Отопление зимней теплицы: готовое решение

Домашние помидорчики и огурчики на рождественском столе из собственной теплицы возбуждают воображение. Гости удивляются - как хозяевам, в лютые морозы, удается выращивать овощи в домашней теплице? А секрет, на самом деле, простой ...
Если эту статью вы читаете зимой, то также имеете возможность, как и наши герои,
собственноручно выращивать зимние культуры.

А теперь обо всем по порядку.
Что нужно для зимнего овощеводства?

Прежде всего, собственную теплицу. Самым оптимальным вариантом приусадебной теплицы является арочная конструкция под поликарбонат. С появлением этого кровельного материала стеклянные и пленочные теплицы через огромные теплопотери уходят в историю.
Прочный каркас, покрытый поликарбонатом выдерживает нагрузку до 80-90 кг. снега на метр квадратный. Через свою сотовую конструкцию поликарбонат обладает низкой теплопроводностью, поэтому такую теплицу без проблем можно обогреть. Оптимальная толщина поликарбоната для зимнего овощеводства должно быть не менее 6 мм, с каждым миллиметром экономия энергоносителей уменьшаются. (Больше о свойствах поликарбоната читайте здесь и здесь ...)

Остальные традиционные кровельные материалы для теплиц не выдерживают никакой конкуренции, поэтому и рассматривать их не будем.
Так же обойдем вниманием методы отопления теплиц, в основе которых нагрев воздуха. Ведь с ними себестоимость выращенных овощей приближается к золотому эквиваленту.

 Итак, чем отопить теплицу?

Каких только экспериментов не ставят домашние умельцы на собственных теплицах? В ход идут буржуйки, калориферы, Буллерьян, котлы на уголь, дрова и мазут, газовые баллоны с катализаторными горелками. Кому надоело быть ночным кочегаром даже осмеливается «подсоединить» теплицу к домашней системе отопления.
Но главный недостаток всех конвективных систем, как проблема, не решается - теплый воздух скапливается под потолком теплицы и законы физики никак не дают переместить его вниз - где его на самом деле ждут.

Поэтому водяное отопление с вкопанной в почву системой трубок до недавнего времени и было оптимальным методом раздачи тепла в теплице.

Но это было до сегодня! С лучевым отоплением возможности зимнего выращивания овощей значительно расширились. Капиталовложения в теплицу существенно уменьшились, а сам обогрев упростился.
Именно теплопередача за счет теплового излучения позволяет уменьшить общие теплопотери теплицы и улучшить тепловой режим в зоне роста растений.

Сможет ли ИК-отопление обогреть теплицу?

Сможет. Ведь этим методом обогрева теплиц давно пользуются фермеры многих стран мира. Лучевое отопление работает аналогично Солнцу: не тратя энергию на бесполезное нагревание воздуха, оно, с помощью инфракрасных волн определенной длины, нагревает предметы, растения, человека. К тому же, можно достичь локального нагрева определенной зоны в помещении, направив туда излучение инфракрасного обогревателя. Эффективно и экономически выгодно: практически вся энергия идет на излучение, коророе нагревает поверхности: грунт, стелажи, растения. При работе ИК-обогревателя лишь 7-10% затраченного энергоносителя теряется в нагреве воздуха. То есть, КПД ИК-отопления гораздо выше по сравнению с любой другой конвективной системой.

Дополнительный экономический эффект при отоплении теплицы инфракрасными обогревателями достигается ранними сходами культур, увеличением объема и качества урожая. Например, период созревания огурцов при лучевом отоплении сокращается на неделю.

Как работают ИК-лучи?

(подробнее об ИК-лучи читайте здесь ...)

При их поглощении в твердые поверхности происходит преобразование ИК-энергии в тепловую энергию. В свою очередь, твердые предметы, каждый в силу своих оптических свойств, излучением или конвекцией передают тепло дальше. Это можно сравнить с игрой в «испорченный телефон», когда энергия передается дальше и дальше, но с каждым разом с потерями в качестве энергии и изменениях в частоте излучения. Затем, в процессе высвобождения тепла, игра «передай дальше» затухает.

То есть, тепло с помощью ИК-излучения можно передавать на расстоянии, как мы это делаем со световым «зайчиком», играя с зеркалом против Солнца. Ведь на ИК-лучи законы оптики влияют так же, как и на свет, ибо природа у них такая же. Чтобы передать ИК-тепло, достаточно иметь источник ИК-излучения со свойствами рефлектора. И человек, и животное, и растение также излучают ИК-тепло.

