Тепло земли для отопления теплицы

Геотермальное отопление теплицы своими руками

Оптимальный климат является залогом эффективного функционирования теплицы даже в условиях абсолютной герметизации. Зимний период времени, характеризующийся понижением температур и действием парникового эффекта, обуславливает поиск дополнительных источников тепла, способных обеспечить оптимальный климат в замкнутом пространстве. Век инноваций позволяет отказаться от обустройства традиционной отопительной системы и воспользоваться системой альтернативного энергопотребления, к которой предъявляются повышенные требования. Именно поэтому она должна быть не только высокопроизводительной, но и максимально выгодной с экономической точки зрения. Геотермальное отопление, принцип работы которого основан на функционирующих законах природы и использовании возобновляемых ресурсов, максимально отвечает вышеперечисленным требованиям.

Содержание

Геотермальное отопление теплицы. Принцип работы

Геотермальное отопление теплицы проектируется с учетом того, что температура грунта, залегающего глубоко в недрах земли, в летний период находится в пределах 10-12 градусов, а в зимний — 6-8 градусов.

Она многократно увеличивается под действием парникового эффекта и энергии солнечного излучения, чего вполне достаточно, чтобы обеспечить оптимальные климатические условия в замкнутом тепличном пространстве. Таким образом, принцип работы системы геотермального отопления основан на использовании энергетического потенциала земли и многократном его приумножении с использованием специализированного оборудования.

Энергетический потенциал грунта и подземных вод преобразуется в тепло, впоследствии передаваемое на специализированный тепловой носитель.

Это происходит за счет работы тепловых насосов для геотермального отопления, с функциональной точки зрения, представляющих устройство, предназначенное для переноса и преумножения тепловой энергии, полученной от источника с более низким потенциалом. Современные геотермальные насосы являются высокотехнологичным, экологически чистым оборудованием, не выделяющим в процессе работы вредные вещества, приносящие вред человеческому организму и зачастую разрушающие озоновый слой.

Достоинства геотермальной конвекционной системы

Учитывая то, что к альтернативным методам получения энергии (коим является система геотермального отопления) зачастую относятся довольно скептически, конвекционная система геотермального отопления, очевидно, является приятным исключением. Несмотря на довольно сложный принцип монтажа и высокую стоимость оборудования для геотермального отопления, такие системы обладают огромным количеством весомых преимуществ, без проблем компенсирующих все материальные и трудовые затраты.

Рассмотрим основные из них:

1.Основное достоинство, благодаря которому стоит заняться оборудованием геотермальной отопительной системы – максимальная экологичность и высочайшая производительность при минимальном потреблении энергетических ресурсов;

2.Абсолютная независимость от электроэнергии: тепловые установки подобного профиля могут функционировать за счет потребления энергии воды, грунта или воздуха;

3.Длительный эксплуатационный срок – по мнению специалистов, стандартная геотермальная отопительная система может эффективно функционировать минимум в течение 50 лет;

4.Возможность постоянного поддержания оптимальных микроклиматических условий в теплице за счет регулирования относительной влажности воздуха, что обеспечивает создание мягкого и сбалансированного микроклимата с возможностью постоянного регулирования вентиляции и показателей влажности;

5.Способность беспроблемного обогрева помещения, характеризующегося большой площадью (более 150 кв. м), а также обеспечения его тепловодоснабжения.

Конструктивные особенности геотермальной системы отопления

Как упоминалось выше, сооружение систем геотермальной конвекции ассоциируется с определенными сложностями, основной из которых является размещение основных функциональных элементов системы глубоко под землей.

Сооружение альтернативной системы энергообеспечения связано с монтажом подземных коммуникаций, что обуславливает необходимость масштабной выемки грунта. Но, несмотря на это, сооружение геотермального отопления, стоимость оборудования для которого значительно ниже, относительно затрат, необходимых для организации электрического или газового отопления.

Конструктивные особенности геотермальной системы сложны лишь на первый взгляд, однако, вникнув в ее суть, можно без труда организовать систему альтернативного энергопотребления своими руками. Ее конструкция подразумевает наличие двух контуров, расположенных как в теплице, так и под землей. Первый требуется для отопления самого помещения, а второй необходим для сбора тепла в недрах земли, то есть, по сути, за счет него происходит тепловой обмен.

Установка описываемого теплообменника может осуществляться либо ниже точки промерзания грунтового слоя, либо в водоемах, для которых промерзание не свойственно. В трубу контура, расположенного под землей, заливают тепловой носитель, роль которого выполняет очищенная вода, либо вода, разбавленная антифризом в определенных пропорциях. Теплоноситель предназначен для сбора тепловой энергии глубоко в недрах земли, которая впоследствии передается тепловому насосу, снабженному двумя теплообменниками.

