Нормальное развитие растений в защищенном грунте возможно при обеспечении определенного теплового режима, например в зимне-осенний период при температуре не ниже +18 °С. В теплицах может применяться один из видов обогрева (или их сочетание): технический, биологический и солнечный. Технический - это печное или водяное отопление - служит для обогрева теплиц площадью свыше 15 м². Печное отопление - это собственно печь, горизонтальный дымоход (боров) и дымовая труба (рис. 23).
Топочное отверстие обычно выводят в тамбур. Дымоход под стеллажами прокладывают не горизонтально, а немного приподнимая его по мере приближения к трубе (не менее 1,5 см на 1 м длины дымохода) для лучшей тяги печи. На стыке дымоходах трубой следует оставлять вьюшечное отверстие для его чистки и разжигания печи, если слабая тяга во время ненастной погоды. При устройстве печи соблюдают такие противопожарные требования: расстояние между стенкой теплицы, печью и дымоходом должно быть не менее 0,25 м; минимальное расстояние от верха дымохода до стеллажа - не менее 0,15 м. Для обогрева теплицы применяют также водяное отопление. Устанавливаемый в тамбуре котел работает на твердом или жидком топливе. Змеевик из трубы диаметром 72 мм (3 дюйма) в виде буквы М можно монтировать для вертикальной печи. Схема отопления теплицы представлена на рис. 3.
При монтаже трубы горячей воды под коньком теплицы укладывают с небольшим уклоном. Трубы диаметром 2 дюйма, по две с каждой стороны, пропускают под стеллажами. Для дополнительного обогрева прокладывают трубы подлоткового обогрева, обогрева стекла, а также устанавливают отопительные секции. Для правильной циркуляции воды устанавливают расширительный бачок вместимостью 20….30 л, соединенный с самой высокой частью питающей трубы, идущей над коньком теплицы. Для этих целей можно использовать трубы водогазопроводные стальные диаметром от 6 до 157 мм длиной 4-12 м, рассчитанные на давление до 10 атм (1 МПа). Для отопления рекомендуется использовать котлы водогрейные КЧМ с площадью поверхности нагрева 1,23; 1,67; 2,11; 2,51; 2, 95; 3,39; 3,83; 4,23 м², которая зависит от количества секций (от трех до десяти). В каждом котле смонтировано две крайние и несколько средних чугунных секций, а также топка для сжигания твердого топлива. Перед вводом в эксплуатацию поверхность котлов окрашивают темной огнеупорной краской. При их покупке необходимо проверить комплектность (расширительный бачок, термометр с гильзой, кочегарный инструмент, инструкция по эксплуатации). Нагревательные приборы - радиаторы, ребристые и отопи тельные панели выпускаются стальные и чугунные. Радиаторы делятся на высокие (расстояние между центрами отверстий 1 м), средние (0,5 м) и низкие (0,3 м). Отдельные пустотелые секции соединяются в блоки. Для соединения труб, а также для подсоединения нагревательных приборов к водогрейным котлам нужна такая арматура (размеры даны в дюймах; 1 дюйм равен 25,4 мм):
Муфты прямые...................... 1/2-3
Муфты переходные ..... 1/2×3/8—3×2½
Угольники прямые................. 1/2-3
Угольники переходные...........3/4×1/2— 1½×1
Тройники прямые .................. 1/4—3
Тройники переходные............1×3/4—2×1
Кресты прямые..........................1/2—3
Контргайки ..................... 1/2—3
Инженер-строитель Ю. Васильев предложил кирпичную малогабаритную (38×76 см) печь (рис. 24).
Она не требует специального фундамента. При высоте 148 см весит 750 кг. Для обогрева теплиц промышленностью выпускается обогреватель каталитический газовый "Гелиос", работающий на сжиженном газе пропан-бутан (рис. 25).
Техническая характеристика обогревателя:
Номинальная тепловая мощность . . . 2 кВт
Температура излучающей поверхности катализатора 400°С-500°С
Время запуска обогревателя................. 10-15 мин
Масса................................................. 11,6 кг
Габариты…………………..310x565x400 мм
"Гелиос" во время работы взрыво-и пожаробезопасен, так как принцип его действия основан на окислении углеводорода кислородом воздуха в парах катализатора с температурой ниже температуры воспламенения углеводорода. Двух литровых баллонов достаточно на шесть-семь часов непрерывной работы обогревателя. Выделяющиеся углекислый газ и пары воды благоприятно воздействуют на развитие растений.
