Подземный теплоаккумулятор-кондиционер для теплиц

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Понял. Надо будет вечерами постепенно начать отчет о строительстве.

 

О том и спрашиваю, можно сделать закрытую тему, куда могут писать только доверенные люди, только выжимки? А обсуждать и базарить можно в любых других темах.

 

Отдельно фоток, где от трубы периметра идут отводы с вентилями в гряду нет, варил все в прошлом году поздней осенью, моего фотографа дочери , уже не было, а самому некогда было этим заниматься. Там сварено все просто, как три копейки, к трубе периметра в центре каждой гряды приварен кусочек трубы 3/4" с резьбой, на резьбу накручен вентиль на 3/4", дальше такой же кусочек трубы и переходник 3/4" на 50 мм, к нему отвод на 50 мм, дальше см 20 трубы на 50 мм, еще отвод и дальше труба на 50 по всей гряде, получился профиль типа ступеньки. В конце гряду в обратном порядке, переход с 50 мм на 3/4", потом фитинг 3/4", дальше металлопласт 20 мм и в прорезанный паз в бетонном полу МП подключен к общей обратке перед котлом. В итоге туба оказалась в почве на глубине примерно 30 см, это вполне достаточно, чтобы почва прогрелась и вверх и вниз, в итоге примерно 50 см получилось прогретой почвы, примерно такая же у меня и высота гряд. Труба 50 мм была оцинкованная, плюс обмотал пленкой, которую используют для обмотки труб газопроводов (это примерно такая, как ПВХ изолента, только чуть толще). Можно просто несколько раз покрасить трубу хорошей краской по металлу, или еще проще, купить алюминиевую самоклеющуюся фольгу и ей обмотать трубу, которая идет в земле. Мне потом пришлось внутри трубы цинк сжигать серной кислотой, потом питьевой содой нейтрализовать остатки кислотного раствора в трубах, так как цинк и антифриз не совместимы. По периметру труба кажется 80 мм (все трубы достались на халяву, потому и такие диаметры). В систему вначале весной залил воду, и работала система до поздней осени, убедился, что нигде нет подтечек в стыках, осенью слил воду и залил антифриз, пару раз прогрел систему до 70*, чтобы убрать растворенный в антифризе воздух, и так она осталась в зиму. В систему входит примерно 180 литров.

 

@viktor50, Главное отличие Вашего ТА в том что в холодную погоду при отсутствии солнца с помощью твердотопливного котла можно отогреть-нагреть землю и теплицу. А извлекать тепло из грунта с помощью работы циркуляционного насоса почти не получится. Но вот разница в том что грунт с температурой +8 в моей тепличке даст воздушный поток +8 и в момент заморозка до минус 5-7 в тепличке будет плюс. А в вашей теплице будет греть ТЭН. С воздушным теплообменником в таком варианте экономичней особенно когда мы накапливаем днем бесплатную энергию от термоядерного реактора названым Солнце.

 

Плюс в теплице спасет только систему отопления, если она заправлена водой, остальное все погибнет, возможно осенью помидоры выдержат какое то время такую температуру, но дальше они не жильцы. Осенью ниже 16* не желательно опускать температуру почвы, весной это предел, просто либо рассада погибнет, либо застопорится в росте недели на две, но тогда на кой черт вся эта чехарда с отоплением. У меня то же возможно в солнечную погоду небольшой нагрев почвы, включаешь циркуляционный насос, контур по периметру прогревается на солнце градусов до 30, за день почва прогревается на пару градусов (это весной, когда день 12-14 часов), при этом в теплице воздух прогревается от солнца. Я до весны обязательно перекрашу трубу контура в черный цвет, тогда нагрев ее будет по сильнее. Я весной стараюсь не опустить температуру почвы ниже 18*, тогда даже похолодание воздуха хоть до 10* не тормозит рост рассады, просто в холодные без солнца дни она практически не растет, но как только солнышко появляется, рост возобновляется. Весной там не с чего накапливать тепло, слишком короткие дни и не всегда солнце с утра до вечера, это исключение, чем правило. А летом в жару почва практически вся закрыта растениями и на нее не попадает солнце, а за счет большого объема воздуха выше растений (у меня выше растений примерно около 180 см и там при открытых фрамугах свободно гуляет воздух). У меня при температуре за бортом 30*, почва не превышает эту температуру, но такое благо бывает в году не больше двух недель, и то не каждый год, исключение был 2010 год, до этого такой жары не помню.