Так и солнечное излучение преодолевает невероятные расстояния до Земли, не нагревая воздух или космического вакуума, а прогревает лишь земную поверхность.

Лучевой обогреватель можно разместить на потолке и направленным потоком тепла греть пол, а в данном случае - почва и растения, которые и будут поглощать тепло. Если таким образом ИК-теплом «покрыть» всю полезную поверхность теплицы, то будет происходить мини-аномальное явление, когда теплый воздух, несмотря законы физики, не сможет подниматься вверх. Ему будет мешать пласт холодного воздуха. Смешиваться не будут - будет происходить только теплопередача между ними. Через купольную структуру потолка инфильтрация тепла будет меньше, ведь разница температур под потолком и на улице также меньше. Тепло все время остается в зоне роста растений.

Энергозатраты теплицы резко уменьшатся, ведь каждый киловатт тепла будет использован с пользой. Что и было основной задачей...

Как рассчитать мощность ИК-отопления для теплицы?

Стоит напомнить, что мы обсуждаем только вариант теплицы, покрытой поликарбонатом, который лишен недостатков стеклянной и пленочной теплиц. Чтобы подобрать мощность ИК-отопления для конкретного теплицы, лучше пообщаться об этом со специалистом. Однако, чтобы приблизительно вычислить мощность можно воспользоваться простой формулой:
Мощность системы = площадь поликарбоната х разность температур х коэффициент теплопередачи. Поэтому, чем он толще - тем меньше энергии необходимо для обогрева.

Какой вариант ИК-отопления в теплицу выбрать?

Конечно, при наличии достаточно средств, целесообразнее обеспечить теплицу ИК-отоплением по максимуму: и сверху, и снизу.

Вариант сверху: к потолку монтируются ИК-обогреватели. Вес обогревателя 3-5 кг., - конструкции "Западенских теплиц" легко выдерживають любое количество таких обогревателей.

Если теплица шириной 3-4 метра, то вполне хватит одного ряда ИК-обогревателей. Выбирая месторасположение обогревателя на потолке необходимо учесть стороны света, геометрию самой теплицы и проекции излучения тепла. Все эти меры призваны оптимизировать затраты энергоносителя при отоплении теплицы.


Вариант снизу: отдельные виды инфракрасной пленки годятся для прокладки их в почве. Однако такой подход целесообразно использовать только в стационарных теплицах. Некоторые хозяева практикуют ежесезонно перемещения поликарбонатных теплиц, чтобы не беспокоиться о завозе и вывозе грунта. Поскольку период эксплуатации лучевого ИК-отопления достигает 30 лет,  то ежегодно закапывать ИК-пленку на полуметровую глубину - лишние хлопоты.

ИК-пленка в почве может быть размещена как горизонтально на глубине 30-50 см., так и вертикально между грядками с каждой стороны или по периметру теплицы. Пленочные нагреватели могут быть съемными и использоваться для подогрева ящиков с рассадой на земле или стелажах.

В каждом отдельном случае можно подобрать конфигурацию лучистого отопления по особенностям теплицы и культур, которые будут в ней выращиваться.

Для поддержания необходимой температуры в теплице существуют терморегуляторы. Компания "ТеплоДарец" производит системы автоматики для теплиц.  Для температуры в теплице мы используем разновидность контроллера «Виват-1» с датчиком температуры воздуха или грунта. 

Датчик может быть вынесен на расстояние до 100 м., соответственно сам контроллер удобно разместится в любом месте в теплице и никому не мешать.

Для контроля влажности почвы возможен вариант использования «Виват», датчик которого помещается в почву.

Чувствительность микропроцессорного контроллера «Виват-1» к колебанию температуры составляет 0,25 º С. Поэтому точность температур обеспечена. Тоже самое касается и влажности.

При необходимости один контроллер включается на ИК-отопление, а второй - на капельный полив или другую систему.
Оснащенная «умной» автоматикой «Виват»,  теплица может быть гораздо самостоятельнее.
 

Преимущества «инфракрасной» теплице:
• высокая урожайность культур;
• контролируемый микроклимат;
• ранние сроки высадки и созревания;
• низкие затраты на отопление;
• высокая надежность;
• длительный срок службы;
• высокое содержание витаминов;
• прекрасные вкусовые качества овощей.


ТеплоДарець желает Вам
хорошего урожая без химикатов
и стимуляторов роста для здоровья всей семьи!

 © ТеплоДарець