Использование теплицы в зимний период: доступные варианты обогрева

Опубликовано 10 декабря 2014 в 19:10

Теплицы – уникальные сооружения, созданные человеком для того, чтобы иметь возможность выращивать многие сельскохозяйственные культуры круглогодично. И, конечно, одновременно с постройкой конструкций необходимо решить один из важных вопросов: как организовать обогрев теплицы, чтобы даже в сильные морозы в ней поддерживался оптимальный для растений микроклимат?

Но прежде всего следует отметить, что представленные ниже варианты могут быть применены только для сооружений небольших размеров, которые обычно строят дачники или владельцы частных домов с небольшим участком земли, а, значит, они вполне доступны и легко воплощаемы в жизнь своими руками.

Многие, наверняка, знают, чтобы обеспечить нормальный рост живым культурам, требуется поддерживать температуру не ниже 18 0С. Но даже самые современные и эффективные конструкции теплиц не в состоянии решить эту проблему, особенно зимой.

Существующие способы дополнительного обогрева таких построек можно разделить на две группы:

• естественные, предусматривающие использование энергии солнца и биологических отходов;
• технические, обогрев основан на применении различного оборудования (от примитивного до достаточно сложного).

Выбор оптимального варианта будет зависеть от следующих факторов:

• экономических возможностей владельца;
• региона проживания;
• доступности источников энергии;
• уровня сложности устройства обогрева и его монтажа.

Варианты естественного обогрева теплицы

Эти варианты обеспечения построек теплом можно назвать наиболее экономичными и простыми. Однако для получения наилучшего эффекта от использования биологического «топлива» и солнечной энергии опытные огородники дают несколько практичных советов.

1. Высота теплицы не должна быть большой, а при выборе формы предпочтение следует отдавать арочным конструкциям.
2. При размещении парника рекомендуется выбирать место, защищенное от сквозняков, а также создавать дополнительную защиту от ветра.
3. Если планируется солнечный обогрев, место установки теплицы должно быть незатененным.

Обогрев теплицы с использованием солнечной энергии

Безусловно, этот способ приемлем только для тех регионов, где не бывает сильных морозов, и среднегодовое количество солнечных дней имеет высокое значение.

Также необходимо помнить, что ограждающие конструкции строения должны быть не только светопропускающими, но и теплоудерживающими (например, поликарбонат, полимерная этиленвинилацетатная, поливинилхлоридная пленки). Полиэтиленовая пленка (стабилизированная и нестабилизированная) не способна удерживать инфракрасные тепловые лучи, поэтому в таких теплицах ночью отмечается сильное охлаждение грунта и воздуха, а днем – их перегрев.

Для эффективного и успешного использования энергии солнца необходимо устройство так называемого аккумулятора тепла, который не позволит быстро охладиться грунту и воздуху в ночное время и легко изготавливается своими руками. Он представляет собой двухслойную конструкцию: нижний слой – это теплоизолирующий материал, в частности, пенополистирол или пленка из фторопласта; верхний – гидроизоляция, например, полиэтилен.

Аккумулятор следует уложить в грунт, для чего снимается около 150 мм плодородной почвы, и засыпать влажным песком. После этого грунт возвращается на место.

Существует еще один вариант использования солнечного тепла. Но для этого необходимо изготовить простейшую конструкцию, включающую теплообменник, уложенный в предварительно подготовленный слой из каменистого материала, который и выполняет функцию аккумулятора тепла, воздушный трубопровод и вентилятор.

Как известно, теплый, нагретый солнцем, воздух скапливается в верхней части сооружения. Чтобы обеспечить обогрев грунта в теплице его с помощью вентилятора прогоняют по воздуховоду вниз. В ночное время оборудование следует отключать или переключать на обратный режим.

Для экстренных случаев (неожиданные заморозки) необходимо предусмотреть дополнительный «аварийный» обогрев теплицы. Самым простым вариантом является укрытие грунта камышовыми матами, соломой, ветошью.

Отопление теплицы с применением биологического топлива

В качестве источника тепла при этом способе используют природные отходы:

• навоз (коровий, конский, свиной);
• опилки;
• прелая листва и кора деревьев;
• солома.