Последовательность действий при монтаже геотермальной системы

1.Перед тем, как заняться установкой геотермального отопления, необходимо создать его проект, который разрабатывается задолго до постройки теплицы. Однако важно помнить, что расчет плотности воздуховодов, которая должна быть не менее 2,7 м на квадратный метр отапливаемого помещения, также должен проводиться на этапе проектирования;

2.Далее на участке земли, выбранном под постройку теплицы, организовывают котлован, глубина которого соответствует уровню зимнего промерзания почвы (для средней полосы приблизительно 3 м). С данной задачей можно справиться как вручную, так и воспользоваться тяжелой строительной техникой;

3.Нельзя забывать про необходимость изоляции откосов котлована, которая производится с помощью пенополистирольных плит на глубине, равной 0,7 м. Впоследствии дно котлована последовательно засыпается мелким щебнем, 30-сантиметровым слоем песка и тщательно утрамбовывается;

4.В последующем особенности проекта предусматривают укладку воздуховодов, которая производится в соответствии с заранее подготовленными контурами. В роли воздуховодов выступают ПВХ трубы, диаметр которых составляет 110 мм, фиксируемые с помощью проволоки. Важно соблюдать расстояние от стен свежевырытого котлована, которое не должно быть меньше 30 см. Далее трубопровод мысленно разделяют на отдельные участки, равные 2 м, соединяющиеся в центре тройниками. Центральное ответвление по продольной оси выводится на поверхность;

5.Боковые отводы каждого из участков аналогично выводятся на поверхность и, также как и центральные, защищаются полиэтиленовыми мембранами. По окончании монтажа системы, ее необходимо присыпать землей до верхней теплоизоляционной границы;

6.Участок, площадь которого заведомо незначительно превышает площадь теплицы, по периметру покрывают пенополистиролом и засыпают грунтом;

7.Далее, собственно, необходимо заняться постройкой самой теплицы, и лишь потом нарастить центральные ответвления воздуховода таким образом, чтобы концевые участке труб располагались на расстоянии 30 см от крыши теплицы. Боковые ответвления при этом в наращивании не нуждаются;

8.На завершающем этапе монтажа на концевых отделах воздуховода производится установка вытяжного вентиляционного оборудования или фильтрующей установки.

5 видов подогрева грунта в теплице и как организовать систему своими руками

Садоводы и дачники, которые хотят собирать урожаи пораньше, высаживают рассаду в теплицу. В условиях закрытого грунта культурам не страшны перепады температур, затяжные дожди и возвратные заморозки. Однако многие не учитывают, что, кроме прогрева воздуха, в теплице необходимо организовать подогрев грунта. От температуры почвы напрямую зависит скорость роста растений, количество сформированных плодов и иммунитет к заболеваниям.

Для чего нужен подогрев в теплице

Подогревом почвы и продувкой теплиц теплым воздухом чаще занимаются фермеры, которые на протяжении всех сезонов выращивают овощи для последующей реализации. Однако и дачникам, которые занимаются культивированием растений только в весеннее и летнее время, такая процедура принесет пользу, особенно если участок расположен в регионах с холодным климатом.

К плюсам прогревания грунта в теплице относятся следующие моменты:

• высевать семена и высаживать рассаду можно в любое время, в этом случае собрать урожай получится к тому времени, когда цены на овощи максимально высокие;
• потери тепла через грунт исключаются, и в теплице поддерживается благотворный для растений микроклимат;
• благодаря прогретой земле корневая система культур развивается быстрее, что сказывается и на наземной части;
• с квадратного метра засеянной площади получается собрать больше урожая, чем без обогрева грунта;
• комфортная температура предотвращает гибель растений в результате неблагоприятных погодных условий и возвратных заморозков;
• увеличивается период плодоношения культур.

Еще одна причина, по которой стоит заняться обогревом грунта в теплице, заключается в том, что воздух естественным путем прогревается на 15 градусов, а земля – только на 3 градуса. Такая разница температур — благоприятная среда для размножения возбудителей грибковых заболеваний, которые не только приводят к снижению урожайности, но и становятся причиной полной гибели растений.

Уберечь грунт от чрезмерного охлаждения можно разными способами. Одни садоводы приобретают специальные системы обогрева промышленного производства, другие сооружают их своими руками. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки.

Существующие виды

Прежде чем выбрать подходящую систему обогрева почвы для своей теплицы, стоит разобраться в их принципе работы, а также плюсах и минусах. Существует три способа подогрева грунта в закрытом помещении — естественный, технический и биологический.

