Промышленные теплицы

Блог пользователя Алексей Н в General

• записей
  205
• комментария
  572
• просмотров
  129 588

Энергия под ногами — термальные воды для отопления теплиц

Запись опубликована Алексей Н · 25 января 2010

5 586 просмотров

Над альтернативой дорожающих день ото дня нефти и газа ломают сегодня головы ученые всего мира. Возобновляемые источники энергии оказались в центре обсуждения и на XX Всемирном энергетическом конгрессе, менее месяца назад состоявшемся в Риме. Речь шла об использовании энергии солнца и ветра, чистом атоме. Роман Медведский, всю жизнь посвятивший разработке нефтяных и газовых месторождений, предлагает обратить взор к иным источникам, которыми так богата Тюменская область, а именно к термальным водам.

Термальные воды на глубине 600-900 метров геологи открыли в конце 1940-х случайно, ведь интересовали их нефть и газ. Черное и голубое топливо первооткрыватели нашли на севере области, а большинство скважин с минеральной термальной водой на юге остались невостребованными. В лучшем случае вода используется для купания. Возле открытых источников построили санатории, пансионаты, базы отдыха. А ведь температура воды достигает порой 90 градусов.

Тюменский ученый считает, что настало время более широко использовать термальные воды. Например, для отопления домов в сельской местности или обогрева теплиц. В этих теплицах можно круглый год выращивать розы и тюльпаны, а не возить их из Голландии. При умело поставленном производстве тюменцы смогли бы отправлять цветы на Север и в другие регионы страны. Та же Исландия, находясь за Полярным кругом, выращивает в своих теплицах бананы и виноград, не говоря уже о менее теплолюбивых овощах и фруктах.

Другим направлением использования термальной воды могло бы стать выращивание зеркальных карпов в обогреваемых прудах, по дну которых будут проложены теплообменники. Зеркальных карпов часто можно видеть на рынках, куда они завозятся из Сургута, где для обогрева прудов используются теплые воды местных ГРЭС.

Еще три сотни лет назад соловецкие монахи угощали Петра I арбузами. Эти ягоды по восемь килограммов они выращивали в парниках, обогреваемых термальной водой. По соседству росли дыни и двухпудовые тыквы, а также огурцы, помидоры. По всему Соловецкому архипелагу в более суровых условиях монахам удалось вырастить небывалые для Севера сады, заложить огороды. Здесь плодоносили яблони восьмидесяти сортов, вишня, груша, смородина пяти видов, сорок два сорта крыжовника, малина. А с одной гряды в семь сажен брали свыше двадцати килограммов садовой земляники. За подобные труды монахи-садовники и огородники не раз удостаивались медалей и наград на международных выставках Санкт-Петербурга и Парижа. Чем не образец для подражания жителям Крайнего Севера, где также есть термальные воды!

Термальные воды можно использовать при выработке тепла и электроэнергии, сокращая расходы газа на эти цели. Экономия топлива для коммунального хозяйства тем более необходима, что с 2010 года “Газ- пром” намерен установить на внутреннем рынке такие же цены, по которым он экспортирует газ в Европу.

Разработка проектов использования термальной воды могла бы стать благодатной задачей создающегося в Тюмени технопарка. Затраты на эти цели ввиду малой глубины продуктивных пластов вполне посильны для областного бюджета и окупятся в скором времени во сто крат. Однако прежде нужно определить запасы и кондиции (производительность) термальной воды в регионе, а также продуктивность скважин, многие из которых работают десятки лет совершенно бесполезно, не снижая своей производительности.

Три с половиной века назад атаман Семен Дежнев, обнаружив выход термальной воды на берегу реки Анадырь, основал здесь село Марково, в котором до сих пор проживают потомки казаков и их чукотских жен. На вечной мерзлоте все это время они занимаются сельским хозяйством. Чукотский губернатор Роман Абрамович намерен заметно расширить земледельческую зону, применив опыт исландцев.

Роман Медведский надеется, что и Владимир Якушев не останется в стороне от этого почина, ведь тюменская земля располагает значительно большими запасами термальных вод и более благоприятными климатическими условиями. Речь может идти о выделении земель вблизи термальных скважин, предоставлении кредитов для строительства теплиц, оранжерей и энергоблоков. Тюменцы наверняка окажутся не менее изобретательны, чем соловецкие монахи и анадырские мужики.

Нина ОВЧИННИКОВА, газета “Тюменские известия”

Термальная вода 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.

Теплица на геотермальном отоплении (реализованный пример)

Мягкая, но снежная зима обычно царит пять месяцев в году в штате Небраска. Но в подземной теплице отставного 80-летнего почтальона Расса Финча наливаются мандарины и дозревают гранаты.

Американский штат Небраска расположен между 40 и 44 широтами, а наш герой — Расс живет в городке Аллайнс, что на севере штата. Зимой здесь всегда лежит снежный покров, но температура редко опускается ниже 10-12 градусов по Цельсию, хотя случаются и заморозки до -20 (но крайне редко). Климат похож на юг Урала или север Казахстана.

Финч уже почти сорок лет использует для отопления геотермальные установки.

Впервые он использовал эту технологию, когда в 1979 году строил свой дом площадью чуть больше 400 квадратных метров.

При сооружении дома Расс построил небольшую подземную оранжерею для своей жены. Но спустя время пришел к идее, что нужно построить большую подземную круглогодичную теплицу, используя для нее уже проверенный способ геотермального обогрева.

Мистер Финч рассказывает: «Вы видите, какие большие деревья здесь. Некоторые из них уже старые, хотя я вырастил их из саженцев. Моей теплице уже больше 20 лет»

Финч использует тепло земли. На приусадебном участке закопаны трубы, идущие ниже уровня промерзания.

По ним при помощи вентиляторов теплый воздух (около 9-11 градусов по Цельсию) приходит в теплицу.

Мистер Финч отмечает, что сезонные колебания подземного тепла незначительны. И этого достаточно, чтобы в теплице росли цитрусы, гранаты, инжир, экзотические тропические цветы и многое другое.

Финч решил использовать тепло земли, чтобы сэкономить на отоплении. Тем более что его дом к тому времени доказал, что это рабочая схема.

Теплица заглублена в землю примерно на 1,2-1,3 метра, ее ширина 4,7 метра и длина 24,5 метра. Прозрачная крыша, накрытая поликарбонатом наклонена к южной стороне.

Здесь отставной почтальон выращивает овощи и фрукты для своего семейства.

Мистер Финч уверен, что нет ничего вкуснее, чем продукты, выращенные им самим. Посмотрите на этот нежный спелый мандарин.

Как принято в Америке, мистер Финч написал книгу о своей подземной теплице ,и открыл небольшую фирму, которая строит такие теплицы в штатовской глубинке.

Книга мистера Финча называется «Цитрусы под снегом» («Citrus in the Snow»). Он утверждает, что любой может построить аналогичную теплицы за сумму менее 25 000 долларов, а это меньше, чем создание тепловой системы в традиционной теплице без учета расходов на отопление. Все траты — оплата электроэнергии для вентиляторов.

Дорогие мои читатели, если вам понравился материал, оставляйте комментарии, напишу продолжение. Есть очень интересное интервью Расса Финча на английском, где он отвечает на вопросы американцев, касающиеся нюансов выращивания растений в такой теплице и секретов ее правильной эксплуатации.