Рекомендуется также использовать переносной электрический обогреватель (рис. 26).
Его конструкция несложная. К трубе высотой 1 м диаметром 100-150 мм с одной стороны приваривают ТЭН (теплоэлектронагревательный элемент) мощностью порядка 1 кВт и подключают радиатор. Электрическая схема может быть двух вариантов. При использовании реле переменного «тока типа МКУ-48 (рис. 27,а)
со снижением температуры до установленной срабатывает тепловое биметаллическое реле типа КТР (работающее при снижении температуры на замыкание). Оно контактами КТР.1 замыкает реле К.1, которое контактами К1.1 включает ТЭН. Как только температура в теплице достигает заданной, контакты тепловою реле КТР.1 размыкаются и обогреватель выключается. При втором варианте в схеме с реле постоянного тока (рис. 27,б) имеется выпрямитель и контакты реле рассчитаны на пропуск тока более 5 А. Применять для обогрева теплиц открытые электронагреватели нежелательно, так как они значительно снижают влажность грунта и воздуха.
Биологический обогрев - это тепло, выделяемое микроорганизмами при разложении органических материалов. При этом воздух обогащается углекислым газом. Основные виды и характеристика биотоплива представлены в табл. 10.
Лучшим биотопливом является свежий конский навоз (без примесей). Если в него добавить соломы, он греет меньше и не так продолжительно. Используют также искусственный навоз. Для этого слоями укладывают мелконарезанную (до 5 см) солому, известково-аммиачную селитру и суперфосфат (10: 0,2:0,3 кг), поливают горячей водой, уплотняют и засыпают землей. Слой биотоплива обычно закладывают высотой 25 см, слой компостной земли сверху до 20 см. При применении биотоплива необходимо придерживаться следующих рекомендаций: при использовании коровьего и свиного навоза к нему обязательно нужно подмешивать резаную солому и другие материалы, способствующие рыхлости (опилки, лузга и др.); к древесным листьям (кроме ольхи и дуба) для повышения температуры подмешивают не менее 25 % коровьего или свиного навоза; в слаборазложившийся торф добавляют до 30 % коровяка; в солому после измельчения и увлажнения добавляют 0,6%-й раствор мочевины до полного насыщения; мусор хорошо разлагается при наличии в нем 30-40 % бумаги и тряпья. Известен также вариант "теплой грядки". Бе подземная часть может быть в двух вариантах. Первый - с обогревом биотопливом (рис. 28).
Для этого осенью роют траншею длиной 7-8 м, глубиной 1,1м, шириной по низу и по верху соответственно 1,3 и 1,5-1,6 м. Грунт - желательно глина, а на супеси дно выстилают в два слоя старой, но не порванной пленкой или клеенкой. На дно укладывают солому, траву, стебли, ботву, все, что не нужно на огороде, на высоту 15-35 см, затем кладут кругляки любых пород дерева, кустарник, всевозможные отходы древесины, кору, опилки, валежник вперемешку с травой, камышом. Все хорошо утрамбовывают, так чтобы получилось на 5-10 см выше траншеи. После этого с двух сторон траншеи закладывают под пленку 4 керамические дренажные трубки, по которым перед началом работы «теплой грядки» подается 70-100 л горячей воды с целью активного горения смеси, а также через которые выходят газы при сгорании биотоплива. Для контроля за уровнем воды на дне траншеи в конце ее вертикально устанавливают асбестовую трубу диаметром 100 мм и высотой 1,4-1,5 м. При необходимости через нее же можно откачать лишнюю воду с высоким содержанием удобрений, прежде всего азотных, для топлива. Работает такая система до четырех лет беспрерывно. Второй вариант предназначен для тех, кто хочет иметь надежный вариант "теплой грядки". При наличии электроэнергии с трехфазным напряжением от биотоплива можно отказаться. Для обогрева используется электронагревательный провод марки ПОСХВ диаметром 1,1 мм с двухслойной полиэтиленовой изоляцией. Грядку устраивают так. Дно траншеи глубиной 60 см устилают дренирующим слоем (песок, шлак) до 35 см, поверх него кладут провод. Для регулирования и поддержания определенной температуры грунта используют контактный термометр или прибор ПТР-2. На грядку площадью 15 м2 расходуется 180-200 м провода - обычно до 20 витков с укладкой зигзагами. В