Обогрев воздухом почвы через трубы

Вот это уже и я получил у себя и Cofessor, прям даже вывод такой же и слова такие же...
Практика, бессердечная ты...

 

С чего бы ей сердечной быть, если разницу в 3-8% не чувствует?

 

Слишком дорогой выходит киловат*час полученный от этих 3-8% при учете "бесплатных" труб, вентилляторов, землеройных работ...

 

А что дешевле? Вот это - ТА заморозил теплицу?!?
Чтобы было ясней на что там обратить внимание, привожу фрагменты:

Обычный советский термометр, размеченный до пятидесяти градусов по Цельсию показывал, что конкретно в моей теплице, сейчас, двадцать шестого марта, на хилом весеннем солнышке, только-что выглянувшем из-за тучи, выше пятидесяти градусов.
Надо что-то делать. Ровно через неделю моя дражайшая супруга на полном серьезе собиралась высаживать в теплице томатную рассаду. Но при пятидесяти градусах помидоры не растут!
И вентиляторов у меня все еще нет.
Через минуту после включения вентиляторов температура внутри теплицы упала с 50 градусов до 20. А еще через минуту до 10. А еще через минуту я начал мерзнуть.
Обычный советский градусник для сталелитейных цехов зашкалил в обратную сторону. В смысле он размечен с 0 и до 120 градусов. И меньше ноля показывать не может. А в теплице сейчас морозильник. И градусник снова зашкалило.
Да чего уж там! Здесь прямо дубак и холодильник.
С выключенными вентиляторами - баня. Со включенными - холодильник.
Да. Тридцать тонн замороженного щебня это не фунт кураги. Это тридцать тонн морозильной камеры.
Да. Тридцать шесть квадратных метров прозрачной крыши строго ориентированной на максимальную солнечную инсоляцию это шестьдесят кубометров раскаленного воздуха внутри.
Всю следующую неделю я пробовал отогреть морозильник.

Как вам такие расходы? - Перелопатить кубов 40 грунта, привезти 25 кубов щебня, заложить всю площадь трубами, купить 3 вентилятора по 1000 Вт каждый, платить за потребляемую ими энергию... и всё ради того, чтобы компенсировать свою глупость, причём не полностью - сезон начался позже, чем мог бы начаться, если бы не делать этот идиотский ТА.
И ведь его предупреждали, но... не внял, ибо:

- Did It Again! - именно это сказал-бы американский реднек и садовод-любитель в одном лице...
- Охниху...! - именно это повторил неоригинальный русский я и новичок-тепличник в одном лице.

сами с усами.

 

Дешевле - больше думать, потом делать. По итогу всех своих строек и экспериментов знаю что - копить можно тепло, но не в грунте. Нужен "высокотемпературный" накопитель (выше чем может грунт), только такое использование оправданно, тепло нужно сохранять, электричество не так дорого как думают, автоматика должна быть проста и надежна.
Остальное все игрушки.

 

Зачем выдумывать свои физические законы? Если возьмёте 2 кабеля, сопротивление которых будет одинаково, а длина отличаться в 10 раз, то и температура нагрева у них будет отличаться раз в 10, но количество тепла они выделят одинаковое, так что температура тут совершенно не при чём, важно количество тепла.

Я и без вас по расчётам вижу что эффект от теплообменника (ТО) в начале марта в наших краях заметно слабее, чем от нагревательного кабеля - тепла мало, солнечных дней мало, ночью всё сильно охлаждается. В начале апреля эффект уже сравним, но нужен март.
Отвергнуть из-за отсутствия результата - это удел слабых, ибо тепло то есть, нужно просто умнее его использовать.
Например, как можно сравнивать э/нагрев с теплообменником, если при э/нагреве вы кладёте на дно теплоизолятор, а при ТО - нет? Чтобы сравнивать, надо сделать одинаково. Но тогда и результат будет совсем другой, ведь половина тепла от ТО сохранится, да ещё заметная часть от верхнего нагрева.
Ещё вспомните об утеплении боковых стенок грядки. Это fgh, счастливый в своем заблуждении, полагает что высокие грядки быстрее прогреваются. Прогреваются... летом, когда тепло, а ранней весной, когда холодно, быстрее замерзают.

