Теплица-самобранка или полный автомат

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Я б всетаки разделил теплицы на зимние и сезонные.
Сезонные много менее затратны на конструкцию, главная задача их удленить сезон на 2-3 месяца.
Отапливать их зимой слишком накладно.
Я б не стал их использовать зимой.

Зимняя теплица должна быть другая по конструктиву.
350квтч для 100м2 это многовато.
100-150квтч в сутки легко достижимо, обсудим варианты?

 

С удовольствием готов обсудить!
Могу начать. А там поправите или сделаете свою выкладку.

Сперва напомню, что оценку в 350 кВт*ч давал для -35 гр. С (на улице) и +22 гр. С (внутри теплицы) и только за период в 6-8 часов светового дня, а не в сутки.

И добавлю, что поздней осенью-ранней весной-и всю зиму критичным фактором является именно освещение (дневное + досветка). Потому светопрозрачность конструкции очень важна. Особенно для наших пасмурных регионов МО + в направлении к северу.

Поэтому сначала предлагаю посмотреть на 100% прозрачные варианты зимних теплиц, возможно ли в рамках них достичь более лучших показателей?

При построении теплицы арочной формы, у меня выходило, что на 1 кв. м. грунта приходиться 2,1 кв. м. покрытия теплицы с учетом торцов.
(арка высотой 3,5-4,0 метра в наивысшей точке, ширина 8 метров, длина 12 метров)

Расчетное теплосопротивление и теплопотери светопрозрачного покрытия (уже с учетом толщины "пирога"), без учета потерь на отопление грунта и потерь на подогрев воздуха при вентиляции, оцениваю только потери тепла через поверхность стен-крыши:

1) если многолетняя пленка в 2 слоя с воздушным зазором в 20-30 см. = 0,155 (кв.м.*гр.С)/Вт
(по данным из учебника по теплотехники смотрел, советских времен ещё, если надо найду источник)
Светопрозрачность в идеальных условиях (без снега и не поцарапанная) = 86%.

Мощность теплопотерь с 1 кв. м. покрытия = 0,368 кВт. (1 кв. м. x 57 дельта градусов / 0,155)
Мощность теплопотерь с 1 кв. м. грунта = 0,773 кВт (0,368 x 2.1)
Итого за 6-8 часов дня получается потеря 5-6 кВт*ч. с 1 кв. м. грунта (0,773 x 6 и 0,773 x 8)

2) если пленка в 2 слоя с воздушным зазором в 20-30 см., но при этом внутренний слой пленки выполнен из пузырчатой пленки (нпр, "Оазис", с размером пузырьков 10 мм. - к сожалению более теплые пузырьки по 30 мм. они сняли с производства) = 0,229 (кв.м.*гр.С)/Вт
(0,155 как в первом варианте + 0,074 пузырьки добавляют судя по данным с испытаний производителя)
Светопрозрачность в идеальных условиях (без снега и не поцарапанная) = 79%.

Мощность теплопотерь с 1 кв. м. покрытия = 0,249 кВт. (1 кв. м. x 57 дельта градусов / 0,229)
Мощность теплопотерь с 1 кв. м. грунта = 0,523 кВт (0,249 x 2.1)
Итого за 6-8 часов дня получается потеря 3-4 кВт*ч. с 1 кв. м. грунта
Итого 300-400 кВт*ч за 6-8 часов дня.

3) если поликарбонат 10 мм., то теплосопротивление = 0,350 (кв.м.*гр.С)/Вт
Светопрозрачность в идеальных условиях (без снега и не поцарапанная) = 78%.

Мощность теплопотерь с 1 кв. м. покрытия = 0,163 кВт. (1 кв. м. x 57 дельта градусов / 0,350)
Мощность теплопотерь с 1 кв. м. грунта = 0,341 кВт (0,163 x 2.1)
Итого за 6-8 часов дня получается потеря 2-3 кВт*ч. с 1 кв. м. грунта
Итого 200-300 кВт*ч за 6-8 часов дня.

Если например делать стены из поликарбоната 4 мм. в 2 слоя (два листа) с воздушным зазором - то будет отличное теплосопротивление! НО увы, светопрозрачность упадет до 67% (82% x 82%), и это в идеальных условиях. А по факту налипший снег (таять он вообще практически не будет в таком варианте), потеря прозрачности при устаревании, царапины - снизят ещё очень сильно прозрачность такого пирога. - потому для себя данный вариант откинул.

