Для поддержания в теплице определенного температурного режима используют разные системы обогрева. Выбор способа теплообеспечения зависит от габаритов постройки, климатических условий региона, доступности того или иного вида топлива, финансовых возможностей и других факторов.
Некоторые домашние умельцы берутся организовать отопление теплицы своими руками – такое решение позволит существенно сократить расходы на оплате труда, согласны? Конечно, самостоятельное обустройство стабильного обогрева – задача непростая, но вполне реализуемая. Первым делом необходимо выбрать источник тепла.
Мы расскажем вам, какие варианты тепличного отопления существуют, в чем их специфика работы, преимущества и недостатки использования. На основе изложенной информации вы сможете определиться с видом обогрева, выполнить предварительный расчет тепловой мощности, подобрать рабочие узлы и элементы системы.
Специфика поддержания температуры в теплицах
Отопление теплицы необходимо для компенсации теплопотерь, которые происходят через стены и потолок сооружения, а также по причине поступления наружного воздуха. Для снижения затрат на обогрев необходимо в первую очередь качественно утеплить теплицу и минимизировать воздухообмен с улицей.
Помимо материала, из которого изготовлена теплица, особенное внимание нужно уделить плотному прилеганию конструкции к почве. Для этого лучше при возведении парника сделать утепленный изнутри фундамент небольшой глубины.
Он должен надежно удерживать сооружение при сильных ветрах, не допускать образование щелей и свести к минимуму теплообмен с улицей через верхний слой грунта.
Для решения последней задачи даже в условиях северных областей достаточно 30 сантиметровой глубины, так как теплопроводность грунта очень низкая. Интенсивность вертикального теплообмена между слоем почвы внутри парника и подстилающими почвенный слой грунтами очень мала.
Зимой в качестве естественного наружного утеплителя по краям теплицы можно использовать снег.
Для нормального роста растений необходимо поддержание температуры воздуха и почвенно-растительного слоя в определенном диапазоне. Если теплица функционирует непрерывно, то плодородный грунт будет прогрет за счет теплообмена с внутренним воздухом. Причем его температура будет практически такой же, как при естественных условиях летом.
Почва и грунтовые пласты зимой промерзают до глубины, зависящей от географической широты расположения региона и структуры горной породы. Для прогревания почвы и смежного с ней верхнего слоя перед высадкой растений необходимо либо очень длительное (до месяца) поддержание положительной температуры воздуха.
Альтернативное решение – проведение специальных действий по передаче тепла непосредственно в толщу грунта. Это можно сделать с помощью системы подземных труб, в которые подают теплоноситель.
Количество затрачиваемой на обогрев теплицы энергии зависит от следующих факторов:
- Площадь поверхности стен и крыши теплицы. Чем меньше этот показатель, тем меньше потери тепла. Поэтому для экономии энергии лучше использовать прямоугольную или полукруглую форму сооружения.
- Коэффициент теплопроводности материала. Чем ниже этот параметр, тем лучше материал удерживает тепло.
- Разница температур внутреннего и наружного воздуха. Чем больше ее значение, тем больше теплопотери.
- Воздухообмен через неплотности. Для уменьшения затрат энергии необходимо исключить неконтролируемый приток холодного воздуха.
Большое разнообразие проектов частных теплиц и качество их монтажа серьезно затрудняют моделирование температурного режима. Поэтому точно определить количество необходимой энергии для отопления конкретного объекта можно только экспериментально.
Автономное отопление на основе сгорания топлива
Использование процесса сжигания топлива как источника тепла – наиболее часто применяемый способ обогрева небольших теплиц. Такое отопление имеет некоторую специфику, так как приходится учитывать повышенную герметичность помещения, желательность обогрева грунта и необходимость поддержания влажности.
Печи и твердотопливные котлы
Одним из простейших устройств, используемых при обогреве теплиц в холодный период, является печь. Популярность применения такого устройства обусловлена дешевизной топлива. Им могут быть некалиброванные дрова, сухая трава, уголь и угольная пыль, мусор и горючие жидкости.
При печном обогреве необходимо обеспечить стабильную тягу, так как проветривание теплицы при попадании внутрь продуктов горения приведет к ее выхолаживанию.
При использовании металлической печи быстро происходит нагрев и передача энергии окружающему воздуху. Также это наиболее дешевый и простой в использовании способ отопления. Соорудить такой агрегат можно самостоятельно.