 

Прежде чем перейти к ответам на Ваши вопросы думаю что нужно немного изменить идею. Почему воздух нужно забирать из верхней части теплицы? Откуда там появляется теплый воздух?

Что же можно сделать чтобы вклад от труб стал немного побольше? Предполагаю что нужно поставить вентилятор для охлаждения верхнего слоя почвы и соответственно передать это тепло в нижние слои почвы.

Да, тепло то есть и совсем не мало, по Вашим самым скромным подсчетам для теплицы 5х10 это примерно 50кВт-ч энергии за день. Теперь главное не потерять эти киловаттчасы за ночь.

 

А собственно, что вы этим измените? Разве сейчас не так? Вы же забираете часть тепла у воздуха? Т. е. нагретый воздух вы замещаете холодным с выхода труб. Соответственно, на величину тепла, взятого у воздуха, вырастет и теплоотдача верхнего слоя.
Давайте уж считать что вентилятор забирает всё тепло, отданное поверхностью грунта. Всё, грунт теперь не нагревается сверху. мы получаем другую схему отопления - теперь источник тепла находится не на поверхности, а на глубине 40 см. Посмотрим, получили ли мы в результате схему отопления более эффективную, нежели обогрев с поверхности:

Будем считать что в первом случае у нас половину тепла достаётся воздуху и половину тепла - грунту. Ещё будем считать что тепло уменьшается, по мере углубления (было бы странно считать иначе, да?). Пусть количество тепла с каждыми 10 см уменьшается на 10%.
В результате воздух тёплый (вершкам ведь тоже надо тепло, да?) и корнеобитаемый слой, находящийся на глубине 10 см, получает 40% тепла.
Во втором случае половину тепла уходит в нижние горизонты совершенно бесполезно, а от уровня нагрева до корнеобитаемого слоя в 3 раза дальше и тепла остаётся только 20%, а воздуху уже практически ничего.
Что из этого следует? - А то, что мнение будто источник тепла лучше переместить вглубь не обоснованно - тепло сохраняется не лучше, просто больше начинает теряться вглубь.
Вопрос, можно ли это исправить? Полагаю, если под трубами проложить слой утеплителя, то эффект от перенесения тепла вглубь должен проявиться, ведь теперь 100% тепла может только подниматься вверх. И он поначалу ускоренно прогреет слой грунта, где сохранится лучше, чем на поверхности, а затем, после установления теплового равновесия, все 100% тепла будут попадать в воздух, отдавая тепло равномернее в течение суток.

 

Да, не так. Давайте по порядку, стоит задача прогреть грунт весной:
Когда нет вентиляторов, то воздух от нагретого грунта конвективными потоками поднимается к верху теплицы и там активно отдает свое тепло через покрытие на улицу. То есть конвективные потоки не выполняют нужную нам задачу нагреть грунт, а работают как раз в противоположную сторону.
Если появившийся вентилятор забирает теплый воздух из-под конька теплицы, то конвективные потоки так же работают вопреки нужной нам задачи, своими действиями вентилятором мы только усилили эти потоки. Теперь воздух от поверхности более активно перемещается от нагретой поверхности к наружному покрытию, находясь рядом с покрытием теряет свою энергию, соответственно общие теплопотери возрастают.
Теперь вариант когда вентилятор забирает теплый воздух с поверхности почвы и направляет его сразу в трубы грунта. Конвективные потоки полностью ломаются, передачи теплого воздуха вверх теплицы нет, воздух вверху охлаждается, теплопотери через покрытие уменьшаются. Нужный теплый воздух без потерь мы доставляем сразу в нижние слои грунта. Нужная задача выполняется.