торцах устанав ливают деревянные планки с пазами. Для обеспечения максимальной теплоотдачи провода обычно располагают как можно ближе к поверхности почвы, но не менее 0,25 м, чтобы обеспечить механизированную об работку почвы. Монтируют провод тремя способами. При первом провод ПОСХВ устраивают в подпочвенном слое с покрытием цемен-тно-песчаным раствором толщиной 0,05 м. Считается, что такое покрытие нагревательного провода служит для механической защиты от повреждений. Однако этот способ достаточно трудоемкий, требует больших затрат. Применяется он при укладке на глубину до 0,3 м. Разогрев почвы до максимальной температуры 17°С длится 36 ч. Благодаря хорошим аккумулирующим свойствам цементно-песчаного покрытия температура почвы не изменяется в течение 0,5 ч после отключения электроэнергии. При втором способе провод помещают в слой песка толщиной 0,1 м с последующей засыпкой растительным грунтом высотой 0,25 м. По сравнению с первым такой способ на 35 % дешевле. Разогрев почвы до 21°С длится 26 ч. Хорошая тепло-проводность песка обеспечивает равномерный нагрев почвы. Непосредственно в растительный слой на глубину 0,3 м провод укладывают при третьем способе. Для этого используют специальное приспособление на базе культиватора. Разогрев почвы до максимальной температуры 24°С длится 19 ч. Однако при этом имеет место существенный недостаток: в процессе эксплуатации вокруг нагревательного провода спекается плотный слой почвы, который резко снижает теплоотдачу.
Геотермальные воды (подземные природные воды с температурой более 37°С) относятся к одному из наиболее важных видов возобновляемых источников энергии. В нашей стране бассейны с геотермальной водой различной температуры (40...200°С) имеются в Крыму, Закарпатье и других районах. При возможности устройства скважины такие воды могут быть дешевым способом обогрева теплиц. Но при этом следует учитывать их минерализацию и агрессивность, которые вызывают коррозию и солеотложение в трубопроводах и оборудовании. Наиболее оптимальна для теплоснабжения теплиц пресная, слабо газонасыщенная неагрессивная геотермальная вода. Она без всякой специальной обработки может использоваться в системах отопления, а также для полива с учетом ее химического состава и агротехнических условий. При монтаже систем отопления на геотермальных водах необходимо: обеспечить возможность продувки системы в целом и отдельных ее частей; устанавливать преимущественно бессальниковую арматуру при минимальном количестве резьбовых соединении; добиться, чтобы скорость движения воды во всех элементах системы была не менее 0,2 м/с для выноса взвесей»1 шлама и воздуха; сечение труб подбирать с запасом на 30...40 %; предусмотреть сети для сброса геотермальной воды из ме таллических труб; обеспечить способы защиты систем от коррозии и солеотложения (применение ингибиторов коррозии, антинакипных реагентов, катодной и протекторной защит и др.). Термальные воды также могут быть использованы для до полнительной изоляции и нагревания. Их распыляют между слоями двойной фольги на крыше, в результате чего энергети ческие расходы по сравнению с обычной теплицей снижаются на 50-60 %. Без изменения конструкции такие теплицы могут быть успешно использованы и для охлаждения: водный экран создает овощным культурам оптимальные условия. Известно немало примеров использования солнечной энергии для обогрева индивидуальных теплиц. Но этот неисчерпаемый и идеально чистый с экологической точки зрения источник энергии применительно к отоплению теплиц имеет свои недостатки: прерывистость и сезонная изменчивость излучения (зависимость от погоды, времени суток и времени года), низкая плотность светового потока, необходимость преобразования лучистой энергии в другие виды тепловой энергии. Система гелиоснабжения (рис. 29)
