Ученые Политехнического института Южно-Уральского государственного университета предложили использовать тепло земли для увеличения качественного энергообеспечения теплиц, что позволит значительно сократить расходы на отопление этих объектов. Исследование было выполнено при поддержке Правительства Российской Федерации. Результаты исследования опубликованы в издании IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Q4).
Кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой промышленной теплоэнергетики энергетического факультета ЮУрГУ Константин Осинцев предложил новую экономически выгодную технологию отопления теплиц в холодное время года.
Теплицы повсеместно используются на сельскохозяйственных предприятиях, производящих продукцию растениеводства в условиях субконтинентального климата. Теплицы – это производственные объекты, защищенные от внешних воздействий, окруженные светопроницаемой крышей и стенами. Они предназначены для выращивания овощных и цветочных культур. Основными элементами таких сооружений являются почва, на которой выращивают растения, и инженерные сети для обогрева помещения. При производстве продукции в защищенном грунте основной расход энергоресурсов приходится на досвечивание растений и обогрев теплиц зимой.
Очень важно правильно определить оптимальный состав тепловых агрегатов и инженерных сетей – непростая задача. Основная сложность состоит в том, что сельхозпредприятия представляют собой многоотраслевые хозяйства, где выращивают множество культур с различными потребностями в свете и тепле, поэтому условия принятия производственных решений разнообразны.
«Почти все типы тепловых агрегатов и устройств по своим техническим возможностям могут быть наиболее эффективно использованы только в определенном диапазоне естественных производственных условий, для которых они предназначены. Поэтому из широкого разнообразия агрегатов, выбирается только минимально необходимое количество, которое обеспечит выполнение всех работ с наибольшим экономическим эффектом. Начать выбор желательно с энергоресурсов, на которые приходится наибольшая доля эксплуатационных расходов. Эти варианты включают использование органического цикла Ренкина. В этом случае резко снижаются затраты на топливо в условиях постоянного роста цен на электроэнергию», – говорит Константин Осинцев.
Органический цикл Ренкина – это термодинамический цикл преобразования тепла в работу с помощью водяного пара. Он необходим для получения тепла в виде горячей воды, а также электричества. Горячая вода может нагревать воздух в обогревателях и поддерживать необходимую температуру воздуха в самих теплицах. Производство электроэнергии возможно при помощи микротурбины.
Ученый предполагает, что отопление теплиц по предложенной технологии значительно снизит затраты тепличных хозяйств на обогрев зимой и осенью, особенно это актуально для нашей страны с ее суровым климатом.
Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
СМИ о нас:
- IOP Science Using the organic Rankine cycle for heat supply of greenhouses at agricultural enterprises