На нашем сайте есть подборка статей по изготовлению разных видов металлических печей, которые можно использовать для обогрева теплицы:
- Как сделать печь булерьян своими руками: пошаговый инструктаж по изготовлению
- Буржуйка из газового баллона своими руками: схемы, чертежи + пошаговое руководство
- Печь на отработке из трубы: как сделать эффективную печку на отработанном масле из подручных материалов
Каменная печь медленнее нагревается и дольше держит тепло. Это больше подходит для отопления небольших помещений со средним или узким диапазоном допустимых температур. Однако такую печь надо сложить и при необходимости ее невозможно передвинуть, как ее металлический аналог.
Существует идея обогрева пространства в теплице с помощью горячих продуктов горения. Для этого предлагают поместить печь в яму, а дымоход проложить горизонтально под уровнем земли с последующим выходом его на поверхность.
Такой вариант действительно увеличит КПД отопления.
Однако при практической реализации возникнут следующие сложности:
- Требовательность к материалу сборки дымохода. На выходе из печи температура воздуха очень высокая. Поэтому дымоход не должен иметь хорошую теплопередачу иначе произойдет выжигание почвы вокруг него. В качестве материала для отвода продуктов горения можно применить асбестовые трубы.
- Соблюдение правил размещения дымоотвода. В дымоходе необходимо будет предусмотреть ревизионные окна для чистки его от сажи. Поэтому прокладывать трубу нужно между грядками.
- Необходимость организации электропитания. Длинный горизонтальный участок не способствует созданию нормальной тяги, поэтому необходимо будет установить дымосос. Это означает необходимость подвода к теплице электроэнергии или периодическую подзарядку аккумулятора.
Поэтому идея подземного размещения дымохода на практике не нашла широкого применения.
Вместо стандартной печи можно использовать твердотопливные котлы длительного горения. Они более эффективно сжигают топливо и не допускают быстрого выделения тепла, что исключает возможность повреждения растений от высокой температуры. Такие котлы заводского исполнения легки в использовании и обслуживании, а также компактны.
Газовые котлы и конвекторы
Для теплиц хорошей альтернативой печному отоплению стало применение газового котла на сжиженном газе или конвектора. Для небольших частных сооружений обычно применяют оборудование, работающее на основе газовых баллонов.
Размещать газовый баллон лучше за пределами теплицы. Но в этом случае необходимо решить вопрос предотвращения перемерзания редуктора при длительном периоде с отрицательной температурой.
Подключение теплицы к газовой сети – достаточно сложная бюрократическая процедура. Кроме того, при ежегодной обязательной проверке специалистом газовой службы будут высказаны замечания.
В любом случае, наличие комбинации из подвода газа и использовании открытого огня в замкнутом помещении требует повышенных мер безопасности. Лучшим решением является наличие газоанализатора, а также системы автоматического гашения пламени, срабатывающей при превышении ПДК горючего вещества в воздухе.
С позиции сравнения финансовых затрат при установке и использовании печей и газового оборудования однозначный вывод сделать нельзя. Простой газовый конвектор стоит около 12-14 тыс. руб.
Это дороже чем металлические устройства, работающие на твердом топливе:
- затраты на металл и расходные материалы при самостоятельном изготовлении печи-буржуйки составляют около 3 тыс. руб;
- заводская твердотопливная установка небольших размеров, например, модель НВУ-50 “Тулинка” стоит около 6,6 тыс. руб.
- установка длительного горения модель НВ-100 “Клондайк” стоит около 9 тыс. руб.
Каменная печь выйдет дороже газового конвектора за счет стоимости работ по устройству фундамента и ее кладке.
Стоимость сжиженного или природного газа, затраченного на обогрев любого помещения, будет дешевле покупных дров и угля. Однако теплицы отапливают, как правило, бесплатным или дешевым сгораемым мусором, которого всегда достаточно в сельской и дачной местности.
Проблема подсоса воздуха и влажности
Применение устройств обогрева, в которых происходит открытое сгорание топлива, приводит к необходимости удаления продуктов горения через дымоход. В этом случае необходима компенсация объема выходящего воздуха.
В строениях она возможна через неконтролируемый приток (инфильтрацию) который происходит по причине наличия щелей и дыр в стенах и потолке.
