Опалення зимової теплиці: готове рішення

Домашні помідорчики та огірочки на різдвяному столі із власної теплиці збуджують уяву. Гості не надивуються – як господарям, в найлютіші морози,  вдається вирощувати овочі в домашній теплиці? А секрет, насправді, простий…
Якщо цю статтю ви читаєте не пізніше жовтня-листопада, то  також маєте можливість, як і наші герої, цієї зими смакувати овочами, вирощеними власноруч уже взимку.

А тепер про все по порядку.
Що треба для зимового овочівництва?

Перш за все, власну теплицю. Найоптимальнішим варіантом присадибної теплиці є арочна конструкція під полікарбонат. З появою цього покрівельного матеріалу скляні та плівкові теплиці через величезні тепловтрати відходять в історію.
За умови міцного каркасу вкрита полікарбонатом теплиця витримує навантаження до 90-100 кг. снігу на метр квадратний. Через свою стільникову конструкцію полікарбонат має низьку теплопровідність, тому таку теплицю без проблем можна обігріти. Оптимальна товщина полікарбонату для зимового овочівництва має бути не менше 6 мм., з кожним міліметром витати енергоносіїв зменшуються. (більше про властивості полікарбонату читайте тут і ще тут...)

Решта традиційних покрівельних матеріалів для теплиць не витримують жодної конкуренції, тому й розглядати їх не будемо.
Так само обминемо увагою методи опалення теплиць, в основі яких - нагрівання повітря. Адже з ними собівартість вирощених овочів наближається до золотого еквіваленту.

 Отже, чим опалити теплицю?

Яких лише експериментів не ставлять  домашні умільці на власних теплицях? В хід йдуть буржуйки, калорифери, булер’яни, котли на вугілля, дрова та мазут, газові балони з каталізаторними пальниками. Кому набридло бути нічним кочегаром,  навіть, наважується «під’єднати» теплицю до будинкової системи опалення.
Але головний недолік всіх конвективних систем, як проблема, не вирішується – тепле повітря скупчується під стелею теплиці і закони фізики ніяк не дають перемістити його донизу – де його найбільше чекають.
 

Тому водяне опалення із вкопаною в грунт системою трубок до недавнього часу й було найоптимальнішим методом роздачі тепла в теплиці.

Але це було до сьогодні! З променевим опаленням можливості зимового вирощування овочів значно розширились. Капіталовкладення в теплицю суттєво зменшились, а сам обігрів спростився.
Саме теплопередача з допомогою теплового випромінювання дає змогу зменшити загальні  тепловтрати теплиці та поліпшити тепловий режим в зоні росту рослин.

Чи зможе ІЧ-опалення обігріти теплицю?

Зможе. Адже цим методом обігріву теплиць давно користуються фермери багатьох країн світу. Променеве опалення працює аналогічно Сонцю: не витрачаючи енергію на даремне нагрівання повітря, воно, за допомогою інфрачервоних хвиль певної довжини, нагріває предмети, рослини, людину. До того, ж можна досягти локального нагріву певної зони в приміщенні, направивши туди випромінювання інфрачервоного обігрівача. Ефективно і економічно вигідно: практично вся енергія перетворюється в інфрачервону, яка нагріває поверхні: грунт, стелажі, рослини. При роботі ІЧ-обігрівача лише 7-10% затраченого енергоносія втрачається на нагріві повітря. Тобто, ККД ІЧ-опалення набагато вище порівняно із будь-якою іншою конвективною системою.
Додатковий економічний ефект при опаленні теплиці інфрачервоними обігрівачами досягається й ранніми сходами культур, збільшенням обсягу та якості врожаю. Для прикладу, період дозрівання огірків при променевому опаленні скорочується на тиждень.

Як працюють ІЧ-промені?

(детальніше про ІЧ-промені читайте тут...)

При їх поглинанні у тверді поверхні відбувається перетворення ІЧ-енергії в теплову енергію. В свою чергу, тверді предмети, кожен в силу своїх оптичних властивостей, випромінюванням або конвекцією передають тепло далі. Це можна порівняти із грою у «зіпсований телефон», коли енергія передається далі й далі, але з кожним разом із втратами у якості енергії та змінах в частоті випромінювання. Потім, в процесі вивільнення тепла, гра «передай далі» затухає.
Тобто, тепло з допомогою ІЧ-випромінювання можна передавати на відстані, як ми це робимо із світловим «зайчиком», бавлячись із дзеркалом проти Сонця. Адже на ІЧ-промені закони оптики впливають так само, як і на світло, бо й природа в них така ж сама.  Щоб передати ІЧ-тепло, достатньо мати джерело ІЧ-випромінювання із властивостями рефлектора. І людина, і тварина, і рослина також випромінюють ІЧ-тепло.

Так і сонячне випромінювання долає неймовірні відстані до Землі, не нагріваючи повітря чи космічного вакууму, а прогріває лише земну поверхню.

