Опалення теплиці – одна з ключових умов стабільного розвитку теплолюбних рослин в зимовий період. Збалансований мікроклімат дозволяє щорічно збирати 2-3 врожаї, що в північних регіонах при стандартній температурі без штучного обігріву неможливо. Залишається лише визначитися з відповідною системою регулювання параметрів мікроклімату. Як показує практика, повітряне опалення теплиці є оптимальним рішенням і в плані конструктивно-технічного виконання, і з точки зору сумісності з найбільш популярними культурами, які вирощують в закритих умовах.
Загальні вимоги до зимового опалення теплиці
Мікрокліматичні вимоги до облаштування тепличних і парникових господарств визначаються документацією СП 60.13330, в якій поєднуються правила організації опалення та вентиляції. В контексті розгляду повітряної системи обігріву цей звід правил особливо актуальне. Отже, до основних вимог належать такі:
- При організації систем опалення та вентиляції слід враховувати вплив обладнання не тільки на рослини, а в комплексі – на ґрунт, вологість, швидкість циркуляції повітряних потоків і т. д.
- Опалення бажано організовувати таким чином, щоб воно передбачало і природний обігрів крім штучного. Тобто конструкційно навіть в зимовий період повітряне опалення теплиці слід поєднувати з надходженням прямих сонячних променів.
- З точки зору можливостей регуляції мікробіологічного балансу бажано поєднувати водяне та повітряне опалення. Цей варіант, зокрема, дозволить забезпечити і більш інтенсивний обігрів грунту.
- Важливо дотримуватися рівномірність обігріву повітря. На рівні заввишки до 1 м від земної поверхні повинна бути організована подача тепла в обсязі не менше 40%. Зниження цього коефіцієнта допускається в технологічних дільницях та місцях з рослинами, які в принципі не вимогливі до обігріву.
Що таке система повітряного опалення?
Даний вид опалювальної системи працює за принципом циркуляції нагрітих повітряних потоків. Тобто має бути реалізовано два технологічних процеси – нагрівання і рух повітря. Чому дана система виправдовує себе як засіб регулювання тепличного мікроклімату? Як відзначають фахівці, такий спосіб обігріву швидше всіх дозволяє отримати достатню температуру повітряного середовища саме у всьому просторі приміщення. На це в середньому йде кілька хвилин, хоча конкретний час залежить від зовнішньої температури. З іншого боку, важливий і фактор швидкого охолодження після прогріву. При повітряному опаленні теплиці спостерігається інтенсивне падіння температури після відключення нагрівання, що також слід враховувати. Це пов’язано з тим, що у повітря невелика теплоємність – він швидко прогріває простір, але й так само швидко втрачає акумульований потенціал теплової енергії.
Особливості повітряного опалення в теплиці
Як видно, у систем повітряного опалення є свої плюси і мінуси. У даному випадку варто докладніше розглянути експлуатаційні особливості цього способу обігріву теплиці. В першу чергу треба враховувати, що вплив повітряних мас не просто є засобом регуляції температури. Свого роду генерується вітер може як позитивно, так і негативно впливати на стан певних сортів рослин. З цієї причини повітряне опалення теплиці розглядається з точки зору вимог до вентиляції. Безумовним позитивним аспектом цієї функції можна назвати провітрювання, яке в будь-якому разі повинно бути організовано разом з іншим інжинірингом тепличного господарства.
Тепер варто повернутися до аккумуляционным здібностям повітря. З цієї позиції доречно порівняти, який вибір буде краще для опалення сучасних промислових теплиць – повітряна чи водна система? Рідина, що циркулює в контурах обігріву, довше утримує теплову енергію, хоча і вимагає більше часу на прогрів. Можна згадати й більш високі енергетичні витрати на прогрів антифризу в контурах, але і ці вкладення можуть окупитися високою теплоємністю води, яка віддає своє тепло трубах і радіаторів. Тобто плюси рідинного опалення очевидні, але не варто поспішати з висновками. Справа в тому, що повітря є істотний плюс теплоізолятора, який особливо виражений у теплиці із стільникового полікарбонату. Контури з водяним обігрівом практично не впливають на теплу функцію стосовно до стін споруди, але повітряна середовище виступає природним бар’єром, створюючи ізоляційний буфера в будь-яких конструкціях з порожніми комірками.