 

Так, да не совсем так. Без вентилятора теплые потоки воздуха чётко идут вверх над средней грядкой и затем опускаются по скатам - идеальный холодильник. Вентилятор заставляет потоки искривляться от самого грунта вдоль теплицы, так что струи меньше контачат с холодным сводом, поэтому перпендикулярная составляющая не усилит теплообмен. Кроме того, температура воздуха то понизится, поскольку он будет замещаться холодным, выходящим из труб, дельта снизится, а значит и теплопотери снизятся.
Предлагаю для простоты, чтобы не запутывать себя вторичными явлениями, считать что этот фактор на теплообмен никак не повлиял, всё равно ни вы, ни я просчитать потери, связанные с изменением потоков, не сможем.
Главное тут, как я понял, ваше предложение локализовать объём воздуха над нагреваемой поверхностью, по просту говоря, натянуть плёнку над грядкой и отсасывать воздух из под неё, да?
Согласен, в этом случае нагретый воздух не будет рассеиваться на всю теплицу и количество тепла, теряемое через плёнку, сильно снизится, поскольку дельта между воздухом под плёнкой и воздухом в теплице намного меньше различаются, чем между плёнкой теплицы и атмосферным воздухом.
Я не сделал так до сих пор по двум причинам:
1 - конструктивно выходы из труб трудно исхитриться завернуть в моей теплице под низкий свод плёнки
2 - растения просто сгорят под таким укрытием, если вдруг вентилятор почему-то остановится. Да они даже и при работающем вентиляторе могут сгореть, если у вас трубы без дырок и не обсыпаны щебнем.
Но вообще я хотел заострить внимание обсуждения вовсе не на этом, а на массовой ошибке, которую никто почему-то не замечает - берут энергию верхнего слоя земли, расположенного в 10 см от корнеобитаемого слоя, и засовывают её на расстояние, находящееся в 3 раза дальше, из которой половина тепла тут же теряется безвозвратно, уходя вниз, и при этом почему=то уверены что создали аккумулятор тепла, хотя на самом деле сделали аккумулятор холода.

 

Качественная оценка верная, а количественно опять получится мизер. Допустим, накрыли землю пленкой с зазором 10 см. Температура воздуха внутри конечно вырастет, но значительно уменьшится его объем, а значит энергии не прибавится. 80 % энергии, полученное от солнца, почва теряет через излучение, поэтому если одной пленки на землю недостаточно, надо копать в сторону селективных покрытий.

 

Да тут трудно наперёд сказать - сразу много факторов вступают в действие, но можно не сомневаться что эффективность отбора тепла сильно возрастёт.
Во первых, у вас площадь рассеяния энергии уменьшится в количество раз, равное площади покрытия теплицы, делённой на площадь покрытия грядки. Пропорционально уменьшатся теплопотери.
Ещё больше уменьшится и объём нагреваемого воздуха, а значит возрастёт плотность энергии в единице объёма воздуха и эффективность работы вентиляторов.
Вследствие снижения теплопотерь, увеличится температура поверхности грунта, а значит и прогрев верхних слоёв грунта. Однако, если раньше вентилятор, например, прогонял 100% воздуха за полчаса, то теперь будет тратить на это меньше минуты. Это значит он будет успевать сгонять всё тепло в нижние слои грунта, т. е. после включения вентилятора нагрев поверхности резко снизится намного сильнее по сравнению с вариантом обогревом всего пространства теплицы.
При этом ещё надо учесть, что пространство теплицы велико по сравнению с производительностью вентилятора и воздух, выходящий из труб, перемешивается с нагретым, что снижает эффективность работы вентиляторов, а во втором случае у нас чёткий поток вдоль укрытой поверхности с выхода труб в сторону забора плюс раз в сто больший оборот воздуха. В этом варианте использовать высокопроизводительный вентилятор невозможно в принципе - он же просто будет сдувать растения, но с другой стороны не надо платить огромную сумму за вентиляторы и не придётся слушать их нудный вой, т. е. достаточно будет поставить один маломощный вентилятор.
А что касается потерь тепла путём излучения, то ваша цифра неверна, радиационные потери составят как раз половину от указанной вами величины - 40%:
Взято отсюда.

 

А другие грядки чем хуже, теплый воздух от них так же четко идет вверх пока не встречается с покрытием теплицы. Далее поток разделяется на охлажденный идущий вниз по скату и на все еще теплый отклоняющийся к центру-вверх теплицы.

