Критерии выбора тепличного обогрева
При выборе подходящей системы тепличного обогрева, следует обратить внимание на ряд ключевых факторов:
- размеры конструкции;
- особенности системы отопления, используемой в жилом доме;
- бюджет.
Отопление теплиц зимой радует огромным многообразием вариантов, за счёт чего подобрать наиболее оптимальный вариант с учётом тех или иных деталей не представляет никакого труда. Несмотря на то, что выбор отопления в этом случае зависит от индивидуальных особенностей, всё же необходимо придерживаться определённых требований, одним из которых является равномерное распределение тепла по всей конструкции.
Стоит отметить, что это требование сложно выполнить при локальном обогреве теплицы, где тёплый воздух практически не достигает дальних уголков сооружения. В качестве решения этой проблемы часто используют вмонтированный вентилятор, однако этот способ обладает некоторыми недостатками. Например, в процессе его работы, воздух повторно охлаждается, выходя через стекло наружу. Электрический ток, «опускающий» восходящее тепло, станет отличным способом устранения этого недостатка.
Другим способом обеспечения равномерного обогрева теплицы является правильное распределение источников тепла по всей площади. Такими источниками могут стать, например, текущая по трубам горячая вода, которая отдаёт тепло медленно и равномерно. Кроме этого, можно использовать конвектор больших размеров, который даёт невысокую, но равномерную температуру.
Что ещё следует учитывать, обустраивая теплицу с отоплением?
Требования, преимущества и недостатки
Первое, что следует учесть при проектировании отопления для равномерного прогрева почвы и воздуха парника — материал изготовления. Именно он станет первостепенным фактором, определяющим размеры потери тепла, которые нужно будет компенсировать теплоснабжением.
Знаете ли вы? Теплица «Эдем», расположенная в Великобритании на территории графства Корнуолл, имеет самую большую площадь — 1,5 га.
Существуют различные варианты отопления в теплицах, которые можно сделать самостоятельно, и определяющим критерием является выбор энергоносителя — обогревать помещение можно с помощью газа, твёрдого топлива, воды или электричества. Выделяют основные требования, которым должна соответствовать система отопления:
- Влажность — работа теплоснабжения не должна уменьшать уровень влаги в помещении, поскольку резкое падение этого показателя может стать причиной ухудшения качества роста и развития растений. В зависимости от типа выращиваемых культур, уровень влажности должен варьироваться в пределах 45–75%.
- Теплообмен воздуха — оптимальным вариантом считается, в первую очередь, прогрев почвы, а затем — нагрев воздуха в помещении.
- Уровень безопасности — растения могут подвергаться резким перепадам температур, связанных с расстояниями до приборов отопления. Избежать подобных ситуаций можно с помощью установки низкотемпературного режима работы инфракрасного отопления теплиц.
- Автономность и уровень безопасности функционирования теплоснабжения — в холодный период года даже незначительные перебои в работе системы отопления могут привести к резкому понижению температуры в парнике и даже заморозкам на почве. Поэтому, несмотря на выбранный тип отопления, парник рекомендуется дополнительно оборудовать приборами, контролирующими температуру воздуха.
Важно! Ни одна система отопления не сможет создать необходимых условий в теплице без дополнительного утепления и герметизации всего сооружения
- Организация воздухораспределительной системы своими руками, помимо простоты установки в сравнении с водным обогревом, имеет множество преимуществ:
- Использование воздуха в качестве теплоносителя оказывает меньшую нагрузку на стенки трубопровода, что практически исключает образование протечек и коррозий, а также снижает требования к качеству труб. Даже в случае экстренных ситуаций в результате поломок последствия не будут так значительны, как, например, при прорыве трубопровода.
- В зимний период года воздушное отопление исключает промерзание труб, а потому система не требует специального обслуживания.
- Система отопления воздухом предоставляет возможность зонирования помещения, что очень удобно при выращивании культур разного вида.
- Система воздушного обогрева относится к экономически выгодному оборудованию — показатели КПД в условиях минимального расхода топлива составляют около 85%.
- Среди минусов подобных систем отмечают:
- Воздух имеет низкую теплопроводность, поэтому для исключения быстрого охлаждения парника система должна функционировать практически беспрерывно.
