

•—'

_ Жарочная тележка

Щели

адувания

газа

Вращающаяся платформа

Печь

конвекцией

горячего

воздуха

камере

тепло-

обменником

(печь

тележкой).

Лечь

конвекцией

горячего

воздуха

камере-без

тепло-

обменника (печь

тележкой).

748

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗА

8.5.3.7.

Промышленные хлебопекар-

ни.

Бисквитная и сахарная

фабрики

Выпечка продукции хлебопекарной промышлен-

ности,

бисквитных и сухарных фабрик осуществля-

ется в печах непрерывного действия или туннель-

ных печах. Эти печи в соответствии со своим раз-

мером

встречаются у ремесленников или в

промышленности.

8.5.3.7.1.

Печи прямого нагрева

Газовые горелки расположены в камере выпеч-

ки

с обеих сторон транспортера. Они - небольшой

производительности,

чтобы избежать точек пере-

грева,

и расположены на небольшом расстоянии

друг

от друга. Чтобы обеспечить хорошее

сжига-

ние,

необходим избыток воздуха в газовоздушной

смеси.

Обычно используются атмосферные горел-

ки

с избыточным давлением

газа.

Удаление влаги и продуктов сгорания

Вход

О О О О О О i О

О ОМ О О

ОО> 'О О I Of Го О О О

Y//////

///A 77s/

Земля

/ /

/\\77777.\/

/ / / 777 / /

Изоляция

Горелки

Ковер-транспортер

Печь

прямого обогрева: продольный разрез.

Удаление влаги

Вход

/Y/JV////A

4-1

L ,

Земля

// //

Удаление продуктов

сгорания

Ковер-транспортер

' Т Г "Т

Горелки

Изоляция

Печь

непрямого обогрева: продольный разрез.

749

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

8.5.3.7.2.

Печь непрямого обогрева

Горелки расположены в выпечной камере над и

под

ней. Они

полного предварительного смеше-

ния,

но более мощные и их меньше, чем в предыду-

щем

случае

(рисунок с. 749).

8.5.3.7.3.

Циклотермическая

печь

непря-

мым обогревом

Герметичный

муфель

камеры нагревается при-

нудительной циркуляцией продуктов сгорания.

Они поступают из расположенных над печью то-

пок,

находящихся на расстоянии пяти - шести мет-

рос.

Вентилятор всасывает продукты сгорания

нагнетает в камеру печи.

Для расчета общего расхода основываются на

мощности

около 15 кВт на квадратный метр по-

верхности печи.

8.5.3.7.4.

Машины для

вафель

Они включают движущуюся цепь, на которой

смонтировано некоторое число

вафельниц

(от 16

до 36). Эта цепь циркулирует в печи, обогреваемой

с помощью

двух

этажей горелок голубого пламени.

Одна

группа расположена вверху и нагревает верх

вафельницы, другая расположена внизу и нагрева-

ет крышку.

Циклотермическая

туннельная

печь:

принципиальная

схема.

Изоляция

Дымоход

Вентиляция

9м50

Управление

QnnnnflftQQQQ'

£^ A

Отопление

Вафельница

Снятив

листов,

виц*»шпица уклада теста

Машина

для вафель:

продольный

разрез.

750

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Производительность машин изменяется в зави-

симости

от числа

вафельниц

(или железа). Она де-

лает

400 листов в час для 16 поддонов и 1110 ли-

стов в час для 32 поддонов. Эти листы весят в

среднем

от 38 до 42

грамм.

8.5.3.7.5.

Ориентировочное потребление для

различного производства

Область

применения

Бисквитны

фабрики

Бискотныв

фабрики

Вафельные

фабрики

Операция

Выпечка жидкого

или мягкого теста

Выпечка твердого

теста

Выпечка хлеба

Обжаривание

бис-

котов

Машины

от 12 до 18

поддонов

Машины

с более

чем

18 поддонами

Предусмотренное

потребление

- 90 кВт

•

на

100 кг пирожного

- 50 кВт

•

на

100 кг пирожного

кВт • ч на 100 кг

хлеба

60-65кВтч

на 100 кг

бискотов

- 6 кВт • ч на кг

вафель

- 4 кВт • ч на кг

вафель

8.5.3.8.

Дистилляция

на

открытом огне

Производство спирта возможно осуществить пу-

тем дистилляции продуктов на основе свеклы или

вина.