Конструкция современных теплиц, например из поликарбоната, создает воздухонепроницаемое пространство. В этом случае проблему поступления воздуха решают наличием форточек и монтажом специального приточного отверстия.
Размещать его следует таким образом, чтобы избежать концентрированного потока холодного воздуха на растения. Возможно также использование нескольких небольших отверстий для организации распределенного притока.
Вытяжные системы для газовых конвекторов закрытого типа уже снабжены трубой для притока наружного воздуха в камеру сгорания.
Часто после работы печей и котлов наблюдается эффект осушения воздуха. Это обусловлено меньшей абсолютной влажностью приточного холодного потока (особенно морозного) по отношению к выходящему через дымоход теплому воздуху из теплицы.
Для поддержания точных параметров влажности воздуха применяют увлажнитель с гигрометром, который может работать от локального источника энергии. При отсутствии такой необходимости можно разместить в теплице открытую емкость с водой. Тогда в случае сильного осушения воздуха естественным образом возникнет процесс испарения.
Способы равномерного распределения тепла
Для небольших теплиц достаточно размещения одного источника обогрева. Воздухооборот в помещении будет обеспечен за счет вертикального перепада температур и, таким образом, будет происходить распределение теплого воздуха.
В помещениях большой площади или сложной геометрии возможно образование зон с разными параметрами микроклимата. Так иногда специально поступают в промышленных теплицах, однако в большинстве случаев это явление нежелательно.
Для равномерного распределения тепла используют два способа:
- Создание искусственного воздухооборота. Обычно используют лопастные вентиляторы. Иногда сооружают систему воздуховодов с интегрированными насосами так, чтобы забор воздуха производился в одном конце помещения, а выброс – в другом.
- Передача тепла за счет промежуточного теплоносителя. Как правило, используют обыкновенную водяную систему с принудительной циркуляцией. Трубы можно проложить как по периметру теплицы, так и под слоем грунта.
Принудительное распределение тепла необходимо также для предотвращения образования зоны с высокой температурой возле обогревателя. Иначе растения, расположенные вблизи печи или котла, могут получить термические повреждения.
Популярные методы отопления без открытого огня
Применение открытого огня имеет некоторые ограничения, так как происходит выделение отходов горения, а также необходимо соблюдать противопожарные меры. Поэтому часто используют другие способы для выделения тепла в помещение теплицы.
Применение электрических приборов
Использование электричества для отопления теплицы зимой является самым дорогим способом. Однако он и наиболее простой, так как работы по монтажу такого обогрева включают только подведение электропроводки и установку приборов.
Применение несложных систем автоматизации освобождает человека от необходимости участии в постоянном контроле микроклимата.
Электрическое отопление теплицы может быть выполнено с применением следующих приборов:
- Калорифер. Наиболее простой и дешевый прибор, который можно сделать самостоятельно.
- Конвектор. Наличие вентилятора позволяет помимо нагрева воздуха осуществить его равномерное распределение по теплице.
- Тепловой насос. Мощный прибор для нагрева воздуха в теплицах большого объема, который часто для распределения тепла используют в совокупности с системой воздуховодов. Для обогрева компактного помещения можно сделать тепловой насос самостоятельно.
- Инфракрасные лампы. Специфика работы таких устройств заключается в нагреве поверхности, на которую попадает излучение. Таким образом, можно выровнять вертикальный градиент температуры в помещении без применения воздухооборота.
- Греющий кабель. Его используют для нагрева локальных областей в теплице.
В случае небольших размеров помещения применение электрообогрева оправдано по причине его простоты и безопасности. В больших и промышленных теплицах целесообразно применять другие способы.
Выделение тепла биохимическим способом
Одним из интересных способов отопления является внесение в почву неперегнившего органического удобрения – навоза животных или помета птиц. В результате биохимической реакции происходит выделение большого количества энергии, которое увеличивает температуру плодородного слоя и воздуха внутри помещения.
При гниении навоза происходит выделение углекислого газа, метана, а также небольшого количество водорода и сероводорода. Также навоз обладает специфическим запахом. Все это накладывает определенные ограничения на его применение, связанные с необходимостью проветривания помещения.
Зимой, а также при длительных похолоданиях весной и осенью интенсивный воздухообмен нежелателен. В этом случае на восстановление теплового баланса после проветривания может потребоваться значительно большее количество энергии, чем было выделено в результате процесса гниения навоза.