- При установлении полноценной системы воздушного отопления движение потоков будет обеспечиваться вентилятором, что делает обогрев зависимым от электричества. В районах с частыми перебоями электроснабжения такой вариант подойдёт только в случае приобретения источника бесперебойного питания (ИБП).
- Разница температур воздуха внизу помещения и вверху может составлять до 12°С.
Температурные режимы в теплице
Если вы не планируете выращивать зелень в феврале и просто используете теплицу как хранилище в морозные периоды, то можно относительно легко поддерживать температуру выше нуля или минимум около 5 ° C.
Это создаст идеальные условия для перезимовки многих растений, не переносящих морозов, но нуждающихся в холоде и свете. При этом мы можем выращивать закаленные листовые овощи всю зиму, а ранней весной — рассаду теплолюбивых овощей и цветов.
Если мы нагреем теплицу до 10 ° C, затраты обычно увеличиваются вдвое. Фактическая цена зависит от типа и теплоизоляции теплицы, метода отопления и, конечно же, погодных условий. Мягкие зимы способствуют круглогодичному использованию теплицы.
Способы обогрева
По своей природе отопление в теплице бывает естественным и искусственным.
Смысл первого из них широко известен. В этом случае при воздействии солнечных лучей, проникающих сквозь покрытие теплицы, создается парниковый эффект. При этом происходит нагрев почвы и растений. Применение этого способа пригодно с середины весны при выращивании культур, которые любят тепло. Для максимального получения энергии солнца необходимо сделать правильный выбор места размещения теплицы, которое было бы защищено от сквозняков и открыто для солнечных лучей.
Обогрев теплиц от солнца
Для решения задачи круглогодичного снабжения свежими овощами этот способ не подходит. Проблема имеет решение, если будет организовано искусственное отопление в дополнение к парниковому эффекту.
Освещение в зимней теплице
Освещение для теплиц зимних вариантов, а особенно в конструкции «термос» необходимо уделить особое внимание. В развитии растений важны все диапазоны света. Например, для рассады необходимо синее освещение, а для развития плодов красное
Например, для рассады необходимо синее освещение, а для развития плодов красное.
Если исключить какой-либо диапазон в развитии растений, то получите невкусный урожай. Именно поэтому во всех зимних теплицах есть свет с разными спектральными данными.
Виды режимов света
При обустройстве света в зимней теплице можно встретить два вида освещения.
- Дневное. Свет проходит в необходимом для растений количестве. Диапазон от 400 до 1 000 нм. Используется как постоянное, автоматическое освещение. Но лучше использовать его нечасто.
- Ночное освещение. Применяется тогда, когда нужно продлить световой день. Его используют периодически.
Важно!
Растениям требуется период покоя от света.
Разновидности ламп
Для хорошего роста и плодоношения растений все лампы, которые установлены в теплице, должны иметь угол наклона более 90 градусов. Но только в том случае если висят низко. Также лампы должны быть легки по весу и миниатюрны по габаритам.
Встречаются следующие виды ламп:
Накаливания. Не подходят для теплиц. Люминесцентные
При установке таких ламп нужно обратить внимание на исходный цвет освещения. Энергосберегающие. Используют в тандеме с рефлектором, отражающим свет
Металлогалогенные. В основном обладают синим сектором. При использовании этих ламп происходит имитация освещения весной. Используют при росте рассады и наращивании зелени в вегетационный период. Ртутные высокого давления. Имеет высокое излучение в ультрафиолетовом секторе. Ее применяют только тогда, когда рассада начинает вытягиваться. Натриевые высокого давления. Излучают красный свет. Отлично подходят для выращивания экзотических растений. Светодиодные. Приближены к солнечному свету по максимуму
Используют в тандеме с рефлектором, отражающим свет. Металлогалогенные. В основном обладают синим сектором. При использовании этих ламп происходит имитация освещения весной. Используют при росте рассады и наращивании зелени в вегетационный период. Ртутные высокого давления. Имеет высокое излучение в ультрафиолетовом секторе. Ее применяют только тогда, когда рассада начинает вытягиваться. Натриевые высокого давления. Излучают красный свет. Отлично подходят для выращивания экзотических растений. Светодиодные. Приближены к солнечному свету по максимуму.
В итоге видно, что отличным решением в освещении теплицы будут лампы светодиодных моделей. Ими также можно производить досвечивание и не тратится на дополнительное оборудование, например, фитолампы.