Как известно, гниющие природные материалы выделяют значительное количество тепла. При внесении в плодородный слой, они в короткий срок способны значительно повысить температуру грунта и удерживать ее длительное время.

Ниже представлена эффективность некоторых материалов, пригодных для обогрева теплицы.

Таблица 1 — Теплоэффективность некоторых видов биологического топлива

Природный источник тепла	Поддерживаемая температура, 0С	Продолжительность эффекта, дни
Коровий навоз	12…20	до 100
Конский навоз	33…38	70…90
Свиной навоз	14…16	до 70
Опилки	до 20	14
Перепревшая кора	20…25	до 120

Для получения наибольшего эффекта рекомендуется использовать не чистые материалы, а их сочетание: навоз – солома, опилки – кора, опилки – навоз – кора.

Перед закладкой в грунт компост, навоз или торф необходимо подогреть, для чего его можно обработать негашеной известью, полить горячей водой или выдержать на солнце в разрыхленном виде. Топливо готово к применению, когда оно начинает парить.

Подготовленный материал раскладывается по всей площади теплицы слоем 300-600 мм, что зависит от ее размеров и продолжительности обогрева. Сверху необходимо засыпать не менее 200 мм грунта.

Для поддержания требуемой температуры природного топлива в постройке необходимо поддерживать хороший уровень влажности и аэрации.

Технические способы обогрева теплицы в зимний период

Самым простым и бюджетным вариантом можно назвать установку теплицы над действующей теплотрассой. Однако понятно, что выполнить его на практике маловероятно. Поэтому необходимо предусмотреть другой способ.

Отопление теплицы своими руками можно организовать несколькими методами с применением печного, газового и электрического оборудования. Но по виду используемого теплоносителя их можно разделить на две группы:

• воздушный обогрев;
• водяное отопление.

Воздушное отопление теплицы

Самым примитивным способом обеспечить воздушный обогрев является укладка в постройке отрезка металлической трубы. Его диаметр должен быть 500-600 мм, а длина будет зависеть от размеров теплицы. Но следует указать, что пользоваться им целесообразно только в экстренных случаях.

Одним концом труба должна находиться на улице, и под ним разводится костер, поддерживать горение которого потребуется весь период заморозков.

Воздушный обогрев с использованием печей

Этот способ обогрева пространства зимой предусматривает приобретение готовых твердотопливных печей или самостоятельную их кладку.

Печное отопление требует обязательного отвода дымовых газов через трубу, которая должна выходить за пределы теплицы.

При использовании кирпичной печи или простейшей дешевой модели типа «буржуйки» их рекомендуется устанавливать или в отдельном тамбуре, или топкой наружу для предотвращения попадания копоти и дыма на растения. При этом для них требуется специальное прочное и ровное основание, которое может быть выполнено бетонным или кирпичным. Печной фундамент может располагаться как на уровне земли, так и заглублено.

При выборе места расположения печи нужно учитывать, что минимальное расстояние от ее торцов до стенок теплицы должно составлять 250 мм.

Для обеспечения более равномерного прогрева воздуха в большинстве случаев выполняется горизонтальный дымоход, проходящий по всей длине постройки. При этом его нужно расположить таким образом, чтобы верхняя часть находилась от грядки или стеллажа на расстоянии не менее 150 мм.

Следует иметь в виду, что использование таких печей малоэффективно, т.к. значительная часть тепла будет уходить не в постройку, а на улицу. Кроме того, для поддержания требуемой температуры топливо придется закладывать каждые 4-6 часов.

Устранить эти недостатки можно приобретением современных, но дорогих пиролизных моделей, таких как «Булерьян», «Профессор Бутаков» и т.п., установку которых легко выполнить своими руками.

Применение пиролизных печей – простейший и очень эффективный способ организовать отопление теплицы своими руками.

Требования к их установке не требуют особых знаний и навыков. Прежде всего, следует выбрать место установки устройства. Основание для печи должно быть надежным и не препятствовать забору холодного воздуха. Для этого подойдет даже утрамбованный грунт.

Как и в любой печи, необходимо предусмотреть дымоход, выходящий за пределы постройки.