По этой же причине (соблюдение фактора освещеннности) я отказался (пока что "в уме" ) от китайских вегетариев с глухой стеной с наполнением из теплоемких материалов (глина и прочие) и вообще от вариантов с глухими утепленными стенами, в том числе подземных теплиц-термосов.

Пообщавшись с тепличниками - все как один говорят - в них будет ну очень темно зимой. Лук там, зелень ещё какую вырастишь, а остальное? Вырастишь, но при более интенсивной досветке, чем в прозрачной теплице. А тут такой момент: получение дополнительных 1 Вт досветки на 1 кв. м. грунта гораздо дороже, чем генерация потерянных десятков ватт тепла на тот же 1 кв. м. при светопрозрачном покрытии.

Можно даже попробовать прикинуть по экономике, но затрудняюсь как.
Тут надо сопоставить затраты на генерацию 1 Вт тепла и генерацию 1 Вт света.
И выявить соотношение: делаем глухими и теплыми северные стены + торцы = экономим столько ватт тепла на 1 кв. м., а теряем столько ватт дневного света на 1 кв. м.
Тогда будет более ясная картина.

Таким образом будет видно, где находится необходимый баланс теплопотерь/освещенности. Улицу топить ведь тоже не вариант. Пока что ищу этот баланс. Хотя уже пора бы строится вовсю)
И пока что обдумываю вариант именно с "ночным одеялом" и перераспределением излишков ночного тепла (использование днем через ТА, при этом ТА - это обычные ямы прямо в грунте, покрытые гидроизоляцией, наполненные водой).

 

а если такой вариант - внешка стекло + воздух + СПК ? прозрачность падать не будет и теплопотери невелики. цена только будет выше, т. к. каркас понадобится более крепкий под стекло.

ну тут посчитать надо... мне думается что ситуация обратная (хотя, может быть, мне просто хочется так думать )
светить светодиодами, а если закопать на 2 метра - теплопотери только ч/з крышу, а земля сама собой будет +4 минимум (ну или около того)

 

Вот нашел данные по инсоляции в широте Москвы со всех сторон (Юг / Восток / Запад / Север) по месяцам.
https://www.abok.ru/for_spec/articles/16/3374/solar.htm
Если взять январь и февраль, то для теплицы 8x12 метров инсоляция составит:
1) южная сторона = от 58 до 126 кВт*ч в сутки - в данном случае нас этот показатель не интересует
2) северная сторона = от 19 до 21 кВт*ч в сутки
3) запад и восток (торцы) = по 9 кВт*ч в сутки каждый.
(данные брал из графиков-картинок, делил на кол-во дней и умножал на площадь теплицы).

Таким образом, если мы закрываем полностью (утепляем) северную стену + торцы теплицы (запад и восток), то теряем мощность естественного освещения растений в объеме 38 кВт*ч в сутки (20 + 9 + 9).
(или 0,4 кВт*ч в сутки на 1 кв. м. грунта).

И этот объём освещения придется компенсировать искусственной досветкой, либо смириться со снижением урожая.

Для компенсации можно было бы досвечивать текущим набором ламп (т.е. просто увеличивая время досветки), но тогда длительность досветки придеться увеличить на 4 часа. (400 Вт*ч / 100 Вт = 4ч., из расчета, что изначальная система досвечивания строилась на уровне не менее 100 Вт/кв.м. для овощей)

Для большинства овощей увеличение времени досвечивания ещё на 4 часа будет стрессом. Им нужен ночной период. Потому считаю этот вариант бессмысленным (но тут требуется мнение более опытного "теплицевода" )

2) Либо увеличивать не время, а мощность досветки на те же 25% (на примере овощей, которым светят по 16 часов => 4 часа - это увеличение на 25% либо времени, либо светить те же 16 часов, но уже мощностью на 25% выше).

Дополнительные мощности досвечивания в 25 Вт/кв.м. (т.е. +25% мощности к базовой мощности в 100 Вт/кв.м.) - обойдутся нам примерно:

+ 375...750 руб. "кап.затрат" на 1 кв. м. теплицы (или 36-72 т. р. на всю теплицу на 5 лет)
(как посчитано: лампы натриевые высокого давления в полном сборе по 6000-12000 руб. за 400 Вт лампочку в зависимости от фирмы и комплектации, только закупать придется уже не 1 лампу на 4 кв. м., а 1 лампу на 3,2 кв. м., тем самым увеличив на 25% мощность досветки чтобы компенсировать убранный естественный свет с запада-востока-севера).