Перегонный аппарат включает:

— котел с собственно перегонным аппаратом,

выполненным из электролитической меди. Пе-

регонный

аппарат расположен в камере сгора-

ния над радиационной горелкой, работающей

на природном

газе.

Радиационные горелки ис-

пользуются по аналогии с обогревом, получае-

мым иногда при сгорании угля. Они снабжаются

газом

под максимальным давлением 1,5 бар и

оборудованы атмосферно-индукционными сме-

сителями.

Горелка состоит из примерно десяти

брикетов,

имеющих круглые отверстия, в ко-

торых происходит сжигание газа. Эти горелки

позволяют осуществлять равномерный нагрев

без

термической энерции. Регулирование осу-

ществляется вручную, воздействуя на давле-

ние газа перед соплом. Термическая мощность

составляет примерно 200 кВт на аппарат. Безо-

пасность обеспечивается постоянно действую-

щим

запальником с контролем пламени. Зажи-

гание

осуществляется вручную. Продукты сго-

рания циркулируют между стенками камеры

сгорания,

изолированными слоем вермикулита

аламбика по направляющим, которые

улуч-

шают теплообмен. Они

удаляются

за счет есте-

ственной тяги примерно при

180°С;

— колпак возвышается над котлом. Он имеет гри-

бообразную форму;

— гусак (шея лебедя);

— труба, наконец, бак, наполненный водой, кото-

рый позволяет

охладить

змеевик и сконденси-

ровать пары спирта.

Нагрев вина осуществляется в специальном пе-

регонном

аппарате, оборудованном "нагревателем

вина".

Этот нагреватель вина на самом

деле

явля-

ется рекуператором тепла: он пересекается про-

должением гусака, который отдает вину часть теп-

ла, прежде чем оно попадет в котел. На основе

эксплуатационных

данных,

экономия энергии со-

ставляет примерно 15% для нагрева продукции,

поступающей в котел при

50°С.

Нагреватель вина

кроме

того позволяет экономить время.

Удельное

потребление газа зависит в основном

от процента спирта в дистиллируемом вине; тем не

менее средняя величина потребления составляет

около 8 кВт

•

ч на литр чистого спирта.

Горлышко Подогреватель вина

Перегонный куб-

Котел

Обмуровка

котла

Радиационная горелка

-Охладитель

- Топка

Перегонный

аппарат.

751

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

8.5.4.

Применение в сельском

хозяйстве

8.5.4.1.

Общая часть

Развитие промышленности природного и нефтя-

ного

сжиженного газа и применение их в сельском

хозяйстве в течение последних двадцати лет пока-

зали большой интерес, который представляет эта

форма энергии в практике.

Этот интерес объясняется специфическими

свойствами природного газа и СНГ, которые обес-

печивают при их использовании чистоту, многооб-

разие условий и конкурентоспособность в различ-

ных областях применения.

8.5.4.1.1.

Основные

свойства

газа,

применяе-

мого

в сельском хозяйстве

—

большая

теплотворная способность на единицу

объема или массы (СНГ позволяет хранить

большое количество энергии в небольшом объ-

еме);

— чистота продуктов сгорания, что

является

ре-

зультатом незначительного содержания серы в

газе.

Практически независимо от

того,

что при-

меняется: природный газ или СНГ,

получают

только водяные пары и СО

Эти

газы,

которые могут использоваться одно-

временно как

тепловая

энергия для производства

движущих сил или создания особых атмосфер,

имеют широкое применение.

8.5.4.1.2.

Эволюция и общие положения

В этом разделе речь идет только о примерах ис-

пользования газа для профессиональных потреб-

ностей эксплуатации сельскохозяйственного про-

изводства и кооперативов, которые являются его

продолжением. Использование газа на фермах

для

бытовых

нужд не рассматривается.

Чтобы

понять важность этой области деятельно-

сти

и ее развитие в течение 30 лет, можно рассмот-

реть статистические данные по продаже газа в

двух

секторах: сельскохозяйственное производство и

обработка сельскохозяйственной продукции.

Что касается СНГ. и, в основном, пропана, нахо-

дящегося в стационарных резервуарах, снабжение

этих

двух

секторов в 1988 году достигало 303000

тонн,

или это эквивалентно 3,8 млрд. кВт

•

ч. Мож-

но,

таким образом, представить, что общее исполь-

зование газа в

двух

секторах деятельности достиг-

ло или превосходило в 1988 году 11,4 млрд. кВт

•

ч.

