Делаем геотермальное отопление теплицы своими руками

Основная задача теплицы – формирование микроклиматических условий, необходимых для полноценного роста сельскохозяйственных культур или цветов. Достигается это путем формирования защитного каркаса из теплоизоляционных материалов. Конечно, если температура снаружи достигнет серьезных отрицательных значений, одним каркасом обойтись уже не удастся. На выручку придет геотермальное отопление теплицы, по праву называемое одной из наиболее эффективных и современных систем подогрева.

Рабочий принцип

Ученые установили, что глубокие слои грунта даже в зимнее время не охлаждаются ниже плюса пяти градусов. В комбинации с солнечным светом, этого тепла вполне достаточно для обеспечения достаточно высокой температуры внутри помещения.

В почве монтируется комплекс коммуникаций, благодаря которым подземное тепло нагревает теплоноситель, поднимающийся наверх, распространяющийся по трубам и радиаторам, расположенным внутри конструкции.

Если точно рассматривать конструкцию, то в ее составе имеются два контура:

• Первый контур расположен ниже точки промерзания грунта, именно он осуществляет сбор тепловой энергии;
• Второй контур заполнен теплоносителем, будь то специальная жидкость или простая вода, распространяющимся по трубам и радиаторам.

Преимущества выбора

*
Конечно, обустройство такой системы своими руками предполагает значительные объемы земляных работ, монтаж труб и прочих элементов, что связано с большими временными и финансовыми вложениями. Тем не менее, положительные стороны полностью перекрывают эти особенности:

• В процессе использования полностью отсутствуют какие-либо расходы, так как применяется энергия, вырабатываемая естественным путем;
• Система независима от внешних факторов, полностью автономна и не нуждается в регулярном обслуживании со стороны человека;
• Идеальные микроклиматические условия формируются в течение всего года;
• Техника контролирует не только температуру, но и корректирует уровень влажности, обеспечивает эффективный воздухообмен;
• Воздух дополнительно насыщается углекислотой, необходимой в процессе фотосинтеза;
• При соблюдении нехитрых эксплуатационных правил оборудование проработает, по меньшей мере, 50 лет.

Особенности обустройства

Удивительно, но вполне можно организовать геотермальное эффективное отопление теплицы своими руками. Важно помнить, что процесс начинается с земляных работ, то есть оснастить системой уже готовое сооружение невозможно. Как показывает практика, реальная экономическая эффективность такого выбора проявляется в том случае, если площадь отапливаемого сооружения составляет более 50 квадратных метров (чем больше, тем лучше). Итак, если вы предпочли действовать своими руками, ориентируйтесь на следующую инструкцию:

• Оцените свой участок, чтобы выбрать наиболее подходящее место для начала строительства. Габариты участка по всем измерениям должны быть примерно на треть больше размеров теплицы. Среди рекомендуемых требований также отсутствие буйной растительности, кустарников, деревьев и построек различного назначения. Убедитесь, что к участку можно организовать подъезд тяжелой техники для земляных работ и подвоза материалов, в противном случае, придется заниматься всем этим вручную.
• Подготовка котлована. Рекомендуемая глубина рытья для северных регионов – около 320 сантиметров, для южных областей это число может быть меньше почти на метр. Самый верхний почвенный слой толщиной до 30 сантиметров необходимо сохранить, глина может быть вывезена. Рытье ведется в форме трапеции или прямоугольника, образующиеся стены не крепятся, дно выстилается 15 сантиметрами щебня и 30 – песка, на откосах ямы, находящихся ниже 70-сантиметровой отметки, укладывается полистирол.
• Прокладываются трубы. Для точности стоит своими руками предварительно натянуть веревочки, повторяющие конфигурацию будущей системы. В качестве труб вполне подойдут стандартные канализационные изделия диаметром 11 сантиметров. Фиксация труб ведется проволокой из стали холодного проката, особо усердствовать не стоит, конструкция не находится под большой нагрузкой. Расстояние между отдельными трубами – 50 сантиметров, сразу формируются и вертикальные ответвления. По завершении этого этапа можно своими руками или тяжелой техникой засыпать котлован до отметки ниже метра по отношению к верхнему слою земли.
• После того, как засыпка котлована до определенной отметки завершена, можно переходить к финальной стадии – покрытию области, на входящей в площадь теплицы, плитами полистирола и засыпке ее дерном. Таким образом, внутри самой теплицы образуется небольшая ямка глубиной около 80 сантиметров. Данная ямка усиливается опалубкой, выстилается теплоизоляцией, выкладывается плодородной почвой, чтобы конечная глубина уменьшилась примерно до 35 сантиметров. После возведения своими руками теплицы оконечности труб выводятся на 40 сантиметров выше ее крыши. На трубах можно монтировать и обычные вентиляционные грибки, и вентиляторы для усиления тяги. С целью защиты от попадания насекомых рекомендуется оснастить патрубки москитными сетками с размерами ячеек около 0.3 миллиметра.