Применение такого “биологического” способа обогрева земли и воздуха оправдано поздней весной, когда проветривание происходит при положительных дневных температурах.
Системы с внешним источником тепла
Обогрев теплицы возможен за счет близкого расположения дома или другого отапливаемого строения. Это упрощает всю процедуру, так как нет необходимости в установке автономного источника тепла. С помощью проводных или wi-fi реле можно дистанционно получать информацию о температуре в теплице и регулировать ее микроклимат из дома.
Создание отдельного отопительного контура
Если в доме применяется водяное или паровое отопление, то возможно создание отдельного контура, ведущего в теплицу. Его обязательно необходимо снабдить отдельным насосом, так как общая горизонтальная протяженность нового сегмента будет велика.
Также в теплице нужно установить расширительный бак открытого типа для отвода воздуха из системы. Площадь открытой воды бака необходимо минимизировать, чтобы не допустить интенсивного испарения горячей воды внутрь помещения.
Радиаторы в теплице устанавливают редко, так как дизайн ее помещения играет второстепенную роль. При недостатке тепла лучше удлинить контур трубы, так как это дешевле и уменьшает риск протечек и поломок.
Уличный сегмент контура нужно утеплить, чтобы избежать потерь тепла и минимизировать риск перемерзания. Лучше всего для этих целей подходит подземный вариант размещения труб.
Подключение сегмента отопления теплицы к общему контуру можно выполнить с применением трех- или четырехходового крана.
Также возможно создание автоматической системы регулирования температуры.
Это можно сделать следующими способами:
- Изменение объема пропускаемой горячей воды в зависимости от показания температурных датчиков. В этом случае необходимо приобретение насоса с регулировкой мощности.
- Включение и отключение контура обогрева теплицы. Для этого используют автоматические системы управление кранами.
Вместо ручного изменения положения трех- или четырехходового крана можно применить устройства на основе сервопривода. Его электронный блок управления настраивают на показания размещенных в теплице температурных датчиков.
При необходимости изменения режима отопления поступает управляющий сигнал на двигатель, который поворачивает шток, устанавливая другое положение крана.
Обогрев с применением вытяжного воздуха
Хороший обогрев можно получить за счет использования теплого воздуха вытяжной вентиляции жилого дома. Направив утепленный вентиляционный канал внутрь теплицы можно получить постоянный входящий поток с температурой 20-25°C.
Единственным условием является отсутствие в воздухе избыточной влажности и примесей, характерных для кухонь и ванных комнат.
Отток воздуха из теплицы можно организовать двумя способами:
- Локальное вытяжное отверстие на улицу в виде трубки без вентилятора. Оно должно быть небольшого сечения для создания высокой скорости потока. В этом случае при отрицательной уличной температуре зона образования конденсата будет находиться на некотором удалении от трубки, что предотвратит образование наледи.
- Возврат потока обратно с помощью дополнительного воздуховода и обязательное подключение его к общедомовой вытяжке. Иначе запахи из теплицы будут распространяться по всем помещениям дома.
Этот метод является наиболее экономичным в плане единовременных затрат на монтаж системы и периодических затрат на использование топлива. Единственным вопросом остается достаточность объема вытяжки для поддержания необходимой температуры. Проверить это лучше экспериментально.
Если иногда, при экстремальных похолоданиях, температура воздуха в теплице будет опускаться ниже допустимой, то можно встроить в воздуховод небольшой калорифер, либо установить дополнительный электрический прибор на самом объекте.
Выводы и полезное видео по теме
Самодельная печь с дымоходом большой протяженности для отопления теплицы:
Несколько вариантов дровяных печей в реальной теплице:
Газовые горелки, как источник тепла. Разводка труб по теплице:
Универсального варианта обогрева теплицы не существует. Выбор в пользу одного из способов или их комбинации необходимо осуществлять с учетом его надежности, дешевизны установки и использования оборудования, цен на энергоносители и длительности автономной работы.
Большинство проектов можно реализовать собственными силами, что снизит их стоимость и предоставит возможность для дальнейшей самостоятельной модернизации.
У вас есть личный опыт проектирования и обустройства отопления в теплице? Хотите поделиться накопленными знаниями или задать вопросы по теме? Пожалуйста, оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.