В области сельского хозяйства, взятого изоли-

рованно,

большая

часть поступившей энергии рас-

пределяется на четыре принципиальные

позиции:

—

тепличное производство;

—

скотоводство;

—

сушка;

— прочее применение.

8.5.4.2.

Тепличное производство

8.5.4.2.1.

Действие хлорофилла

Роль

хлорофилла

в общем известна и различ-

ные факторы, необходимые для его получения, до-

статочно изучены. Тем не менее, из-за отсутствия

достаточных технических средств способы

улуч-

шения и развития сельхозкультур в зависимости

от развития каждого из этих факторов прошли оп-

ределенный путь развития. В первое время в ого-

родничестве и садоводстве стеклянные рамы и

колпаки использовались с переменными результа-

тами.

Несмотря на то, что это

были

зачаточные

средства, они все-таки

дали

тот эффект, для до-

стижения которого они создавались:

— сохранение тепла;

— концентрация интенсивности освещения;

— поддержание определенной повышенной

влаж-

ности,

т.е. факторов, необходимых для роста

растений.

Сооружение теплиц позволило

увеличить

пре-

имущества, полученные благодаря применению

системы контроля и регулирования, так же как по-

явление обогреваемых теплиц, позволивших ком-

пенсировать зимний

риск

снижения температуры.

Известна очень простая схема действия фото-

синтеза:

лН

лСО

либо:

сК

лСН(Н

О)

+ лО

вода + диоксид углерода + энергия световая и

тепловая

= углеводы + кислород.

Эта трансформация реализована благодаря

пигменту

хлорофилла.

Исследование этой форму-

лы позволяет выбрать направление развития тех-

ники

в теплицах:

—

лН

- предписывает применение ирригации;

— сК - предусматривает применение отопления

(в теплицах);

— РФ - предусматривает использование освеще-

ния.

Между тем,

начиная

с момента, когда один из

четырех

факторов, определенных предваритель-

но,

будет очень слабым, т.е. он не будет в пропор-

ции,

определенной реакцией фотосинтеза, три ос-

1955

249

000

1965

420

000

1973

850

000

1974

2 200

000

1975

2 400

000

1983

7000

000

1988

17600

000

Продажа

GDF

сельскохозяйственному

сектору

переработки

сельхозпродукции

в тыс. кВт

•

ч.

752

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

тальных

могут

быть

рассмотрены как избыточные.

Ослабленный

фактор ограничивает реакцию и на-

зывается лимитирующим фактором.

На практике каждый из этих факторов стано-

вится лимитирующим по очереди: очевидно, что

если последовательно воздействовать на наибо-

лее лимитирующий, увеличивается урожайность

растений.

Что касается СО

, он может легко

быть

получен

путем сжигания

газа,

когда этот фактор становит-

ся лимитирующим, т.к. сжигание природного газа

или пропана позволяет производить углекислый

газ,

тепло и пары воды в соответствии со следую-

щей классической формулой:

СН

+ 2О

-»СО

2Н

+ тепло,

+ 5О

-* ЗСО

4Н

+ тепло.

Наблюдения, проведенные за прошедшие деся-

тилетия, показали, что содержание двуокиси угле-

рода в воздухе (0,03%) оказывается часто недо-

статочным в теплицах, в зависимости от развития

других

факторов реакции возможно его увеличе-

ние при определенных условиях, путем подачи бо-

лее или менее больших газовых потоков.

Наконец, надо подчеркнуть, качество сжигания,

которое

можно реализовать с природным газом и

СНГ:

— в аппаратах с теплообменниками легко реали-

зуется сжигание с небольшим избытком воз-

духа, что позволяет достичь содержания СО

немного

меньшей величины, соответствующей

нейтральному горению (сухие продукты

сгора-

ния),

т.е. условия, благоприятные хорошему

КПД;

— в аппаратах, работающих с прямым разбавле-

нием дыма, природный газ и СНГ оказываются

топливом первого класса из-за небольшого со-

держания в дыме несгоревших частиц SO

N0,.

Можно

дать

следующие экспериментальные ве-

личины

для пропана:

для1%СО

<0,1p.p.m.

НСНО

<1,0p.p.m.

СО <10,0p.p.m.

NOnNO

<10,0p.p.m

Негоревшие углеводороды < 0,1 p.p.m.

Все эти

величины

значительно ниже техничес-

ких

концентраций. Это качество сжигания широко

используется в сельском хозяйстве.

8.5.4.2.2.

