Теплицы с геотермальным отоплением — оригинальный метод использования энергии с возобновляемых источников и элементарных законов физики. Область применения этого альтернативного вида энергии имеет достаточно обширна, но чаще всего он применяется для обогрева животноводческих ферм, птицефабрик и теплиц. Использование природных источников тепла позволяет получать существенную экономию, а следовательно, снижать себестоимость сельхозпродукции. Расчеты геотермальной системы отопления для каждого объекта производятся индивидуально.
Содержание
Геотермальное отопление и его преимущества
Назначение отопительной системы теплицы — обеспечение температур достаточных для выращивания сельхозкультур и созревания их плодов. Для поддержания необходимой температуры внутри теплицы одного только парникового эффекта зимой будет недостаточно, но использование традиционных отопительных систем ведет к значительному удорожанию производственного процесса. Вопреки бытующему мнению, что новые способы альтернативного энергосбережения — это что-то сродни вечному двигателю, системы геотермального отопления реально работают на экономию и имеют ряд неоспоримых преимуществ:
- работая полностью автономно, они не требуют поставок энергоносителей и полностью не зависимы от изменения их стоимости,
- эксплуатация геотермальных систем — процедура мало затратная,
- системам не требуется дорогое сервисное обслуживание, согласования, периодические ремонты,
- при условии качественного выполнения период службы геотермальной отопительной системы составит как минимум 50 лет,
- система позволяет обеспечить нужную температуру внутри теплицы на протяжении круглого года,
- при сбалансированном мягком микроклимате в обогреваемом пространстве система производит равномерную вентиляцию и регулирует уровень влажности.
Геотермальное отопление — принцип работы
Функционирование систем геотермального отопления возможно благодаря стабильной температуре грунта на определенных глубинах. В зимнее время она может составлять 5-7 градусов по С, в летнее — 10 — 12. Таких показателей вполне достаточно для обеспечения базовой температуры в теплицах, благодаря излучению солнца и наличию парникового эффекта в зимнее время температура воздуха в теплице увеличивается в несколько раз.
В летнюю жару система работает на нормализацию микроклимата путем понижения температуры до 23-27 градусов. В принципе, такая температура является оптимальной для выращивания практически всех видов овощных культур. Благодаря воздухообмену на протяжении дня почва аккумулирует тепло, в ночное время — отдает его и обогревает теплицу, что способствует выравниванию дневных и ночных температур.
Геотермальные теплицы оказываются эффективными даже в условиях севера, конечно при суровом холодном климате потребуется дополнительный обогрев, но затраты на него будут вполне приемлемыми.
Конечно, строительство теплицы с геотермальным обогревом — задача не из простых, первая проблема — извлечение огромного объема грунта — ведь установка подземных коммуникаций потребуется на больших глубинах. Тем не менее, стоимость стройматериалов окажется значительно ниже, чем предполагаемые затраты на газ или электроэнергию, используемые при обустроенном традиционным методом обогреве теплиц, а эффективная работа геотермальной системы быстро компенсирует все финансовые затраты.
Конструкция отопительной системы
По своей сути конструкция геотермальной отопительной системы достаточно проста. Она представляет собой два контура, расположенных под слоем грунта и на поверхности. При помощи первого производится сбор тепловой энергии, т.е. он представляет собой теплообменник. Его установка осуществляется или в не промерзающих водоемах на соответствующей глубине или в грунте, ниже точки его промерзания.
Трубы второго контура заливают водой или водой с добавкой соответствующего количества антифриза. Забранная теплоносителем энергия поступает к оборудованному двумя теплообменниками тепловому насосу, геотермальное отопление работает именно от энергии полученной таким способом.
Существует также вариант, когда для геотермального обогрева бурят скважину глубиной около 100 м, такой вариант намного эффективнее, но бурение на такую глубину стоит очень дорого.
Планирование
Во-первых, следует заметить, что действующую теплицу невозможно оснастить эффективной геотермальной конвекцией. Это сложно выполнить с технической стороны, но даже в случае произведенной модернизации, полученная от нее эффективность будет значительно ниже той, которую возможно получить при правильном проведении проектных работ по сооружению нового объекта.
Во-вторых, для получения экономического эффекта следует проектировать геотермальные системы в круглогодично работающих теплицах, причем минимальная площадь их не должна быть меньше, чем 50 кв. м , увеличение площади будет способствовать повышению эффективности. Участок для сооружения объекта и его размеры следует определить еще до начала проектных работ.
Немаловажное значение имеет определение места для строительства, габариты участка должны существенно превышать площадь будущей теплицы. На участке не должны находиться разные постройки или расти деревья. При планировании теплицы с длиной и шириной превышающей 14 м, габариты сторон котлована следует увеличить на 3,5 м. При длине сторон меньшей 14 м потребуется котлован, размеры сторон которого будут превышать стороны сооружения примерно на треть.
Рыть котлован можно собственноручно, но можно задействовать в процессе технику. Из материалов следует заготовить:
- чистый речной песок,
- мелкий щебень,
- бутовый кирпич,
- полистироловые плиты,
- 110 мм трубы и узловые соединения к ним.