Воздушный обогрев теплицы с применением электрических и газовых устройств

Электрическое отопление теплицы – быстроорганизуемый своими руками вариант. В экстренных случаях достаточно на период заморозков установить в постройке несколько обогревательных приборов: масляных радиаторов, тепловентиляторов или конвекторов. Однако для продолжительного обогрева их использование экономически нецелесообразно.

Для этой цели рекомендуется обратить внимание на инфракрасные излучатели, которые подвешиваются к потолку, по периметру стен на каркасные элементы постройки или укладываются в грунт.

Монтаж их достаточно прост, поэтому его легко осуществить своими руками. Для этого потребуется дрель (шуруповерт) и кронштейн, который обычно идет в комплектации с обогревателем. Последовательность действий можно прочитать в прилагаемой производителем инструкции.

Небольших усилий требует и укладка пленочных ИК обогревателей. Как правило, с их помощью организуют обогрев грунта в теплице.

Для этого требуется снять около 150 мм почвы. На дно выемки сначала укладывают фольгированный теплоизолятор, затем инфракрасный обогреватель, который, в свою очередь, укрывается пленкой из полиэтилена.

На следующем этапе наружу необходимо вывести кабель для подключения к электрической сети. А после укладки грунта на место, в него рекомендуется установить датчик температуры.

Как известно, электроэнергия – дорогостоящий источник тепла. С этой точки зрения, отопление зачастую организуют на газовом оборудовании. При этом если продолжительность обогрева теплицы зимой составляет несколько дней или недель, можно использовать обычные баллоны, в противном случае рекомендуется подключать систему к действующей трубе газоснабжения.

Наилучшим вариантом для этих целей будет применение газовых конвекторов.

На первом этапе нужно рассчитать, сколько устройств и какой мощности потребуется для равномерного прогрева теплицы, а также места их установки.

Для ориентировочного подбора можно исходить из следующих данных: на 1 м2 площади при 3-х метровой высоте требуется 120 Вт.

Процесс подвешивания конвекторов требует строительства прочных и устойчивых простенков, размеры которых будут зависеть от габаритов устройств и высоты их размещения.

Минимальное расстояние от нижней части прибора до уровня грунта должно быть не менее 120 мм. При этом нужно учитывать и высоту возможного снежного наноса, т.к. он может блокировать всасывающее и выходное отверстие устройства.

После этого намечают места крепления конвектора и расположения коаксиального дымохода и воздухозаборника. Для последних в стене с помощью перфоратора делают отверстие нужного диаметра, которое после установки прибора рекомендуется обработать высокотемпературным силиконом.

Водяной обогрев небольшой теплицы

Сразу следует отметить, что это наиболее трудоемкий вариант, требующий также навыков работы со сварочным оборудованием.

В качестве источников тепловой энергии могут применяться, как устройства промышленного производства (печи, котлы, бойлеры), так и агрегаты, изготовленные своими руками, именно такие модели будут рассмотрены ниже.

Непосредственный нагрев воздуха и обогрев грунта в теплице осуществляется системой трубопроводов и радиаторов отопления.

Основные рекомендации для создания системы отопления теплицы

1. Самым простым вариантом является установка регистров отопления в виде толстостенных труб большого диаметра по всему периметру постройки. Однако нужно учитывать, что он может быть эффективным только для небольших по размерам теплиц, что связано с малой поверхностью теплоотдачи при большом объеме теплоносителя в системе.
   

   Рисунок 9 – Отопление теплицы трубами, установленными по периметру

2. Если постройка имеет небольшую ширину (до 3 м), система обогрева может быть установлена вдоль одной из стен. В противном случае ее нужно монтировать по периметру теплицы.
3. Повысить КПД создаваемой своими руками системы можно установкой радиаторов, имеющих большую площадь теплообмена. При этом не обязательно приобретать новое оборудование, вполне можно использовать то, что было заменено в доме.
4. Батареи рекомендуется устанавливать на специально подготовленный фундамент с нижним креплением, а не на стены теплицы.
5. Для присоединения радиаторов к котлам (бойлерам) можно применить бюджетные полипропиленовые трубы, а не дорогостоящие металлические. Они не только не подвержены коррозии, не повреждаются в случае аварийной «разморозки» системы, но и обладают отличной теплоизолирующей способностью.
6. При выборе вида системы отопления отдать предпочтение рекомендуется нижней разводке трубопроводов, что не только удобно при монтаже, но и позволяет дополнительно обеспечить обогрев грунта. Наиболее простой и эффективной в данном случае будет кольцевая однотрубная «ленинградка».
   