Эффективность теплицы

В зависимости от требований к температуре,

культивируемые растения могут

быть

приближен-

но разделены на две группы:

— растения, способные произрастать при темпе-

ратуре окружающей среды менее 0°С и не опу-

скающейся,

однако, ниже -15 -

-20°С,

в зависи-

мости

от вида и сорта. Это зимующие растения;

— растения, не переносящие зимнюю температу-

ру, - весенние растения.

В первом

случае

имеет место "вегетативное

выживание" и рост происходит когда позволяют

природные климатические условия.

Во втором

случае

нет "вегетативного выжива-

ния",

при первом замерзании ткань растения раз-

рывается, омертвляется и растение гибнет.

Большая

часть огородных и

цветочных

растений

входят во вторую категорию.

Быстрый рост потребностей и вкуса потребите-

лей заставил поставщиков развивать

параллельно

следующие направления:

— консервация;

— получение ранних овощей;

— и, наконец, эта эволюция продолжается, по-

требление требует сегодня свежие продукты в

течение всего сезона; в межсезонье и при не-

благоприятном климате в теплицах, которые

должны рассматриваться как "среда с искусст-

венным климатом".

Конструкция

застекленной теплицы должна

удовлетворять следующим требованиям:

— поддержание наилучшей температуры воздуха

почвы;

— поддержание наилучшей влажности воздуха и

почвы;

— нахождение наилучшего естественного или ис-

кусственного

освещения;

— наконец, наилучший химический состав воз-

духа

(содержание СО

8.5.4.2.3.

Поддержание температуры воздуха

почвы

Температура играет определяющую роль в раз-

витии растений. В топлице необходимо поддержи-

вать

температурные параметры.

Подъем температуры, который проявляется ес-

тественно под укрытием на солнце, - результат

парникового

эффекта

(прозрачный материал

кровли пропускает почти всю солнечную радиа-

цию,

видимую и инфракрасную, близкую и сред-

нюю в диапазоне 0,25 - 2,5 мкм, и она поглощает

всю радиацию с большой длиной

волны

призем-

ной и атмосферной зоне от 5 до 50 мкм), что также

снижает обмен с наружной средой.

На самом

деле

этот обмен существует:

— прежде всего потому, что конструкция теплицы

некогда

не

бывает

герметичной и это отсутствие

герметичности

увеличивается за счет влияния

ветра, который

надавливает

на стенки теплицы

с большой и изменяющейся силой. В соответст-

вии со своей герметичностью теплица обновляет

объем своего воздуха от 1,8 до 3 раз в час. Суще-

ствуют, таким образом, потери

тепла

с утечками

воздуха (потери конвекцией); затем теплица те-

ряет тепло излучения и через стенки (теплопро-

водность-конвекция) .

Чтобы

компенсировать все эти потери, надо

подвести к теплице тепло искусственным

спосо-

бом.

С этой

целью

используется теплоноситель,

которым

может

быть

либо вода, либо воздух.

8.5.4.2.3.1.

Процесс отопления теплиц

горячей водой

Горячая

вода с высокой температурой (65 -

70°С)

производится

котлом, и отопление теплицы осуще-

ствляется посредством оребренных или гладких

труб простым увеличением диаметра или регист-

753

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

ром

труб, расположенных

обычно

вдоль

стен на

столбиках, немного над поверхностью

почвы.

Многие

из этих

котельных,

ранее работавших на

жидком

топливе, переведены на газ.

Использование газового топлива позволяет зна-

чительно улучшить КПД котельной:

— за счет использования котлов-конденсаторов.

В этих котлах конденсация

водяных

паров

дыма

вызывает

дополнительную передачу теп-

ла к стенкам теплообменника. Это рекупериро-

ванное количество тепла далеко не маленькая

величина, т.к. представляет в общем 10% выс-

шей

теплоты сгорания

газа;

— за счет конденсационного рекуператора на ухо-

дящих газах котла.

Речь

идет об установке на

существующем

классическом котле, позволяю-

щем

рекуперировать энергию, еще содержащу-

юся в дыме.

Эти

рекуператоры на дыме

являются

теплооб-

менниками,

расположенными на

выходе

из кот-

ла и позволяющими подогревать обратную воду

или подогревать дополнительную петлю низ-

кой

температуры.

Существует два типа рекуператоров на

дымовых

газах:

• сухого типа (стенка разделяет дым и воду);

• промывочного типа (контактного) (вода раз-

брызгивается в продуктах сгорания).