Солнечная радиация, основанная на «тепличном эффекте»

Обогрев солнечным светом имеет одно весомое преимущество — это бесплатный и естественный источник энергии. Такой способ обогрева грунта в теплице сравнивают с парниковым эффектом, его принцип действия заключается в следующем:

• ультрафиолетовые лучи проникают в помещение через стекла либо полиэтиленовую пленку, которая натянута на каркас теплицы;
• ультрафиолет передает свою тепловую энергию конструкции теплицы, растениям и другим предметам, от которых начинает прогреваться грунт.
• от земли и предметов происходит нагрев воздуха в парнике или теплице.

Для получения необходимого эффекта необходимо располагать конструкцию так, чтобы ее не загораживали деревья и постройки со всех сторон. Несмотря на такие преимущества способа обогрева от солнечных лучей, существуют у него и недостатки:

• в весенние и осенние дни количество солнечных дней небольшое, а в дождливую погоду почва не прогревается;
• повышение температуры земли происходит очень медленно, поэтому семена или рассаду можно высаживать спустя 2 недели после установления солнечной погоды;
• необходимо подобрать место для теплицы, где на нее не будет падать тень, что сложно сделать в условиях небольшого участка.

Биохимические реакции при разложении

Обогрев почвы в закрытом помещении проводят так же, используя процесс биологических реакций, которые происходят в результате разложения навоза. Наибольшей теплоотдачей обладает конский навоз, за ним идут свиной и коровий. Для повышения эффекта от использования биологического материала его смешивают с соломой, сухими листьями или древесными опилками в процентном соотношении 1:1.

Устраивают обогрев ранней весной, по следующему алгоритму:

1. За неделю для высаживания рассады навоз, смешанный с соломой, разбрасывают по территории теплицы небольшими кучками.
2. Спустя 3 дня, когда над ними появится туман с запахом аммиака, выкапывают большую прямоугольную яму, площадь которой должна соответствовать размерам теплицы.
3. Укладывают в нее биологический материал, поверх насыпают тонкий слой извести, чтобы раскислить грунт, и ждут 2-3 дня, чтобы масса осела.
4. Поверх укладывают слой плодородной земли.

Подогрев воды и воздуха при сжигании топлива

Для обогрева теплиц и парников используют котлы на твердом топливе, теплоносителем в этом случае является вода. Необходимо установить котел, развести по всему помещению трубы и подвести воду. Этот способ имеет один существенный недостаток — высокие затраты на приобретение угля и невысокий коэффициент полезного действия отопительного прибора.

Геотермальные воды

Такой обогрев используют в промышленных теплицах, так как для его обустройства потребуются значительные финансовые затраты. Вначале бурят скважины, в которые устанавливают вертикальные коллекторы. Благодаря им происходит преобразование низкопотенциальной энергии грунта в высокопотенциальное тепло.

Электрическая энергия

Электрическая система обогрева грядок в теплице в последние годы набирает популярность благодаря своей эффективности. Проводят работы по следующему алгоритму:

1. Снимают в конструкции слой грунта в 30-40 см.
2. Всю поверхность покрывают теплоизоляционным материалом.
3. Следом насыпают слой просеянного песка в 5 см.
4. Слегка прихлопывая и поливая водой, утрамбовывают подушку из песка.
5. Укладывают металлическую сетку, которая предохранит кабель от повреждения грызунами.
6. Узором «змейка» раскладывают на сетке обогревательный кабель и крепят его хомутами.
7. Поверх создают такую же подушку из песка, утрамбовывая ее.
8. Наверху раскладывают еще один слой металлической сетки.
9. Засыпают плодородный грунт, в который будут высаживаться растения, слоем не менее 30 см.

Подогрев земли своими руками

Чтобы сделать систему обогрева в теплице своими руками, не обязательно использовать электрический кабель. Если конструкция находится около дома, где живет садовод, можно соорудить печку и начинать топить тогда, когда этого требуют погодные условия. Рекомендуется размещать печь в торцевой части теплицы, чтобы ее удобно было топить. По периметру помещения укладывают горизонтально дымоход.

Если фермер принял решение отапливать теплицу с помощью печки, необходимо сделать запас угля или дров, в качестве последних часто используют обрезанные сухие ветки. Такую обогревательную конструкцию можно и усовершенствовать, установив наверх водяной котел и проведя металлические трубы к баку с водой.

Самый простой способ согреть грунт — это установить по периметру помещения несколько инфракрасных обогревателей.

Возможные проблемы

Начинающие садоводы сталкиваются с некоторыми проблемами, занимаясь обогревом земли в теплице. Это связано с отсутствием опыта при установке сложных систем, в этом случае рекомендуется доверить проведение работ специалистам.