Подведем итоги

Не стоит пугаться внушительного фронта работ. Опыт демонстрирует, что с нулевого цикла до установки фильтров проходит около 3 недель, что, с учетом полувековой эксплуатации системы, – срок просто ничтожный. Подобные схемы широко используются в регионах с морозным климатом, в числе лидеров – Гренландия, обширная территория которой всегда скрыта под слоем снега. Помните, что один раз потратив 3 недели, более вы не будете уделять системе ни минуты. Для корректной эксплуатации не нужно никаких внешних воздействий, достаточно лишь изредка очищать засорившиеся москитные сетки.

Воздушная система отопления и кондиционирования теплиц с использованием геотермального источника энергии

За счет современных инженерно-коммуникационных достижений мы имеем возможность реализовывать тепличное отопление с помощью довольно оригинального метода, в основе которого лежат энергоресурсы, получаемые за счет возобновляемых источников, и законы природы.

Преимущества геотермального отопления

Отопительная система нужна для того, чтобы поддерживать в помещении ту или иную температуру, оптимальную для созревания выращиваемых культур. Зимой на улице холодно, и потому парниковый эффект растения не спасет. Значит, необходим дополнительный источник тепла, который обеспечивал бы благоприятный микроклимат. Отопительная система должна помимо высокой производительности отличаться также и экономичностью.

Упоминание о новых способах альтернативного энергосбережения у многих вызывает скептическую ухмылку. Многие считают, что получить энергию даром невозможно. Однако системы геотермального отопления являются ярким доказательством того, что это не так. При всей сложности исполнения, у подобных систем есть большое количество достоинств, которые полностью «перекрывают» все их минусы:

— Они полностью автономны и независимы от поставок источника энергии.

— Их эксплуатация не требует никаких затрат.

— Периодические ремонтные работы, согласование, обслуживание – установив подобные системы, вы забудете обо всем этом.

— Если правильно их обустроить, такие системы прослужат более 50 лет.

— Нужный климат поддерживается на протяжении всего года.

— Данная система – дополнительный источник CO2.

— Возможность создания сбалансированного, мягкого климата, при этом помещение вентилируется равномерно, а влажность регулируется в автоматическом режиме.

Как сделать геотермальный агрегат своими руками?

Разобравшись, что такое отопление от земли, как работает насос, стоит продумать варианты изготовления оборудования своими руками.

Простых способов два:

• Из холодильника. Мастеру потребуется снять змеевик, расположенный на задней стенке агрегата. Чтобы сделать из змеевика конденсатор, деталь устанавливается в прочную тару из усиленного пластика или металла – главное, чтобы материал переносил пониженные и повышенные температуры. Теперь на всю конструкцию закрепляется компрессор, а в качестве испарителя используется пластиковая бочка. Систему соединить, оснастить схему полипропиленовыми трубами, которые присоединены к отопительной магистрали дома, можно запускать схему в работу.
• Из кондиционера. Тут меняются местами блоки наружный и внутренний. Испаритель не потребуется, он уже встроен во внутренний модуль, а конденсатор для передачи тепловой энергии стоит в наружном модуле. В систему нужно поставить четырехходовой клапан, а для источника тепла используется вода, воздух.

На заметку! Если делать геотермальное отопление дома своими руками с помощью кондиционера, мастеру может потребоваться помощь специалиста – установка четырехходового клапана требует опыта.

Тепловые насосы продаются в магазине, причем фабричные изделия могут оснащаться дополнительными функциями. Стоят насосы дорого, а учитывая затраты на все элементы контура, следует попытаться сделать насос из холодильника или кондиционера. Иногда мастера разбирают старые кондиционеры, затем из деталей комплектуют стандартные системы с испарителем, компрессором и конденсатором – схема простая, особого опыта не требует и обходится намного дешевле покупного насоса.