Можно,

более того реализовать систему исполь-

зования всего

газа

на производство теплой воды,

теплового насоса (система вода-вода, источник

холода в горизонте

грунтовых

вод) с газовым дви-

гателем,

коэффициент совершенства которого в

этом

случае

очень

высок,

рекуперируя все тепло,

производимое двигателем.

8.5.4.2.3.2.

Процесс нагревания теплиц

горячим воздухом

Можно

отапливать теплицу генератором горяче-

го

пульсирующего воздуха.

Преимущество

над классической системой

(горячая вода, производимая котельной) в том, что

при равной мощности она требует меньших

капи-

тальных

вложений.

В этом процессе отопления газ (природный или

СНГ) показывает еще свое превосходство по отно-

шению

к жидкому топливу.

8.5.4.2.3.2.1.

Генерация

горячего

воздуха

путем

прямого

разбавления

продуктов

сгорания

Чистота продуктов сгорания

газа

позволяет ис-

пользовать

для отопления теплицы генераторы го-

рячего воздуха, получаемого прямым разбавлени-

ем

дыма. Действительно, как показывает уравне-

ние

горения

газа,

продукты сгорания не содержат

ничего,

кроме

водяных

паров и углекислоты. Итак,

водяные

пары не мешают, напротив, всегда стара-

ются иметь

большую

влажность и больше СО

теплицах, что, как показано дальше, необходимо

для растений.

Преимущество

этого процесса заключается в не-

больших капитальных вложениях, с одной стороны,

превосходном КПД

(100%)

- с другой стороны.

Можно

с этими аппаратами,

учитывая

гибкость

газовых горелок,

получить

очень

тонкое регулиро-

вание при условии правильного расположения тер-

мостата

в теплице. На практике термическая мощ-

ность ограничена концентрацией СО

в теплице.

8.5.4.2.3.2.2.

Генератор

горячего

воздуха

теплообменником:

газовый

воздухонагреватель

Чтобы

избежать указанных выше недостатков,

можно использовать генератор горячего воздуха с

теплообменником.

8.5.4.2.3.3.

Обогрев теплиц радиационными

трубами низкой температуры

Трубы

горячей

воды

и нагретый воздух не эф-

фективны для обогрева теплиц большой

высоты.

Выделяя

тепло прежде всего конвекцией, они при-

водят к большому потреблению энергии.

Радиационные

трубы

низкой температуры явля-

ются решением проблемы.

Это

темные излучатели, характеризуемые

внут-

ренним

сжиганием, осуществляемым внутри кор-

пуса обогревателя, имеющего относительно низ-

кую температуру (250 - 500°С)

Длина

волны,

соответствующая максимальной

интенсивности спектра, - порядка 4 мкм.

8.5.4.2.3.4.

Увеличение содержания углекислого

газа.

Регулирование

Растения заимствуют углерод, необходимый

для их метаболизма из углекислого

газа

воздуха,

который их окружает. Они черпают другие пита-

тельные

вещества в почве с помощью своих кор-

ней.

Растение, благодаря хлорофиллу - зеленому

пигменту,

служащему катализатором, и используя

энергию

света солнечных лучей, способно диссо-

циировать молекулы углекислого

газа.

Оно удер-

живает

углерод и выделяет кислород: это фото-

синтез

или хлорофилловая ассимиляция.

В теплицах в солнечные дни три

первых

параме-

тра

обычно

находятся на достаточном уровне. На-

против, если растение потребляет много углекисло-

го

газа,

его концентрация в теплице уменьшается.

В хороший солнечный день

замер

концентрации

СО

в теплице, имеющей

большую

вегетацию (то-

маты,

огурцы), дает величину, близкую к

0,01%.

В то время, как в атмосфере концентрация состав-

ляет

0,03%.

Слишком слабая концентрация СО

становится

лимитирующим фактором. Растение останавлива-

ет

свое развитие. Лечение состоит в искусствен-

ном обогащении теплицы СО

8.5.4.2.3.4.1.

Генератор

СО

Техника наиболее простая и наименее разори-

тельная, состоящая в реализации горения, осво-

бождающего

от всех токсических для растений

продуктов.

Единственным топливом, позволяющим реали-

зовать это чистое горение, является газ. Генера-

тор углекислого

газа

простой конструкции имеется

в продаже.

8.5.4.2.3.4.2.

Регулирование

Регулирование с помощью фотоэлектрической

ячейки в зависимости от интенсивности освещения

было

заброшено, т.к.

было

неизвестно, как этало-

нировать ячейку, имея неопределенность порога

754