Варіанти технічної реалізації системи повітряного опалення
Принциповий вибір технології організації повітряного опалення буде полягати у визначенні того, яке саме обладнання ляже в основу системи. Якщо говорити про спеціалізовані агрегатах, то до них відносяться теплові гармати (вітрогенератори), електричні калорифери і конвектори. Відразу треба підкреслити, що всі ефективні способи повітряного опалення теплиці тією чи іншою мірою передбачають витрату інших енергетичних ресурсів. Генераторні системи можуть працювати і на рідинному паливі, але найкраще віддавати перевагу електромоторів. Навіть якщо відкинути екологічні фактори, які є визначальними, електричні системи в будь-якому випадку буде вигравати за рахунок оптимізованих розмірів, ергономічності і безпеки при експлуатації. Звичайно, є нюанс високих енерговитрат, оскільки електрику досі вважається самим дорогим засобом підтримки функції опалювального обладнання. Але якраз у випадку з повітряними тепловими генераторами це не настільки відчутний недолік.
Розрахунок повітряного опалення теплиці
Основний шуканої одиницею розрахунку у даному випадку є потужність обігрівача. Більш розгорнутий перелік вихідних даних у промислових оцінках дозволяє також визначати оптимальні показники швидкості циркуляції і параметри для точного зонального обігріву, але в приватному господарстві буде достатньо і простого розрахунку по потужності. Для початку варто визначитися з вихідними даними, актуальними для визначення теплової потужності обладнання. Йдеться передусім про нормативних показниках температури, під яку підбирається система:
- Необхідний температурний режим всередині теплиці – близько +5 °C.
- Температурний режим зовні – в діапазоні -20…-30 °C.
- Ширина конструкції – 2,5 м.
- Висота конструкції – 2 м.
- Довжина конструкції – 5 м.
- Матеріал виготовлення стін – полікарбонат або подвійне засклення товщиною 5-7 мм
Це стандартні і усереднені вихідні параметри, для яких діє наступний розрахунок повітряного опалення теплиці за потужністю – обсяг приміщення, помножений на 1 кВт потужності і поділений на коефіцієнт 2. Іншими словами, 25 м3 * 1 кВт / 2 = 12,5 кВт. Це оптимальна теплова потужність з запасом, якого буде достатньо при установці обладнання на піковий режим обігріву в умовах сильних морозів. Тепер варто перейти до розгляду організації опалювальної системи різними способами.
Застосування теплової гармати для опалення
Агрегат сам по собі є проміжним обладнанням між промисловими і побутовими пристроями, що використовуються для генерації теплого повітря. Вітрогенератори, зокрема, застосовуються на дачах і будмайданчиках не тільки для обігріву, але і в цілях зміни температурного режиму при виконанні технологічних завдань. Дана специфіка експлуатації обумовлена можливістю напрямки потоків, що може бути корисним і стосовно облаштування теплиці. Розміщення теплової гармати не вимагає особливих технічних операцій – головне, підготувати надійну і рівну базу, на якій буде зафіксована несуча конструкція обладнання. Як показують відгуки про повітряному опаленні теплиці цього типу, найкращого результату можна досягти при точковому розміщенні декількох агрегатів середньої потужності. Причому позиції деяких моделей можна організувати в підвісній варіанті, що дозволить точково і без перешкод направляти повітряні потоки на конкретні ділянки. Однак є і суттєві недоліки у теплових гармат. По-перше, вони інтенсивно спалюють кисень, роблячи повітря більш сухим і небажаним для рослин. По-друге, у вихідний частини такого обладнання потоки зазвичай перегріті незалежно від встановленого робочого режиму, що накладає обмеження по установці корпусів.
Застосування електричного конвектора для опалення
З точки зору конструкційного виконання оптимальний варіант. Це невеликі, зручні в управлінні і практично не потребують монтажних заходів прилади для делікатного обігріву. Зовні конвектор схожий на ту ж теплову гармату, але принцип дії має суттєві відмінності. Природна конвенція з подачею повітря через кожух і розпиленням потоків зсередини не пересушує повітря. Наприклад, деякі конструкції передбачають внутрішнє зволоження теплоносія, що можна розглядати і як допоміжну функцію мікрокраплинного поливання. Хоча треба враховувати і правила організації поливу як такого. Для системи повітряного опалення теплиці взимку незбалансована функція зволоження досить ризикована. У будь-якому випадку паралельно з обігрівом і вентиляцією повинна передбачатися повноцінна водопровідна мережа поливу з розривом струменя не менше 50 мм.