 

@viktor50, Я не против отопления в теплице. Но свою теплицу начал продумывать так чтобы энергии солнца хватало на отопление даже в пасмурную погоду за счет аккумулирования. Вопреки описанному "солнечный вегетарий" забор воздуха сделал из под конька теплицы потому что там температура воздуха выше и соответственно отбор тепла и зарядка ТА более эффективна. Во время зарядки ТА температура воздуха на выходе из та доходила почти до 30 градусов. При этом ночные температуры в теплице были 26-24 градуса. Вот это и является основным фактором ускоренного роста растений и бесплатным отоплением если не считать расход электроэнергии 100 ватт на работу прокачивающих вентиляторов. В качестве пассивного ТА выступает емкость с водой 2 тонны которая накапливает достаточное количество тепла находясь в пограничном состоянии между холодным и теплым потоком воздуха. За счет эжекции потоком холодного воздуха емкость с водой гораздо эффективней продувается теплым воздухом днем и накапливает тепло а ночью также эффективно охлаждается отдавая тепло. Площадь контактирующих поверхностей составляет 9 кв. м что достаточно для хорошего теплообмена. Для уменьшения потерь за счет излучения от емкости через поликарбонат наружу наклеил за емкость фольгированный изолон и получился дополнительный воздушный зазор 2см между поликарбонатом и изолоном за счет толщины профильной трубы несущей конструкции. Вроде мелочи но эти мелочи очень часто играют главную роль.

 

@viktor50, За счет пенопласта расчет показал что экономится порядка 1500 ватт при внутренней температуре 20 и наружной -10. Но на самом деле это расчет для воздушной среды а так как мой ТА контактирует на 80% с грунтом. Теплопроводность влажного грунта такая же как у бетона https://www.infrost.ru/tech_info/coefficient/ то теплопотери намного выше и накапливать тепло с "дырявым дном и стенами ТА" очень энергозатратное занятие. Для прогрева грунта весной в теплице с ТА не изолированным от грунта потребуется гораздо больше энергии так как прогреваться грунт будет на значительную глубину и в ширину тоже будет убегать много тепла. За счет фазового перехода лед-вода в ближайшем грунте потеряется достаточно много тепла. https://ru.wikipedia.org/wiki/Лёд#.D0.A4.D0.B0.D0.B7.D1.8B_.D0.BB.D1.8C.D0.B4.D0.B0
Высокая удельная теплота плавления льда, равная 330 кДж/кг, Так, чтобы растопить 1 кг льда или снега, нужно столько же тепла, сколько требуется, чтобы нагреть литр воды на 80 °C.

Вот из таких мелочей и состоят значительные затраты и потери.

 

@viktor50, Я тоже не имею ничего против печки в теплице, но этот путь точно не для меня. Я появляюсь весной на даче в лучшем случае в выходные. Заправлять печь раз в неделю бессмысленно. Единственным вариантом можно рассматривать электрический нагреватель, как подстраховку для ТА. А Вы живете на участке? Если нет, то как Вы используете печь? Почему Вы решили использовать еще и электрокотел? Чтобы реже заходить подбрасывать дрова?

 

Примерно через полчаса-час (в зависимости от наружной температуры) солнечной погоды моя тепличка когда не работают вентиляторы перегревается и начинает сбрасывать тепло в атмосферу при помощи открытия форточек. Солнечного тепла даже весной вполне хватает для аккумулирования и компенсаций колебания температур внутри теплицы в приемлемых для растений рамках. Среднесуточные температуры в режиме аккумуляции тепла выше и соответственно рост растений.

Летом нагреваются растения и от них нагревается воздух. Теплый воздух поднимается вверх и через форточки улетает в атмосферу. Грунт не нагревается прямым солнечным излучением так как находится в тени растений и если не накапливать в нем тепло то ночью при ясном небе температура воздуха на улице может падать значительно что по цепочке ведет к падению температуры в теплице. Система аккумуляции сглаживает колебание температур не только в пределах суток но и в течении нескольких холодных пасмурных дней. Этот год был в нашем регионе с очень холодным огородным сезоном. Благодаря системе накопления тепла в моей теплице многие мои знакомые были просто поражены урожаю огурцов. Огурцы я просто раздавал знакомым потому что их было очень много посажено. Иногда мне казалось что из за плохой погоды все в теплице очень медленно растет но когда взгляд падал на соседние теплицы и теплицы вообще в саду то приходило понимание того что ни в одной теплице нет такого уровня роста растений и соответственно урожая.