включает следующие элементы: солнечный коллектор (гелиоприемник), аккумулятор тепла, запасающий энергию на период различной продолжительности, систему трубопроводов или воздуховодов, по которым теплоноситель поступает от коллектора к растениям; насос или вентиляторы для подачи теплоносителя, дополнительный источник тепла, обеспечивающий необходимое количество тепла при отказе аккумулятора или коллектора. В качестве теплоносителя в системе гелиоснабжения применяют воду или воздух. Использование воды более эффективно, так как ее удельная теплоемкость значительно выше, чем воздуха. Существует несколько вариантов гелиотеплиц. Одна из конструкций предполагает покрытие из трех слоев полиэтиленовой пленки. В пространство между двумя внутренними слоями подается мелко распыленная вода в виде аэрозоля, которая нагревается солнцем и, конденсируясь на внутренней поверхности пленки, стекает но ней в железобетонный желоб, размещенный по контуру теплицы. Вода стекает теплая, поэтому ее перед сбросом пропускают через аккумулятор и систему отопления теплицы. Покрытие теплицы можно также выполнить из светопрозрачных пластмассовых панелей или двух слоев профилированного стеклопластика. В качестве теплоносителей в них применяют жидкость с увеличенной поглощающей способностью. Рассмотренные системы достаточно сложны. Существует более простой способ использования солнечной энергии. Эффективность работы такой установки (рис. 30)
обеспечивает нагревательная батарея, состоящая из 30 параллельно уложенных латунных трубок диаметром 16 мм, спаянных по торцам в сборный коллектор сечением 40 x 40 мм. Если нет трубок, можно использовать листы жести или кровельного железа с зазором в 10.. 15 мм. Для подачи холодной воды и отвода горячей устанавливают патрубки. Батарею помещают в изолированный (утепленный) ящик размером 1,2 x1,0 м. Сверху его накрывают (под углом 35°) окрашенным в черный цвет стеклом. Нагревательная система обращена стеклами на юг; резиновыми шлангами она соединяется с бачком или бочкой, доверху заполненными водой. Под воздействием солнечных лучей вода в замкнутой циркуляционной системе приходит в движение и к 12... 13 ч нагревается до 35...45°С, а к 17 - до 55…60 ° С. Важным элементом любой системы гелиотеплоснабжения является аккумулятор тепла. Основой последнего служит теплоаккумулирующий материал, обладающий высокой теплоемкостью и плотностью, имеющий минимальную стоимость, а также являющийся безопасным и нетоксичным. Материал помещается в емкость, изолирующую его от окружающей среды и ограничивающую потери тепла. Соответствующее оборудование и теплоноситель предназначены для передачи тепла от источника энергии к теплоаккумулирующему материалу при зарядке аккумулятора и от теплоаккумулирующего материала к потребителю. Опытные данные свидетельствуют, что наиболее рационально использовать в качестве аккумулятора грунт и основание под ним, а в качестве теплоносителя - воду. В Средней Азии, например, используются гелиотеплицы с простейшими аккумуляторами тепла (рис. 31).
Слой теплоизолятора, например полистирола, покрывается пленкой, крупнозернистым водонасыщенным песком и грунтом. Более надежной считается конструкция аккумулятора, состоящего из расположенных под грунтом теплицы слоев полистирола, полиэтиленовой пленки, гравия, пористого бетона. Даже такие простые решения позволяют при температуре наружного воздуха до -15° С поддерживать в теплице параметры воздуха, благоприятные для выращивания растений. Максимально использовать солнечную энергию позволяет асимметричная конструкция кровли (рис. 32).
Она устраивается так, чтобы в полдень, во время зимнего стояния Солнца (21 декабря), направление лучей было перпендикулярно ей. В день летнего солнцестояния (21 июня) большинство лучей отражается от крыши, уменьшается перегрев теплицы. Такая конструкция позволяет до 15...20 % увеличить поступление солнечной радиации в зимний, осенний и весенний периоды по сравнению с обычной теплицей. Для сохранения тепла рекомендуется использовать защитные экраны из полимерных материалов, временно устанавливать пенопластовые панели, особенно с северной стороны. Аккумулятором тепла также может быть металлическая бочка (рис. 33)
вместимостью 200-300 л, устанавливаемая в хорошо утепленный ящик. Ее подключают к гелиоустановке, располагаемой рядом. Как видим, систем и способов обогрева растений в теплицах немало.
С аналогичным материалом вы можете ознакомиться здесь: http://otoplenie.ucoz.ae/