+ 230 руб./сутки доп. затрат на эл. энергию на всю теплицу (дополнительные 25 Вт на 1 кв. м. x S теплицы x 16 часов времени досвечивания овощей x тариф эл./эн. взял в районе 6 руб./кВт*ч)
Или около 20-21 т. р. за декабрь-январь-февраль.

Итого, чтобы более менее полноценно компенсировать закрытие солнечного света с севера-востока-запада, придется за первых 3 зимних месяца выложить 56-93 т. р. в первый год + по 20 тыров в каждый последующий год (без учета инфляции).

Теперь, если цифры хотя бы ориентировочно верные, то можно посмотреть сколько денег удастся сэкономить на отоплении за эти три зимних месяца, благодаря многократному снижению теплопотерь с северной-восточной-западной стороны.

Тогда картина прояснилась бы.

 

тут вопрос снег счищать со стекла как? (резкое падение освещенности при каждом снеге)
из-за низкой теплопроводности "пирога" он будет плохо подтаивать, либо вообще не будет подтаивать и как его соскребать?

потом каркас будет очень толстым, чуть ли не 20% площади южной поверхности (да и всех других сторон тоже) будет наглухо закрыто профилями и прочими элементами.

и там ещё есть проблемы, в том числе коэффициент светопропускания у стекла в 4 мм. тоже вроде бы на уровне 89%-90%. Т. е. теряем в освещенности.

 

@stroika222, а как же всякие подземные вегетарии? владелец в видео утверждает что там оч. светло. или преувеличивает?

 

@krendell48,
в подземных вегетариях, термосах они ещё и часть южной стороны отрезают от света.

1. берем люксометр - замеряем освещенность дневным светом в полдень на участке;
2. берем люксометр - замеряем освещенность в полдень в яме или траншее, аналогичной подземной теплице пропорции сторон. +северную сторону фольгой покройте, а потом без фольги

Получаем объективные данные по падению освещенности, а также дает ли толк фольга по части отражения видимого спектра.

Люксометра у меня нет пока что, так бы замерил.

Для меня достаточно знать, что:

1) зимой в моём регионе солнце очень низко и в подземную теплицу его лучи практически не будут попадать. Они будут падать на северную стену. Даже если я отражу эти лучи с КПД 80%, сами посчитайте сколько теряем освещенности:
- север-восток-запад нам не светит вообще в подземную теплицу (минус 30% освещенности)
- юг составляет до 70% освещения, при этом:
*часть юга нам не светит вообще (там стена в земле, сколько тут взять потерь? ну минимум 20% точно теряем)
*часть юга отражается от северной стены (затрудняюсь оценить % потерь, что-то да теряем, пусть 5%)
Итого теряем света 55% минимум! также не забываем про светопрозрачное покрытие крыши, на нем теряем ещё 10%-15% освещенности (коэф-т светопропускания 0,9-0,85).
Итого потери в освещенности составляют 65%-70% минимум.

Буду признателен, если найдете ошибки, поправите и уточните мою оценку. Хотя вроде бы взял всё по минимуму.

Для сравнения в двуслойной теплице или из поликарбоната потери в освещенности не более 15%-25%.

Что для вашей ситуации дешевле - генерировать тепло или свет? Тут каждый решает сам, исходя из условий + того, что планирует выращивать. Мне бы хотелось помидорки/огурчики иметь свои зимой. Потому игнорировать освещенность не получается. (пусть даже в декабре-январе их не получу, но все остальные месяца теплица должна вытягивать по освещенности)

2) Высокий уровень УГВ на моем участке потребует очень значительных затрат на качественную гидроизоляцию подземного помещения в 3 метра глубиной.

Т. е. в моем случае это нецелесообразно дважды.

Ежели вы хотите растить зелень/лук и уровень УГВ не потребует слишком больших затрат, то почему нет?

 

@stroika222, УГВ у нас в норме. т. е. 2-3 метра можно выкопать.
ИМХО всё же на освещение меньше затрат уйдет чем на тепло.
к примеру на жилой дом нужно 1кВт/10м2. но это стены из кирпича и перекрытия. а теплица практически голая.

получается тот дядька что под киевом - лукавит? его опыт применим только в том климате?

 

Давайте пойдем другим путем.
Мы не знаем, пока, конструкцию теплицы, но мы знаем сколько нужно света для выращивания, например, томатов.
Давайте прикинем электроэнергию на освещение в подземелье -термосе,
1) Сравним с тем количеством света что есть зимой.
2) поучим количество тепла, которое выделяется от освещения лампами.
3) прикинем на какой конструктив хватит этого тепла.