Обустройство геотермальной конвекции. Что для этого потребуется

Оснастить геотермальной конвекцией уже готовую теплицу невозможно, кроме того, это и невыгодно, поскольку система после подобной модернизации не сможет похвастаться такой же эффективностью, как созданная на этапе проектирования.

В первую очередь необходимо определиться с участком, который для этого подходит. Обычно такие системы используются в больших оранжереях/теплицах, в которых цветы или овощи выращивают на протяжении всего года. Они будут выгодны только в случае, если площадь теплицы составляет не менее, чем 50 м2. Сделать их работу еще более эффективной позволит как можно большая площадь. Потому размеры будущего строения должны быть известны с самого начала.

Размеры выбранного участка должны превышать габариты будущей теплицы. Он не должен содержать других построек, на нем не должны расти деревья, поскольку на начальном этапе работ здесь нужно будет вырыть большой котлован. Площадь плана должна превышать площадь будущей постройки раза в три, а то и больше, при этом данная зависимость соблюдается в линейных размерах. Например, длина и ширина теплицы составляют 12 и 6 метров соответственно, в таком случае длина и ширина участка равняется 8 и 16 метрам. Если габаритные размеры превышают четырнадцать метров, площадь котлована увеличивается не больше, чем на три с половиной метра. Например, длина и ширина теплицы 20 и 16 метров, значит, необходимо вырыть котлован 23,5 х 19,5 м.

Что представляют собой подготовительные работы? Прежде всего, необходимо позаботиться о том, чтобы вырытая земля располагалась возле возводящейся теплицы. Если копать грунт лопатой нет возможности, необходимо сделать так, чтобы к месту мог подъехать экскаватор. Для сооружения отопительной системы вам понадобится мелкий щебень, речной песок, плиты, сделанные из такого материала, как вспененный полистирол, узловые соединения к трубам и сами 110-миллиметровые сантехнические трубы, бутовый кирпич.

Что касается стоимости материалов, точную цифру указать невозможно, но ориентируйтесь на 120-140 долларов за м2 готовой постройки. К слову, плотность подземных коммуникаций обратно пропорциональна «теплоте» климата.

Водяное и воздушное отопление теплиц. альтернативные системы

Использовать теплицы круглогодично можно лишь позаботившись о хорошей системе отопленияВсе больше людей предпочитают выращивать овощи для своего стола самостоятельно. К сожалению, в наше время только это может гарантировать экологическую чистоту продуктов. Кроме того, это неплохой бизнес.

Обустроив закрытые грядки на своем участке, вы сможете не только круглый год есть свежие овощи и фрукты, но и поставлять их на продажу. Однако для того, чтобы эксплуатировать теплицу постоянно необходимо позаботиться о ее обогреве.

Для отопления теплицы можно использовать разные системы: водяные, воздушные, на биотопливе или солнечной энергии. О подготовке парника к сезону, организации систем отопления и их видах и пойдет речь в данной статье.

Функциональные параметры

Функционирование отопительной системы главным образом характеризуется таким параметром, как число калорий тепловой энергии. Что касается детальных расчетов и выкладок, они в данном случае доступны исключительно для проектов, в основе которых лежит функционирование тепловых насосов. Поскольку нормативная база для отопительных геотермальных систем отсутствует, при ее создании следует пользоваться такими СниП’ами, как 2.04.05–91 и 23-01-99, которые касаются проектирования и монтажа климатсистем общего назначения.

Чтобы будущая система отличалась эффективностью, примите к сведению следующее: подземные воздуховоды устанавливают таким образом, чтобы плотность размещения равнялась 2,7 (или больше) м на 1 м2 полезной площади оранжереи/теплицы. Если данный параметр уменьшить, система будет не такой эффективной. А при стабильном климате лучше разместить подземные коммуникации более плотно.

Источники и принцип работы термального отопления

Чтобы получить отопление из земли, используется высоко- и низкотемпературный источник. Это может быть термальный источник с горячей водой, что встречается нечасто, или любая другая энергия, добываемая из земли, воды, воздуха. Добывается тепловая энергия насосом, который монтируется на поверхности, а теплообменник системы погружается в шахту.

Рассматривая термальное отопление, принцип работы которого основан на передаче тепловой энергии из земли, можно отметить, что постоянство прогрева достигается стабильностью плюсовых температур в толще грунта. Теплоноситель внешнего контура прогревается только до показателей внешней среды грунта, затем энергия передается в тепловой насос, где аккумулируется и направляется для обогрева дома.