Назвать точную сумму затрат сложно, ориентировочно геотермальное отопление имеет стоимость около 120 — 140 долларов за каждый кв. м готового отапливаемого сооружения. Плотность прокладки подземных коммуникаций будет обратно пропорциональной к средне температурным показателям конкретно взятой климатической зоны.
Установка геотермального отопления
Основная характеристика функционирующей отопительной системы является количество калорий тепловой энергии, которые она вырабатывает. Поскольку нормативной базы для геотермальных отопительных систем не существует, то при проведении детальных расчетов рекомендуется использовать положениями СниП, касающихся проектирования и монтажа климатсистем общего назначения.
Эффективную работу системы могут обеспечить воздуховоды, плотность размещения которых будет не меньшей, чем 2,7 м на 1 кв. м, в условиях холодного климата подземные коммуникации размещают более плотно.
С чего начать установку оборудования для геотермального отопления
На выполнение работ потребуется от 2-х до 4-х недель. Самым трудоемким этапом будет выемка грунта, оптимальный вариант — нанять специальную технику, а именно — экскаватор. Монтаж коммуникаций особой сложности не представляет, с ним можно справиться собственными силами.
В зависимости от климата и глубины промерзания почвы рассчитывают глубину котлована, для областей средней полосы достаточной будет глубина в 3 — 3,5 м. Если климат более теплый, то котлован можно делать помельче. Верхний плодородный слой земли аккуратно снимают и сохраняют, глинистые слои вывозят. Форма котлована может быть прямоугольной или трапециевидной, стенки его крепить не требуется.
На глубине большей 0,7 м откосы котлована следует изолировать пенополистирольными плитами. Дно котлована засыпают щебнем (15 см), далее — слой песка, толщиной около 30 см, утрамбовывают. Далее шнуром отбивают внутренний контур каждой из стен будущего сооружения и определяют его продольную ось.
Для прокладки воздуховодов используют пвх сантехнические трубы диаметром 110 мм. Прокладку труб производят в соответствии с размеченным контуром пролегания. Рекомендуется укладывать трубы «змейкой», при таком варианте трубопровод делят на участки шириной 1,5 — 2 м. Расстояние трубопровода от стен котлована должно составлять от 0,3 до 0,5 м. Каждый из воздуховодов должен иметь в центре тройниковое соединение с тремя раструбами. На следующем этапе производят вывод центрального ответвления от этого соединения наверх, ориентируясь на продольную ось теплицы.
После сооружения теплицы наращивают центральное ответвление воздуховода, при этом концы труб должны быть ниже уровня крыши на 30-35 см. Наверх выводят и боковые отводы сегментов, расстояние между ними и стенами теплицы должно составлять не менее 0,2 м. Центральные и боковые отводы глушат при помощи пластиковых заглушек или мембран из полиэтилена. Вертикальные участки системы фиксируются путем засыпки их основания. Ответвления, выходящие на поверхность должны быть строго вертикальными.
Закончив монтаж системы, котлован засыпают до уровня, на котором находится верхняя граница теплоизолирующих плит — 70 см от уровня грунта. Площадь котлована, которая окажется за пределами внутренней части теплицы укрывают слоем пенопласта и засыпают слоем грунта, пока она не поднимется до уровня почвы.
Стенки образовавшегося приямка крепятся при помощи щитовой опалубки, затем изолируются пенополистирольными плитами. Углубление, образовавшееся внутри теплицы, засыпают черноземом, не доходя до уровня грунта примерно на 35-40 см.
принцип организации процесса воздухообмена
Нормально функционирование системы в принципе не требует организации принудительного воздухообмена. Для избежания резких перепадов температур и улучшения рабочих параметров возможна установка самодельного вытяжного вентилятора и фильтрующего устройства. Если устанавливается система принудительного воздухообмена, то она также будет осуществлять фильтрацию воздуха. Изготовить систему можно своими руками воспользовавшись достаточно простой схемой.
установка антимоскитной сетки
Чтобы защитить систему от попадания в нее различных насекомых устанавливают москитную сетку, размер ячеек может быть от 02 до 0,4 мм, сетку натягивают на пяльцы и вклеивают в футляр, в котором размещен вентилятор.
как бороться с конденсатом
Поскольку температурные показатели почвы и воздуха могут существенно отличаться, то можно предположить, что в трубопроводе будет образовываться конденсат. Для предотвращения этого явления в трубах сверлят отверстия диаметром 5 мм, до 15 шт на погонный метр. При закладке трубы следует располагать отверстиями вниз. Для регулировки влажности воздуха в сегменты может подливаться вода в количестве 3-5 литров.
Если обогрев осуществляется по принципу воздушной конвекции то уход за ней будет заключаться только в очистке антимоскитных сеток. Отапливаемые таким образом теплицы — это выгодный вариант получения оптимальных температурных показателей путем использования автономного климатооборудования.
Loading ...