Может действительно выгодней подвал?

 

@PipilatsMotors,
насколько я понял читая статьи в инете, современные хоз-ва организуют систему досветки исходя из показателя Вт на 1 кв. м. от 100-120 (наиболее часто) до 170 (реже) и 210 (очень редко).
Речь идет о потребляемой лампой мощности.
При этом как правило имеются ввиду натриевые лампы высокого давления.

Если применять другие лампы (а варианты возможны), тогда надо смотреть каково у них будет соотношение Лм/Вт.

Если же останавливаемся на ДНаТ (З), то судя по тем же публикациям до 70% потребляемого лампой ДНаТ (З) мощности уходит на генерацию тепла.

То есть при досветке мощностью в 100 Вт/кв.м., около 70 Вт/кв.м. - это будет "отопление".
При досветке в объеме не менее 16 часов в зимние месяцы получим генерацию тепла в размере 1120 Вт*ч/кв.м. в сутки.

Так как не вся площадь теплицы будет досвечиваться, а где-то лишь 70%-80% (остальное это проходы, зоны обслуживания и т. д.), то для теплицы в 100 кв. м. получим генерацию тепла в объеме 80-90 кВт*ч в сутки

Если досвечивать более мощно на 1 кв. м. или другими лампами (КПД и светоотдача будут другие) - то ситуация будет иной. Но говорят, ДНаТы лучше всего для овощей.

 

Из этих цмфр уже можно что то прикинуть.

Давайте рассмотрим 3 основных варианта для зимы.
1) подвал термос
2) зимний сад в доме, с вертикальным остекления с юга
3) отдельно стоящие сооружение, с остеклением пока не известным

Ноябрь, декабрь, январь в подмосковье световой энергии падает около 1квтч на м2 в день.
Угол падения света 22 декабря равен 11 градусов.

Тогда для зимнего сада с высотой остекления 2.5м и глубиной 4м, получим поступление световой энергии около 0.5квтч в день на м2 пола.
Но Света пригодного для фотосинтеза из них будет процентов 10.
В итоге (это нужно уточнить) имеем через окна около 50ВТч зачетного света.

Всего света нам нужно 100*16* 30%= 500втч на м2 в день.

Остекление зимой сэкономит всего 10% по свету.
Отсюда можно сделать первый вывод.

Подвал -термос вполне оправданное сооружение.

Теперь прикинем для зимнего сада.
Досвечивать придется почти так же как в подвале.

Теплопотери в основном через остекление, для двойного стеклопакета для дельты 35 градусов по зиме, будет около 40ВТ, или около 1000втч в сутки.
Или около 700втч на м2 пола при высоте остекления 2.5м и глубине зимнего сада 4м.

Цифры по тепловыделениям от досветки и теплопотери для встроенного в дом зимнего сада совпадают.

В зимнем саду, простодосвечивая овощи, можно обойтись очень малым дополнительным отоплением.

Для случая 3)
Много вариантов.

Давайте пока эти два варианта переварим.

 

речь про ДНаТ? если применять светодиоды - придется топить. но и световая эффективность у них больше.

 

@PipilatsMotors,
было бы здорово вообще в темном подвале или помещении выращивать растения, но почему то тепличные комплексы (новые современные, ориентированные на производство овощей и в зимний период), что в Московской, что Костромской областях строятся с максимальным открытием солнечному естественному свету.

Не смотря на то, что лупят искусственной досветкой по растениям они максимально.

Я если честно, не уверен, что если убрать больше половины скудного зимнего солнечного света в регионах МО и выше к северу, то даже с хорошей искусственно досветкой получится ли в нашей полосе выращивать именно овощи-ягоды (не зелень)? Речь в первую очередь о декабре-январе.

Тут бы у опытного тепличника-агронома спросить. Где то ограничение по минимальному кол-ву естественного света на 1 кв. м?

И если расчитанные вами 0,5 кВт*ч на 1 кв. м. для предложенного варианта зимнего сада достаточны для созревания, то ОК согласен.
А если нет, если не достаточны? Если нужно минимум 0,7-1,0 кВт*ч именно естественного света?
Не могу прокомментировать этот момент.

 

@stroika222, давно уже досвечивают "неестественным" и нормально.

раньше у нас в городе цветы выращивали в наполовину заглубленных теплицах.

 

@krendell48,
1) досвечивают же? (нужна пропорция естеств/электрич. освещения), а не полностью освещают электрическим светом? и о каком городе речь?
2) "цветы растут" или овощи-ягоды зреют?