Променевий обігрівач можна розмістити на стелі  і направленим випромінюванням гріти підлогу, а вданому випадку – грунт та рослини, які й поглинатимуть тепло. Якщо в такий спосіб ІЧ-теплом «покрити» всю корисну поверхню теплиці, то відбуватиметься міні-аномальне явище, коли тепле повітря, попри закони фізики, не зможе підніматись догори. Йому заважатиме пласт холодного повітря і більшим тиском. Конвекції не буде – відбуватиметься лише теплопередача між ними. Через купольну структуру стелі теплиці інфільтрація  тепла також буде меншою, адже різниця температур під стелею та на вулиці  менша. Тепло весь час залишатиметься в зоні росту рослин і зіпсувати такий стан може лише провітрювання.
Енерговитрати теплиці різко зменшаться, адже кожен кіловат тепла буде використаний із користю. Що й було основним завданням…

 

Як розрахувати потужність ІЧ-опалення для теплиці?

Варто нагадати, що ми обговорюємо лише варіант теплиці, вкритою полікарбонатом, яка позбавлена недоліків скляної та плівкової теплиць. Щоб підібрати потужність ІЧ-опалення для конкретної теплиці, краще поспілкуватись про це із фахівцем.  Однак, щоб приблизно вирахувати потужність можна скористатись простою формулою:
Потужність системи = площа полікарбонату х різниця температур х коефіцієнт теплопередачі. Тому, чим товстіший полікарбонат – тим менше енергії необхідно для обігріву.

Загалом, для ІЧ-обігріву теплиці необхідно передбачити до 200 Вт енергії на один квадратний метр, щоб "втримати" температуру в теплиці при глибоких морозах. При конвективних системах опалення в теплиці коефіцієнт потужності на один кв.м. має становити не менше 230 Вт.

Який варіант ІЧ-опалення в теплицю обрати?
 

Звичайно, при наявності достатньо коштів, доцільніше забезпечити теплицю ІЧ-опаленням по максимуму: і зверху, і знизу.

Варіант зверху: до стелі монтуються підвісні ІЧ-нагрівачі. Якщо теплиця шириною 3-4 метри, достатньо одного ряду нагрівачів.

Обираючи місце розташування обігрівача на стелі необхідно врахувати сторони світу, геометрію самої теплиці та проекції випромінювання тепла. Всі ці заходи покликані оптимізувати витрати енергоносія при опаленні теплиці.
Вага нагрівача становить 3-5 кг., то ж каркас "Западенських теплиць" легко витримує будь-яку, розумну, кількість таких нагрівачів.

 

Варіант знизу: окремі види інфрачервоної плівки годяться для прокладання їх у грунті. Однак такий підхід доцільно використовувати тільки у стаціонарних теплицях. Деякі господарі практикують щосезонне переміщення полікарбонатних теплиць, щоб не клопотатись про завезення і вивезення грунту.  Оскільки період експлуатації променевого ІЧ-опалення сягає 30 років, то щороку закопувати ІЧ-плівку на півметрову глибину  - зайвий клопіт.

ІЧ-плівка в ґрунті може бути розміщена як горизонтально на глибині 30-50 см., так і вертикально між грядками з кожного боку або по периметру теплиці. Плівкові нагрівачі можуть бути зйомними і використовуватись для підігріву ящиків із розсадою на грунті або на стелажах.

В кожному окремому випадку можна підібрати конфігурацію променевого опалення за особливостями теплиці та культур, що будуть у ній вирощуватись.

За підтриманням необхідної температури в теплиці слідкує контролер. Компанія "ТеплоДарець"  виготовляє власні системи автоматики для теплиць.

Для температури в теплиці ми використовуємо різновид контролера «Віват-1» із датчиком температури повітря або грунту. 

Датчик може бути винесений на відстань до 100 м., відповідно сам контролер зручно розміститься будь де в теплиці чи іншому господраському приміщенні і нікому не зважатиме.

Для контролю вологості грунту можливий варіант використання «Вівата», датчик якого поміщається в грунт або повітря.

Чутливість мікропроцесорного контролера «Віват-1» до коливання температури становить 0,25 ºС. Тому точність температур забезпечена. Теж саме стосується і вологості чи рівня СО2.

При потребі обігріву один контролер вмикатиме ІЧ-опалення, а другий – крапельне зрошення чи іншу систему.

Оснащена «розумною» автоматикою «Віват» теплиця може бути набагато самостійнішою.

 Переваги «інфрачервоної» теплиці:
• висока врожайність культур;
• контрольований мікроклімат;
• ранні термін висадки і дозрівання;
• низькі витрати на опалення;
• висока надійність;
• тривалий термін служби;
• високий вміст вітамінів;
• чудові смакові якості овочів.

ТеплоДарець бажає Вам
гарного врожаю без хімікатів
та стимуляторів росту для здоров’я всієї родини!

 © ТеплоДарець