   Если полученный контур имеет большую протяженность, для обеспечения оптимальной скорости теплоносителя требуется установка циркуляционного насоса.

7. Каждый вход в радиатор или контур рекомендуется оборудовать термовентилями или шаровыми кранами, позволяющими регулировать температуру на каждом участке теплицы.
   Следует помнить, что температура труб в нижних ярусах, в том числе уложенных в грунте, не должна превышать 40 0С, тогда как в верхних регистрах она может достигать 70-80 0С.
8. Для увеличения площади поверхностей теплоотдачи при обогреве грунта трубы необходимо укладывать в несколько рядов. При этом расстояние между ними должно быть около 200 мм, а закладку осуществляют на глубину 400 мм. Для предотвращения застоя воды около труб их следует устанавливать на дренажный слой.
   

   Рисунок 10 – Укладка труб для обогрева грунта

   Твердотопливная печь для водяного обогрева теплицы, изготовленная своими руками

Для изготовления своими руками такой печи потребуется металлическая бочка большого объема (не менее 3 м3), внутреннюю поверхность которой рекомендуется окрасить в два слоя для предотвращения коррозии. На поверхности емкости необходимо выполнить несколько отверстий: для расширительного бака и дымохода (в верхней части) и сливного крана (внизу).

На следующем этапе изготавливается сама печь, которую можно сварить самостоятельно или использовать отработанные газовые баллоны с обрезанным верхом, бочки меньшего, чем подготовленная ранее емкость, диаметра и т.д. Этот элемент устанавливается внутрь большой емкости. При этом топливо будет засыпаться непосредственно в печь, а вода заливаться сверху в полученный контур.

Чтобы обеспечить наполнение системы отопления (трубопроводов, радиаторов) горячим теплоносителем, сверху полученной конструкции необходимо установить расширительный бак, для изготовления которого можно применить один из описанных выше вариантов, и соединить его с соответствующим отверстием.

Для отвода отработанных газов в дымовое отверстие устанавливают трубу, которую выводят за пределы теплицы.
Следует иметь в виду, что для такой системы потребуется приобрести и установить циркулярный насос для увеличения скорости движения теплоносителя.

Печь для отопления теплицы, работающая на отработке

Для ее изготовления понадобится две бочки из конструкционной или жаропрочной стали одинакового диаметра. Одну из них необходимо разрезать пополам (она будет выполнять функцию топки), а затем вырезать в боковой части технологическое отверстие.

Вторая емкость – нагревательный котел, из которого теплоноситель будет поступать в систему отопления теплицы. Для этого в верхней ее части необходимо вырезать отверстие для соединения с расширительным баком, в нижней – для сливного крана (при желании).

Дымоход, проходящий от топки через водонагревательный бак, обязательно выполняется вертикальным и длиной не менее 4 м. При этом в нижней его части требуется выполнить перфорацию для подачи воздуха.

Емкость для отработанного масла, мазута должна иметь заслонку, через которую осуществляется долив топлива и регулирование поступления воздуха.

После подготовки обеих частей их сваривают друг с другом, устанавливают и приваривают дымоход, проверяют работоспособность заслонки и удобство к ее доступу.

Электрический водонагреватель своими руками

Для изготовления такого оборудования потребуется любая емкость ( например, корпус отработанного огнетушителя, у которого срезают верхнюю часть, алюминиевая фляга и т.п.), ТЭН мощностью 1 кВт (его можно снять у старого самовара или чайника).

В нижней части корпуса монтируется нагревательный элемент, для срабатывания и эффективной работы которого рекомендуется установить реле переменного тока. Вверху нужно поставить съемную крышку для возможности долива теплоносителя.

К полученной конструкции следует присоединить две трубы: одна предназначена для подачи воды в систему, вторая – для обратки.