Электрификация теплицы
Для подробного просчета количества осветительных приборов:
- Составляют план, где будут указаны места расположения источников освещения, электрических проводов и выключателей.
- Рассчитывают количество необходимого материала.
- На этом этапе происходит монтаж проводки в теплице.
- Устанавливают лампы.
Отопление водяное и его схема работы
Самой главной составляющей в схеме водяного отопления теплиц является котел. У него есть возможность работать в парниках на разнообразном топливе, поэтому котлы разделяют на такие виды:
- Газовые;
- Электрические;
- Котлы, работающие на жидком горючем.
- Твердотопливные.
Выбирают топливо из расчета рентабельности использования с учетом региона. Этот обогрев теплиц состоит из труб и самих батарей
Немаловажно, что водяное отопление подогревает не только помещение парника, но и грунт тоже
Благодаря чему можно производить изменения температурного режима земли и воздуха по установленным значениям.
Обязательным является наличие качественного антикоррозийного покрытия водяного отопления. Если есть желание, можно всегда сделать водяное отопление теплицы своими руками. Но перед этим необходимо детально рассмотреть технологию процесса обогрева
Важно верно сделать расчет, благодаря которому будет рационально использоваться энергетические ресурсы и оптимально распределяться тепловая энергия
Проект «термос» – теплицы
При строительстве этой теплицы своими руками нужно шаг за шагом преодолеть несколько этапов.
- Выполняют предварительное проектирование. То есть составляют чертеж и проект зимней теплицы своими руками. Просчитывают, сколько строительных материалов и фурнитуры понадобиться для ее возведения.
- Обустройство котлована, который должен быть не меньше двух метров глубиной. При этом его дно и стены выравнивают. После производят заливку фундамента. Для этого применяют бетон или бетонные блоки. Именно этот этап считается очень важным, так как именно фундамент отвечает за теплоизоляцию теплицы. Для того чтобы залить бетон, необходимо установить опалубки из дерева.
- Строительство стен из термических блоков. Несущей частью является железобетон. Внутрь помещают пенополистирольную прослойку и теплоизоляционные блоки. Закрепление между собой происходит цементным раствором.
Важно! Стоит особенно тщательно выбрать место на участке, где будет установлена теплица. Вода внутри грунта должна находиться далеко от поверхности
Схема строительства «термос» – теплицы:
- На внутреннюю поверхность стен устанавливают фольгу, которая является светоотражателем. Лучше всего выложить ее в пару слоев или же использовать для этого пенополистирол с светоотражающей поверхностью.
- На этом этапе в металлопрофилях или в деревянных балках, реях просверливают нужное количество отверстий. Начинают сооружать ее скелет.
- Монтаж поликарбонатных листьев или полиэтилена. Для строительства внешней стороны крыши используют только поликарбонатные листы, иначе она просто может рухнуть.
- Монтируем удобный проход внутрь зимней теплицы, который лучше всего построить в виде тамбура.
- Герметизация изнутри. Для этого используют штукатурку или монтажную пену.
Процесс | Сколько нужно материалов |
Опалубка. Установить колья, расстояние между ними 30 сантиметров. | По периметру котлована |
Изготовление «подушки», смесь песка и щебня | 1*1, например, мешок песка и мешок щебня |
Изготовление каркаса из арматуры | 4–6 прутьев по периметру |
Раствор для фундамента | Щебень, песок, цемент (3*5*1) |
Стена теплицы | Должна превышать уровень земли хотя бы на 0,5 метра. |
Солнечное отопление парников
Для того, чтобы отопить теплицу прямыми солнечными лучами необходимо выполнение многих условий. Нажмите для увеличения.
Основная задача парников и теплиц — создание условий благоприятного микроклимата для хорошего роста растений.
Необходимая влажность и тепло являются основными показателями комфортной среды. Самое дешевое отопление парника — это солнечное.
Лучи света, проникающие сквозь прозрачную пленку, нагревают грунт и растения, от них прогревается и окружающий воздух.
Главная задача огородника — выбрать особое незатененное место, на котором с самого утра и до вечера светит солнце и земля нагревается целый день.
Температура в такой теплице становиться максимальной ближе к вечеру.