 

Я работаю сутки, трое на даче, так что для меня мой вариант вполне приемлем, а электрокотел я в этом году не включал, когда был мороз, я был на даче, а дальше прогретый грунт и рассада под укрытием на грядках вполне пережили чуть больше суток, пока я был на работе. А как вы летом собираете огурцы, то же раз в неделю? Я в сезон максимального их роста собираю утром и вечером, тогда они по размеру стандатрные, нет переростков, если уезжаю на работу, то через сутки из малышни в 3-4 см вырастают переростки больше 10 см, их только раздать знакомым на салат, для консервации они велики. Пока с подземным теплоаккумулятором заниматься не буду (отпуск у нас можно делить хоть на 5 частей, я беру часть его на начало мая, чтобы все дела поделать на участке, потом еще летом пару раз, благо он у нас 35 дней, да плюс выходные перед отпуском и после, получается под 40-45 дней), вроде для меня он ни к чему, в вашем случае возможно это выход из положения.

 

Да. Мы их практически и не сажаем. В последние годы 4-5 кустов в открытом грунте и то не съедали, что снимали. Нас соседи снабжают солеными огурцами. У них их "завались". Надеюсь будем отдариваться ранними помидорами следующей весной.

 

У нас закатанные соленые и маринованные огурцы идут на "Ура", а помидор как то не совсем много съедаем за зиму. Огурцов в теплице больше 7-8 кустов не садим (одну грядку с северной стороны), в это лето законсервировали литров 50, остальное ели и раздавали, помидоры то же свежие не плохо съедаются летом в салатах и так прилично консервируем. Перец то же не залеживается . Соседи обычно снабжаются от нас в одностороннем порядке.

 

Начинаю собирать сюда свои мысли с других форумов:
Очень много мне дала для понимания необходимости теплоаккумулятора и его устройстве тема:
http://newforum.delaysam.ru/topic.php?forum=1&topic=61
Прочитал 38 страниц и попытаюсь обобщить опыт Константина.
Выделил несколько моментов, разнящихся у разных садоводов, от которых возникает иное понимание ситуации, задач. Сразу же отметем разговор о способах подогрева теплицы - солнцем, электричеством, печками и другими искусственными способами, просто как не соответствующими теме. Это частности. Нас пока интересует теплоаккумулятор. А уж теплом от чего будем его наполнять - это немаловажное, но вторичное в этом обсуждении. Вернемся к этому позже.

Еще раз повторю основную ЦЕЛЬ (задачу) поставленную Константином перед теплоаккумулятором (ТА), как я это понимаю.
1. Быстрее прогреть грунт весной.
2. Поднять температуру грунта около корней растений весь период вегетации, что даст не плохой прирост урожайности.
3. Понизить, по возможности, температуру при перегреве теплицы в жаркий период.
4. Нейтрализовать влияние на рассаду заморозков.
5. Сгладить ночные/дневные перепады температуры воздуха для рассады. Тем самым обеспечив рост растений даже на начальном этапе. (Без ТА растения затормозят рост при невысоких ночных температурах.)
6. Начать раньше на ~2-4-8 недели посадки в тепличке. (март-апрель)
7. Растянуть как можно дольше срок пользования теплицей (сентябрь-октябрь).

Это я повторил азы, которые были размазаны по всем страницам обсуждения, так как не у всех хватает времени и усидчивости прочитать всю тему. В том числе м. б. это войдет и в ФАК, который надеюсь вскоре появится.
Ничего не забыл? подправьте...

Поняв, что теплоаккумулятор позволяет решить все эти пункты, решил - ХОЧУ! Заметьте, что без теплоаккумулятора решить эти задачи для садовода, не живущего постоянно на даче, затруднительно. Особенно пункты с 4-го по 7-ой. С теплоаккумулятором все это возможно и не так уж сложно.

Для понимания работы теплоаккумулятора надо вспомнить и различать такие понятия как теплоемкость, теплопроводность (теплопередача), теплоизолятор. Например, теплоемкость грунта достаточно высокая, но теплопроводность низкая, к тому же сильно меняется в зависимости от плотности и влажности. Значит тепловместимость грунта может быть невысока, если будет недостаточно близко проходить теплоноситель или грунт будет пересыхать.

Надо понимать, что возможности и склонности садоводов к реализации вариантов явно или не явно могут сильно отличаться. Есть ли на участке вода, электричество, газ, живет ли садовод на участке постоянно или появляется периодически.