На заметку! Размеры теплового насоса не превышают размеров стиральной машины. Для питания требуется электроэнергия. На 1 кВт электрической энергии насос вырабатывает до 5 кВт тепловой энергии, а электрокотел всего 0,09-0,99 кВт тепловой энергии на 1 кВт электричества.

Работы по установке системы

Что касается продолжительности работ, они могут длиться 2-4 недели. Наиболее сложный этап – выемка грунта, для этого, скорее всего, придется нанимать специальную технику, а вот монтаж сети коммуникаций своими руками выполнить очень легко.

Глубина котлована должна быть пропорциональной глубине промерзания почвы зимой. Для нормального функционирования системы вполне достаточно 3-3,3 метров, однако если она монтируется в регионах с теплым климатом, данную цифру можно и уменьшить. Плодородный слой грунта снимают (около тридцати сантиметров) и сохраняют, а почва с глиняными вкраплениями и глина вывозятся. Котлован роется в форме трапеции или прямоугольника, стенки не крепятся. Котлованные откосы на глубине Читайте также: Северный Таиланд. Посещение Черного Дома.

После укладывают воздуховоды. Поливинилхлоридные сантехнические трубы, диаметр которых равняется 110 миллиметрам, прикрепляются шестимиллиметровой холоднокатаной проволокой к подготовленной постели. Прокладку выполняют по предварительно намеченному контуру пролегания, который обеспечит нужную плотность размещения системы. Оптимальным вариантом укладки труб будет такой способ, как «змейка» (трубопровод разбивается на участки, ширина которых не превышает полтора – два м). Трубы укладываются на 30-50-сантиметровом расстоянии от котлованных стенок. Все воздуховодные участки обладают тройниковым соединением с 3-мя раструбами, расположенным в центре. Центральное ответвление от этого соединения выводят наверх по продольной оси будущей теплицы. Допускается отклонение на запад, не превышающее полметра.

Боковые отводы сегментов тоже выводят наверх. От стен будущего сооружения их должно отделять 20-25 сантиметров. Центральные ответвления и боковые отводы плотно глушат при помощи заглушек из пластика либо полиэтиленовых мембран. Что касается участков системы, расположенных вертикально, они фиксируются у основания при помощи присыпки. По окончании монтажных работ котлован засыпают до верхней границы слоя, выполняющего роль теплоизолятора (до 0,7 м от грунтовой поверхности). Нужно следить за тем, чтобы ответвления, которые выходят на поверхность, располагались строго вертикально.

После того, как котлован будет засыпан, площадь, выходящую из границ периметра оранжереи или теплицы, покрывают пенополистиролом, а после засыпают черноземом так, чтобы он сравнялся с уровнем почвы. Внутри будущей постройки появится приямок, глубина которого составит 90 см. Его стены крепятся с использованием щитовой опалубки, а затем изолируются снаружи плитами ППС. В тепличное углубление насыпают чернозем. Необходимо, чтобы поверхность почвы располагалась на 35-40 см ниже земли, находящейся вокруг теплицы. Когда оранжерея или теплица будут построены, приступают к наращиванию центрального ответвления воздуховода, при этом необходимо, чтобы расстояние между концами труб и уровнем крыши составляло 30-35 см. Что касается боковых ответвлений, их либо обрезают до 10.15 см от уровня земли, либо не трогают вообще.

Рабочий принцип

Ученые установили, что глубокие слои грунта даже в зимнее время не охлаждаются ниже плюса пяти градусов. В комбинации с солнечным светом, этого тепла вполне достаточно для обеспечения достаточно высокой температуры внутри помещения.

В почве монтируется комплекс коммуникаций, благодаря которым подземное тепло нагревает теплоноситель, поднимающийся наверх, распространяющийся по трубам и радиаторам, расположенным внутри конструкции.

Если точно рассматривать конструкцию, то в ее составе имеются два контура:

• Первый контур расположен ниже точки промерзания грунта, именно он осуществляет сбор тепловой энергии;
• Второй контур заполнен теплоносителем, будь то специальная жидкость или простая вода, распространяющимся по трубам и радиаторам.

Воздухообмен

Так как для нормального функционирования системы принудительный воздухообмен во многих случаях не нужен, на отводы, которые выходят на поверхность, можно установить обыкновенный вентиляционный грибок. Для предотвращения сильных температурных перепадов и улучшения рабочих показателей можно установить самодельный вытяжной вентилятор, а также фильтрующее приспособление. Установка, выполняющая принудительный воздухообмен, также фильтрует воздух. Ее можно сделать своими руками, руководствуясь эффективной и несложной схемой.