Место для таких парников следует выбирать без сквозняков, для того чтобы внешнее покрытие не охлаждалось. Хорошо еще создать и дополнительные препятствия от ветра.
Выбирая форму теплицы, лучше отдавать предпочтение арочным сводам, именно такая форма меньше всего способствует потерям тепла. Для лучшего прогревания почвы не стоит делать слишком большой и высоту такого парника.
Отопление теплиц при помощи солнечных аккумуляторов теплоты
Чтобы сделать такое отопление теплицы своими руками, необходимо выкопать яму, глубиной в 15 см, и накрыть землю слоем теплоизолятора. Сверху помещается слой пленки из полиэтилена для гидроизоляции.
Поверх нее укладывается крупнозернистый влажный песок и на него насыпается вырытый грунт. За счет накапливающейся энергии солнца, такое простое приспособление даже при температурах в 10 градусов позволит поддерживать в парниках приемлемый уровень температуры.
Воздушное отопление
Еще одним из простых вариантов обогрева теплиц является обустройство примитивного воздушного отопления. Для этого необходимо взять отрезок металлической трубы, длинной до 2,5 метров и диаметром в 50-60 сантиметров, один его конец вводится в саму теплицу, а другой — снаружи.
https://youtube.com/watch?v=e6oGyPYF-rQ
Под наружным концом разводят костер и постоянно поддерживают его горение. Воздух в такой трубе будет очень быстро нагреваться и идти в парник, отдавая тепло выращиваемым растениям.
Такой способ подходит для экстренных случаев отопления, в случае внезапных заморозков. Для постоянного обогрева он совершенно не подходит.
Газовое отопление теплицы
Газовое отопление эффективно для обогрева теплицы всю зиму, а не несколько недель.
Преимущество такого вида отопления состоит в стабильности подачи газа, но конечная стоимость выращенной таким методом обогрева продукции будет достаточно высокой.
Если обогрев теплиц зимой будет длиться всего несколько недель, то протягивать специальный трубопровод к теплице не нужно.
Достаточно для этих целей использовать несколько баллонов, которых хватит надолго.
Еще одним недостатком такого вида отопления является избыток углекислого газа, который не очень хорошо может влиять на развитие растений.
Такую теплицу придется хорошо вентилировать, а это может приводить к потерям теплоты.
Для удаления отходов продуктов горения газа рекомендуется применять вытяжные устройства, для постоянного обеспечения притока кислорода в парник.
Для того чтобы недостаток кислорода не спровоцировал остановку процесса горения, необходимо приобрести нагревательные приборы с соответствующим автоматическим защитным устройством. При прекращении подачи газа или остановке горения, датчик срабатывает и выключают агрегат.
Теплогенераторные котлы
Отопительную систему для парника можно оборудовать и на твердотопливных котлах. Само такое устройство устанавливается непосредственно в теплице или же в отдельном помещении.
Достоинством второго варианта размещения является то, что в такой агрегат можно добавлять дрова или топливо, даже не заходя в само строение теплицы. К тому же, в этом случае экономится и ценная площадь помещения парника.
https://youtube.com/watch?v=2nRqtl6hiE8
Топливо в теплогенератор необходимо закладывать два раза за сутки, большего не потребуется. Подобный вид котлов является пожаробезопасным и его можно смело оставлять без присмотра на ночь.
Расходование горючего в таком виде оборудования также сравнительно мало. Недостатком этого вида отопления является достаточно небольшая доля выделяемой энергии.
Печное отопление теплицы
Главный источник тепла в этом случае — твердотопливный котел, который работает на дровах или угле (в последнее время популярностью пользуются печи типа Булерьян).
Печь для теплицы
Проще всего установить котел и трубу, которая будет выводить дым и продукты горения. Можно добавить трубы и радиаторы, тогда качество обогрева существенно повысится. Надо помнить, что дымоход должен своевременно очищаться от золы и сажи.
Один из недостатков такого варианта — чрезмерное пересушивание воздуха. Для поддержания необходимого уровня влажности можно просто поставить в теплице большую емкость, наполненную водой.
Печной обогрев
Важный плюс такой системы — простота установки, с которой справится даже неопытный мастер. Кроме того, печное отопление значительно дешевле электрического.
Печной обогрев теплицы: пошаговая инструкция №1
Печи для теплиц
Первый этап. В тамбуре теплицы необходимо соорудить фундамент, на который потом выложить топку из кирпича.