от самого грунта вдоль теплицы - это как? Вентилятор вроде в этом случае вверху по центру и тогда действительно воздух над центральной грядкой начинает вверх двигаться быстрее, ускоряются немного и соседние вертикальные тепловые потоки, ближе к боковым покрытиям этот эффект уменьшается, в итоге потоки немного меньше по времени контачат с покрытием - с этим согласен, но никак не из-за того что искривляются. А меньше по времени означает то, что за день большее количество теплого воздуха пройдет рядом с холодным покрытием, соответственно больше потеряется в окружающую среду. Опять все не в Вашу пользу.

Ну конечно, не могу просчитать - значит фактор не влияет. Думаете это разумный подход? Впрочем, считайте так, не запутывая себя.
Лично мне истина дороже и есть возможность попробовать это просчитать, поэтому буду считать что направление движения потоков воздуха в теплице сильно влияет на теплообмен, не поменяю своего мнения как минимум до того момента пока кто то не подтвердит практикой вклад этих "вторичных явлений". Мне не торопно, я подожду.

Ну если Вы без пленки никак не можете, то пусть для Вас будет пленка. Как по мне, то можно получить такой же эффект создав потоками воздушную "пленку", сквозь которую только малая часть теплого воздуха будет выходить вверх теплицы. При этом "пленка" получается дышащей, не требующей поддерживающих конструкций, "положить/убрать" ее очень просто - включить/выключить вентиляторы. Если вход-выход подземных воздуховодов находятся на одном уровне от земли то получается однослойная "пленка", если на разных уровнях, то двухслойная. Понятно или нарисовать?

 

А зачем? Вы собираетесь это реализовать или просто поговорить? Рассуждать можно век - никто вас ни в чём не уличит, раз вы до дела так и не добрались. Я пока не видел у вас ни технического решения, ни реализации, ни измерений чего бы то ни было.
Хорошо, может вам это излишне, может вы такой крутой, что можете и так рассчитать и доказать не утруждая себя изготовлением и проверкой на практике? - Тогда ихде?
Я сам скептик изначально, вот вам доказательство - моя тема: Воздуховоды в теплице - аккумулятор тепла или холодильник?
Почитайте на досуге, сколько я спорил с AlexRtyu и прочими апологетами ТА. Все дружно доказывали мне что с его помощью можно будет чуть ли не зимой растения выращивать.
Опровергнуть их я не мог, по расчётам выходило что польза быть должна, да у меня и не было такой цели - я за истину. ну или же надо было найти ошибку в расчётах.
И чтобы это всё не закончилось ничем, я ещё при стройке заложил 3 трубы под среднюю грядку для проверки. Прошлой весной у меня наконец дошли руки - всю весну и июнь гонял воздух - эффекта не обнаружил к радости Энергогетика.

Видите? - Чего не сделаешь ради истины! Сделал, испытал, затратил массу времени. А что сделали вы? Что-то мне подсказывает что ZERO. А зачем вам? Вы и так "умный".
Люди начинают думать по настоящему, только получив отрицательный результат. Он заставляет задуматься - а что не так? Мне, полагаю, удалось найти причину неудачи - обязательно надо делать теплоизолятор под трубами, тогда сохранённое тепло не уйдёт вниз, а всё вернётся вверх. У тех саркофагостроителей, которые делали подкладку снизу, эффект был.
Во всяком случае, я теперь знаю что мне далее проверять. А с вами мне говорить не о чём - вы только придумываете абсурдные прожекты и больше ничего не делаете.

 

И будете дальше продолжать делать, испытывать, тратить массу времени/денег ... не понимая простых вещей: все что Вы делаете уже давным давно кто-то делал и где-то про это написал, у Вас просто не нашлось времени чтобы все это прочитать и правильно осознать. У меня нашлось на это время и поэтому я не повторяю то что кто то уже делал, я делаю то что никто никогда не делал. Что то из сделанного опубликовано в нужных темах этого форума, но это не относится к этой теме.
Воздухом через трубы я землю не грел, понимая что существующие варианты пока не позволяют сделать это эффективно. Однако это никак не мешает мне заниматься поиском таких вариантов. И я знаю: при правильном обсуждении найдутся идеи которые решат эту задачу. Знаю так же, что это будет комплексное решение в котором воздух не единственный теплоноситель.