Термодинамические принципы и работа солнечных теплиц

Солнечные теплицы работают за счёт точного управления тепловым режимом солнечного излучения. При повышении температуры внутри теплицы поверхности испускают длинноволновое инфракрасное излучение. Материалы остекления (стекло или пластиковая плёнка) сдерживают это излучение, блокируя его рассеивание во внешнюю среду.

Механика теплопередачи:

Первичная потеря тепла происходит путем конвекции через:

• Воздухообмен между интерьером и экстерьером

• Теплопроводность через структурные зазоры

Контрмеры включают усиление герметизации и изоляции для минимизации этих потерь.

Суточный термический цикл:

1.Дневная эксплуатация

▫ Падающее солнечное излучение превышает теплопотери → Накопление температуры

▫ Избыточное тепло может потребовать активной вентиляции для обеспечения оптимальных условий для растений.

▫ Системы хранения тепла могут накапливать излишки энергии

2.Ночная операция

▫ Непрерывное выделение тепла без поступления солнечной энергии → Фаза охлаждения

▫ Теплоизоляционные слои («термоодеяла») используются для уменьшения потерь тепла

▫ Дополнительное отопление (уголь/газ) в периоды низкого солнечного сияния

Эволюция материалов:

Хотя традиционные стеклянные конструкции по-прежнему остаются распространенными, в современных теплицах все чаще используются:

• Прозрачные полимеры

• Стекловолоконные композиты

Возможность реализации разнообразных проектов: от простых зимних садов до современных сельскохозяйственных фабрик.

Сельскохозяйственное применение:

Глобально развернуто в:

• Овощеводство (пластиковые туннельные теплицы)

• Передовые возможности для выращивания растений

• Интегрированные системы аквакультуры

Все они используют фундаментальный солнечный парниковый эффект для круглогодичного производства.