1. ТА может быть внутри теплицы и извне. Но как то внешний ТА не получил должной поддержки в теплицах. Рассматриваем только внутренний.
2. ТА должен быть достаточно емким (несколько тонн). Иначе его смысл теряется, так как не позволяет выполнить нашу ЦЕЛЬ. Особенно весной, когда возможны длительные промежутки от нескольких дней до недели без солнца.
3. ТА должен быть как можно более теплоемким. Чем меньше теплоемкость, тем больше придется делать объем.
4. Не маловажная часть ТА - теплоноситель. Тут могут быть различные варианты. Например, воздух, вода, антифриз, масло. Имеем, что теплоемкость воды из перечисленных самая высокая (выше воздуха в 4000 раз, если сравнивать по объему, а не по весу). Обычно приводятся значения для кг и тогда вода лишь в 4,2 раза более теплоемкая, но надо помнить, что речь идет о 1кг воды (1л) и 1кг воздуха (~1куб.м). Я остановился на воздушном. Только надо прокачивать тысячи кубометров воздуха для хорошего теплообмена.

Опыт Константина показал, что выводы не столь очевидны, как могло показаться на первый взгляд. Так его опыт последних лет показал, что надо четко формулировать цель, ставить задачу и искать способы добиваться их оптимальными путями. Он развеял несколько мифов. Например, про теплообмен теплого грунта. Грунт достаточно теплый +15. А заморозки убьют листву. Важно не только закачать тепло вниз, но и применять его при необходимости обратным путем выгонки. Без этого ТА почти бесполезен. Про теплопроводность грунта, поставив датчики температуры на разном расстоянии от теплопроводящей трубы, убедился, что на расстоянии 10 см температура сильно падает, а уж 15см... Вентиляторы закачивают в теплое время тепло вниз. А ночью, если нужно, включаются вновь и гонят уже теплый воздух изнутри, прогревая воздух в теплице. Простая достаточно мысль, а сам я до нее не додумался.

 

В светопрозрачных конструкциях из стекла, поликарбоната, ЕТФЕ (а теплицы это всего лишь малый сегмент таких конструкций) всегда идёт борьба с избыточным теплом в летнее время года и дополнительной генерацией тепла в зимнее, темное и пасмурное время. Летом, потому что на квадратный метр поверхности Земли солнышко отдает от 800 до 1200 Ватт энергии. И они явно лишние. А зимой, потому что этих 600-800 не достаточно для комфортного отопления. И хочу вам сказатьчто в большинстве случаев электроэнергии на кондиционирование летом тратится значительно больше чем на отопление зимой. И в больших сооружениях эта проблема решается только комплексно-
теплоизоляция фундаментов, стен, глухой кровли, окна с спец стёклами,двери, рекуперация и т. д. В том числе разумное соотношение кровли глухой (не прозрачной) и прозрачной. И там борьба за 1-2% экономии энергоносителей считается колоссальным выйгрышем. В советских снипах, кстати, площадь фонарей верхнего света в производственных помещениях рекомендовалась в соотношении в 20% от общей кровли.
Когда то я, занимаясь попутно солнечной энергетикой, видел немецкие проекты для коттеджей. Где рядом с домом (или под ним. не помню) делался большой подземный теплоизолированный резервуар для воды. Вода в нем подогревалась от солнечных коллекторов и поступала в дом подготовленной с определённой температуров. И дальше либо использовалась в этой температуре либо дополнительно подогревалась. Поскольку она поступала уже с некоей температурой то на этом и происходила экономия.
Господа тепличники. Только аккумулятор не решает всех проблем. Без мнгновенного, автономного источника тепла в форсмажорных или не прогнозируемых случаях Вам с зимой не справится.
Один из моих покупателей поставил в теплице ригельную секцию из труб диаметром 120-150мм, а под теплицей ёмкость. В ригель врезал ТЭН, поставил маломощный насосик и элементарную автоматику. Всё заполнил антифризом. Как у него там всё происходит, хорошо ли, плохо ли, и сколько он палит энергии не знаю, но использует он эту тепличку в коммерческих целях для выгонки ранней рассады с 2008-го года.

 

Так мы и не говорим про зиму. Речь идет о более ранней высадки рассады весной. А вот когда можно себе позволить высадить, решается теплоемкостью, объемом, короче говоря качеством работы теплоаккумулятора. Тот же Константин сказал, что 4 года эксплуатации ТА позволили ему убедиться, что следующей весной, он может высадить рассаду в теплицу не в конце апреля, а в начале. И быть уверенным, что она нормально будет развиваться. Он не отключает накачку ТА круглый год даже зимой и вышел на значения, что у него вода в теплице не замерзает ни разу за зиму. Правда у него ТА состоит из нескольких сотен 20л канистр с водой. А как помним у воды теплоемкость наивысшая среди доступных нам для ТА веществ.
Для подстраховки при форсмажоре можно на всякий случай поставить электрический обогреватель с автоматикой. Но надеюсь, что он так и не потребуется ни разу за весну.