Кирпичная печь с боровом
Второй этап. По всей длине выкладывается дымоход.
Основание борова и поддувальная камера с воздухозаборами, расположенными сбокуТопка и дымоходы
Третий этап. С противоположной стороны теплицы выводится труба для отвода дыма. Благодаря такой конструкции все продукты горения будут удалены, а в помещении сохранится тепло.
Продолжение топки и перекрытие бороваСоединение печи с фундаментом теплицы через разделкуБак с водой, смонтированный над топкойГрядка, расположенная прямо на печиГотовая печь в теплице
Печной обогрев теплицы: пошаговая инструкция №2
Схема системы отопления:
- 1 — нагревательный котел;
- 2 — бак-термос;
- 3 — циркуляционный насос;
- 4 — реле-регулятор;
- 5 — регистры;
- 6 — термопара.
Первый этап. Понадобится большая металлическая бочка. Ее внутренняя поверхность должна быть защищена от коррозии. Для этого ее необходимо покрасить, лучше в два слоя.
Второй этап. В корпусе пробивается несколько отверстий. Одно из них понадобится для подключения дымохода, другие — для крана и расширительного бака.
Третий этап. Необходимо сварить саму печку, для чего используется листовой металл. Далее она вставляется в бочку.
Четвертый этап. К отверстию в бочке, предназначенному для дымохода, приваривается отрезок трубы. Общая длина конструкции для вывода дыма должна быть не менее 5 метров.
Пятый этап. На бочку монтируется расширительный бак. Оптимальная емкость — 20-30 литров.
Шестой этап. По всему помещению разводятся трубы. Их можно разложить прямо на земле, соблюдая шаг в 1,2 метра.
Седьмой этап — устанавливается насос, чтобы обеспечить передвижение воды в системе.
Котел в теплице, работающий на твердом топливе
После того, как вся система собрана, надо включить воду и проверить герметичность всех стыков. Если есть протечки, их надо устранить незамедлительно. После этого можно проверить работу печи.
Какое практикуют отопление теплицы зимой
Выделяют 5 основных систем отопления, а именно:
- солнечное;
- водяное;
- электрическое;
- газовое;
- печное отопление.
Безусловно, каждый вид отопления требует определенных финансовых и трудозатрат, но сделанный единожды, он с лихвой будет компенсирован круглогодичным урожаем овощей и фруктов, а при желании создать розарий – еще и свежими розами.
Солнечное отопление
Единственный вид отопления, который должен применять только в комплексе с другим, дополняя и лишь иногда заменяя основной. Эта энергия бесплатная, поэтому в солнечные дни, хотя их в средней полосе и не бывает много, может обеспечить полноценный и равномерный прогрев теплицы по всей ее площади.
https://youtube.com/watch?v=8hkXdI3viSc
Для того, чтобы солнечное отопление действительно было эффективным, необходимо регулярно очищать снег и крыши от снега и грязи, а землю со всех сторон, кроме северной застелить рубероидом.
Водяное отопление
Принцип такой системы отопления идентичен отоплению в жилых домах, где горячая вода циркулирует по трубам, отдавая тепло. Только в этом случае трубы пролегают по грядкам между растениями. Идеально, если теплица примыкает к строению, где уже функционирует система водяного отопления, тогда просто придется продлить трубы.
Сложнее, если теплица – отдельно стоящее здание, тогда потребуется прокладка всей системы от основания. Самым главным недостатком водяного отопления является риск промерзания труб
Электрическое отопление
Самый простой вид отопления, требующий только точки подключения, но в некоторых случаях и самый расточительный.
На сегодняшний лень существует несколько видов представителей электрического отопления – инфракрасные лампы, ультрафиолетовые лампы, кондиционеры, радиаторы и т.д. Но каждый из них требует, что вы контролировали состояние воздуха в помещении теплицы и вовремя предотвращали его пересушивание.
Газовое и печное отопление
Газовое отопление в большинстве случаев самый оптимальный по финансовым расходам вариант, при условии, что теплица будет подключена к системе газообеспечения. Отапливаться баллонами невыгодно и нерационально.