Способы реализации геотермальной установки

Такое отопление отличается между собой по способам установки теплообменника. На сегодня используются три разновидности:

1. Вертикальный теплообменник: отличается компактностью и более высокой себестоимостью установки в сравнении с другими видами. Для установки вертикального теплообменника не нужно использовать большую площадь, но понадобится использование специализированных бурильных установок. В зависимости от выбранной технологии глубина готовой скважины может достигать показателя до 200 метров, минимальный показатель — 50 метров. Срок службы системы составляет до одной сотни лет. Выгодно устанавливать такой вид геотермального отопления в случае монтажа на уже обустроенном участке. Ландшафт местности останется практически не тронутым.
2. Горизонтальный теплообменник: такой тип используется довольно часто. При монтаже горизонтального теплообменника трубы укладываются на большую достаточно глубину, которая обязательно превышает уровень промерзания грунта. Основной минус использования именно такой разводки заключается в том, что под монтаж коллектора необходимо использовать большую площадь. Трудно проложить такую систему на уже обустроенном участке.
3. Водоразмещенный теплообменник: такая установка является наиболее экономной по затратам среди всего разнообразия геотермального отопления, так как работает за счет энергии водных массивов. Такая система актуальна для тех домовладельцев, у которых на расстоянии сотни метров есть какой-либо водоем. Такой теплообменник наиболее выгодный, что делает его монтаж наиболее целесообразным среди всех разновидностей подобного отопления.

Антимоскитные сетки. Как избавляться от конденсата

Для того, чтобы в систему не попадали пауки, муравьи и другие насекомые, применяют москитную сетку (2 слоя), размер ячеек которой варьируется от 0,2 до 0,4 миллиметров. Желательно натянуть ее на пяльцах, сделанных своими руками, после чего она вклеивается в футляр, где расположен вентилятор.

Температура почвы и воздуха неодинакова, потому возможно возникновение конденсата в трубопроводе. Предотвратить его образование можно, просверлив в трубах отверстия (10-15 штук на погонный метр), диаметр которых составляет пять миллиметров. Закладывая трубу, располагайте ее отверстиями вниз. Регулировка влажности воздуха может выполняться при помощи подлива в сегменты воздуховода трех – пяти литров воды.

Отопительная система теплиц, в основе которой лежит воздушная конвекция – это наиболее выгодный метод подержания стабильно теплого климата, пригодного для выращивания различных культур. Она не требует особого ухода, необходимо лишь время от времени очищать москитные фильтры. Такие теплицы представляют собой полностью автономное климатоборудование.

Применяем тепло земли для отапливания дома

Энергия земли для отапливания дома

сейчас применяется нечасто – очень многие люди предпочитает использовать классические источники энергии. Но расценки на горючее регулярно становятся больше, а залежи газа, угля и нефти когда-то, пускай даже спустя много лет, но завершатся. Из-за этой причины появляется необходимость искать альтернативные тепловые источники, в особенности — тепло земли для отапливания дома.

Обогрев дома теплом земли является одним из лучших если сравнивать с солнечной и ветряной энергетикой. В странах Европы прямо сейчас очень популярны гелиосистемы, разрешающие применить лучи солнца для отапливания дома и подогрева воды (прочтите также: «Гелиосистемы для отапливания собственными руками»). Но их использование ограничено – если в государствах с тёплым климатом их хватает для настоящего обогревания жилья, то в регионах с климатом умеренных широт очень много пасмурных дней. Более того, солнечные коллекторы должны содержать приличную площадь и емкий теплоаккумулятор, и в результате создание отопительные системы обходится в немалую сумму (прочтите: «Солнечный обогревательный прибор собственными руками»).

Тоже не помешает иметь добавочный тепловой источник на случай затянувшейся непогоды. Энергия ветра тоже считается не очень хорошим вариантом: его сила меняется, а складочки ландшафта помогают появлению мест с неизменным штилем. Если применять тепло земли для отапливания дома, то добавочный энергетический источник не понадобится – в любой день почва на глубине от нескольких метров хранит стабильную температуру. Чем больше глубина погружения геотермального насоса, тем выше температура грунта, а исходя из этого, и результативность теплоснабжения (подробнее: «Геотермальное теплоснабжение: рабочий принцип на примерах»). Но не забывайте о глубине обмерзания – в самых разнообразных регионах она выделяется.