При організації опалення за допомогою електричного конвектора важливо забезпечити надійну ізоляцію обладнання. Якщо теплова гармата спочатку розраховується на суворі умови експлуатації навіть на відкритому повітрі, то конвектори – це прилади для експлуатації в приміщеннях. Додатково захистити від зовнішніх факторів впливу повітряне опалення теплиці своїми руками можна за допомогою ізоляційних матеріалів. Оптимальним рішенням стане багатофункціональний гідро – і теплоізоляційне покриття, яке вбереже від забруднень і температурно-вологісних перепадів.
Повітряне опалення на основі автомобільного радіатора
Домашнім майстрам варто запропонувати і зовсім бюджетний спосіб організації ефективного опалення без спеціалізованого обладнання. Якщо тільки не брати в розрахунок старий радіатор, який присутній в будь-якому автомобілі. Зрозуміло, він повинен бути в робочому стані та мати цілісну конструкцію. Змонтувати повітряне опалення теплиці своїми руками з автомобільного радіатора можна за допомогою комп’ютерного блоку, електротехнічної проводки від ВАЗ і сантехнічних патрубків. Також слід підготувати кріплення для фізичної установки конструкції в підлогової або підвісний конфігурації.
Сам процес монтажу виконується на підготовленому майданчику, до якої повинні бути підведені труби теплоносія. Власне, завдання радіатора буде полягати в розподілі теплових потоків, а джерелом обігріву може виступати домашній котел з гілкою трубопроводу, підведеної до теплиці. У побутових умовах повітряне опалення теплиці з авто радіатора рекомендується організовувати з попутним рухом теплоносія. Для зручності управління потоками можна підключити циркуляційний насос і зворотний патрубок з відводом повітря.
Можливості влаштування комбінованої системи тепличного опалення
Є кілька концепцій комбінованого опалення. Мова може йти про суміщення декількох систем для обігріву конкретно рослин, і про гібридної системи, обслуговуючої одноразово кілька різних функціональних зон тепличного господарства. Обидва варіанти з більшою ймовірністю будуть передбачати опалення теплиць повітряним і електричним способом – це оптимальна схема, в яку органічно вбудовується і підлоговий обігрів, і конвектори з тепловими гарматами. Окремо можна ввести в інфраструктуру і вітрогенератори зразок автомобільних радіаторів.
Дещо складніше ситуація з комбінованим обігріванням зелених насаджень. Розширювати комплекс повітряного опалення має сенс за рахунок коштів підігріву ґрунту з прямим впливом на кореневу систему. Як же реалізується повітряне опалення землі в теплиці? Єдиний спосіб полягає в прямому напрямку теплих потоків на грунт, причому для цього повинна бути відведена окрема зона без рослинності. Цей варіант малоефективний, тому повітряний обігрів приміщення поєднують з водяним опаленням. На глибині 20-40 см прокладаються тонкі поліпропіленові труби з дренажним шаром з піску і дрібного щебеню. За ними організується циркуляція теплоносія з температурою 70-80 °С. Така комбінація повітряного і водяного обігріву має поліпшити систему вегетації рослин, що прямо відіб’ється і на врожайності.
Висновок
Раціонально організований опалювальний комплекс у теплиці забезпечить основну функцію створення сприятливого мікроклімату і в той же час не буде занадто витратним. Перед виконавцем стоїть відповідальна і непроста задача суміщення обігріву повітряного середовища та ґрунтового покриву. Запорукою успіху стане спочатку продумана схема конструкційного та енергетичного забезпечення інфраструктури опалення теплиці. Повітряний та електричний способи обігріву в поєднанні з циркуляцією водяного теплоносія дозволять організувати оптимальну систему регуляції мікроклімату. Для зручності її експлуатації варто включити в керуючий комплекс автоматичні засоби контролю, датчики вологи і температури. Крім того, не варто забувати, що розвиток рослин особливо в закритих приміщеннях в значній мірі залежить і від освітлення, яке разом з водопостачанням та опалювальною системою бажано розраховувати в єдиному проектному рішенні.