Печное отопление – идеальный вариант для небольших теплиц. Кроме того, печи подходит любой вид топлива – от дерева и бумаги до угля. При использовании последнего варианта обеспечен самый высокий КПД сгорания, в связи с чем в теплице длительное время будет тепло, даже после того, как печка «прогорит».
Для того, чтобы вы наглядно смогли увидеть принцип работы, предлагаем посмотреть, какое рекомендуют отопление теплицы из поликарбоната зимой видео.
Печное отопление теплицы
Еще один технический способ обогревания парников подразумевает установку специальных печей. Эти конструкции подходят для помещений с площадью в 15 квадратных метров.
Существует два вида технологий отопления для теплиц с помощью печей.
Первый вариант
Самый простой вид такого оборудования состоит из самой печки, горизонтального дымохода и дымовой трубы. Для сохранения овощей или рассады от копоти и дыма отверстие самой топки желательно выводить наружу в тамбур теплицы.
Для сохранения овощей от копоти и дыма отверстие самой топки желательно выводить наружу в тамбур теплицы. Нажмите для увеличения.
Канал дымохода, который прокладывается под стеллажами, нужно уложить с небольшим завышением относительно трубы (примерно в 1.5 см на каждый метр длины такой дымоходной трубы).
Это обеспечит более эффективную тягу. У входа в канал для отвода продуктов горения следует оставлять вьюшечное отверстие для прочистки или же для прогревания трубы дымоходного канала перед протапливанием печи в плохую погоду и с малой тягой.
Между печью с дымоходом и стенами парника должно оставаться не менее 25 см, а от стеллажа до верха дымохода необходимо минимальное расстояние в 15 см.
Установленную печь, дымоходный канал и трубу лучше побелить известью, это в последующем поможет легче обнаруживать трещины.
Отопление теплицы зимой при помощи такого вида печи, в отличие от электрических обогревателей, будет более экономически выгодным.
Второй вариант
Перед тем как сделать отопление в теплице таким способом, нужно взять бочку с большой емкостью в 3 кубических метра. Она послужит основой будущего оборудования для обогрева парника. Изнутри бочка окрашивается в два слоя.
Внутри бочки проделываются отверстия для дымохода, расширительного бака, печки и сливного крана. Сама печь устанавливается внутрь бочки. Дымоход выводится на улицу, на высоту до 5 метров.
Сверху на бочке монтируют расширительный бак, объемом в 20 литров, его можно сварить из обычного листового железа. Для такой отопительной системы используют профильные трубы 40х20х1.5, их нужно разложить по земле на расстоянии в 1-1.2 метра, чтобы грунт у корней растений хорошо прогревался.
Внизу бочки необходимо разместить сливной кран, его можно использовать также и для капельного полива, когда вода остынет. Контролирование температуры в таком парнике можно осуществлять при помощи специальных электронных датчиков.
Зачем необходимо отапливать теплицу
На протяжении года можно выращивать многочисленные культуры независимо от географического расположения региона. Для этого рекомендуется соорудить просторный парник, который будет отапливаться в холодную пору, создавая для растений весьма благоприятный микроклимат.
Кто-то может посчитать, что будет достаточно построить утепленные и паронепроницаемые поверхности (крышу, стены). Однако при очень низких температурах, спустя некоторое время, теплый воздух просочится наружу и сменится более холодным. Таким образом без вспомогательных средств поддержать подходящую обстановку (около 17-20 градусов) будет практически невозможно.
Список литературы […]
- ASHRAE Fundamentals volume. 1997
- Manual J Residential Load Calculation. ACCA. 1986
- Indoor Agriculture: HVAC System Design Considerations. Trane Engineers Newsletter volume 48-3. 2019
- Grow Room Load Determination. Application Note 25. Desert Aire’s. 2019
- Grow Room Environmental Control. Application Note 26. Desert Aire’s. 2019
- HVAC Systems and Grow Room Energy Usage. Application Note 27. Desert Aire’s. 2019
- Vapor Pressure Deficit and HVAC System Design. Application Note 28. Desert Aire’s. 2019
- Hyung-Kweon Kim etc. Estimation of Thermal Performance and Heat Loss in Plastic Greenhouses with and without Thermal Curtains. Energies article. March 2018
- ANSI/ASHRAE Standard 62.2-2013, Ventilation and Acceptable Indoor Air Quality in Low-Rise Residential Buildings