Теплицы с отоплением — не редкость в довольно суровом российском климате. Как может быть реализован обогрев в промышленных условиях?
В статье читателя ждет краткий обзор применяемых в наше время способов отопления.
Общие моменты
Независимо от избранного источника тепла, при строительстве отапливаемой теплицы стоит учитывать ряд моментов.
- Как правило, теплицы ориентируют по сторонам света таким образом, чтобы на юг была обращена прозрачная поверхность максимальной площади. В этом случае сооружение улавливает максимум теплового излучения.
Обратите внимание: не стоит забывать и про то, что для фотосинтеза растениям необходимо освещение.
Чем лучше освещены грядки, тем быстрее рост и тем обильнее урожай.
- Потери тепла через остекление куда выше, чем через капитальные стены. В зависимости от материала потребность в тепловой мощности для теплиц оцениваются в 100 — 150 ватт на кубометр. Для сравнения — в современных домах в проекты обычно закладывается не более 30 ватт/м3.
- По сравнению с остеклением в одну нитку сотовый поликарбонат имеет заметно меньшую теплопроводность, что позволяет экономить на отоплении. Однако при строительстве теплицы своими руками стоит учитывать и еще одну его особенность: поликарбонат менее прозрачен и в пасмурные дни обеспечит худшую освещенность.
Источники тепла
Итак, что может использовать теплица с отоплением в качестве источника тепла?
Центральное отопление
Если на небольшом расстоянии от тепличного хозяйства находится теплотрасса, очевидное решение — подключиться к ней. Классическая схема водяного отопления с конвекторами или регистрами, смонтированными параллельно однотрубному розливу, обойдется сравнительно недорого.
Однако дешевое на стадии реализации центральное отопление будет означать довольно большие эксплуатационные расходы. Цена тепловой энергии, полученной с ТЭЦ, вынужденно включает в себя расходы на ремонт и прокладку теплотрасс, нецелевые потери тепла при транспортировке, зарплату персоналу, отчисления в госбюджет и многое другое.
Котельная
Один из способов ощутимо уменьшить накладные расходы — строительство собственной котельной. В этом случае затраты сводятся к закупке топлива и текущему ремонту оборудования.
Что может гореть в котле?
- Природный газ. Самое дешевое отопление теплицы — именно газовое; однако оно возможно лишь при наличии магистрали на небольшом расстоянии от тепличного хозяйства. Многие регионы страны по-прежнему не газифицированы.
- Мазут. Являясь побочным продуктом крекинга нефти, он горюч и недорог относительно бензина или соляры.
- Уголь. В современных котельных для его загрузки обходятся без услуг кочегаров: мелкофракционный уголь дозировано подается из бункера.
- Отходы переработки древесины. Опилки и щепа — прекрасное топливо; при этом они обходятся более чем недорого.
Однако при всех своих достоинствах собственная котельная при тепличном хозяйстве — не самый экономичный метод обогрева.
Причин тому несколько.
- Часть тепла неизбежно теряется при транспортировке. Разумеется, потери меньше, чем по пути от удаленной ТЭЦ, но они есть.
- Для котельной нужно строить отдельное помещение, что недешево.
- Наконец, сама концепция водяного отопления подразумевает многократную передачу тепловой энергии:
- от продуктов сгорания – теплообменнику;
- от теплообменника — воде или другому теплоносителю;
- от него — радиаторам или регистрам.
Они, в свою очередь, нагревают воздух, который, циркулируя, подогревает грунт и сами растения в теплице. И на каждом этапе опять-таки неизбежны потери.
Электричество
Традиционное отопление теплицы электричеством — с использованием ТЭНового водонагревательного котла или калориферов — довольно дорогостоящее мероприятие. Чтобы оценить масштаб затрат, достаточно выполнить несложный расчет.
При размерах теплицы в 20х50 метров и средней высоте в 4 метра ее суммарный объем равен 20х50х4=4000 кубометров. При потребности в тепле, равной 150 ваттам на кубометр, для отопления помещения нужно 600 киловатт тепловой мощности. Поскольку КПД любого электрического нагревательного прибора прямого нагрева равен 100 процентам, это выльется в те же 600 кВт мощности электрической.
А теперь давайте посчитаем среднемесячные расходы при стоимости электроэнергии в 3,5 рубля за киловатт-час.
- В сутки тратится 24х600=14400 киловатт электроэнергии.
- В месяц — 14400х30=432000 киловатт-часов.
- Расходы составят 432000х3,5=1,512 миллиона рублей.
Едва ли урожай с отапливаемой площади покроет расходы, не говоря уж о прибыли.
Уточним: среднее фактическое потребление электроэнергии обычно куда меньше расчетного, так что мы немного сгущаем краски.
В солнечные дни теплица будет тратить на обогрев в несколько раз меньше электроэнергии.
Однако есть две лазейки, позволяющие существенно сократить расходы.
Тепловые насосы
Это целая категория устройств, которые расходуют электроэнергию не на выработку тепла, а на его перемещение от более холодного объекта к более теплому.
Источником низкопотенциального тепла могут служить разные среды.
- Тепловые насосы воздух-воздух — наиболее конструктивно простые устройства. Типичный пример — обычный бытовой кондиционер. Вентилятор продувает уличный воздух через теплообменник, охлаждая его еще сильнее; воздух в помещении нагревается аналогичным способом.
Стоимость таких устройств сравнительно невысока, однако диапазон рабочих температур довольно ограничен. Лучшие образцы воздушных тепловых насосов работают лишь при -30 градусах (в частности, именно такова минимальная рабочая температура популярнейших насосов Mitsubishi Zubadan), в то время как во многих областях России столбик термометра зимой опускается до -40-50 градусов.
- Грунт-воздух и грунт-вода — схемы, подразумевающие использование геотермального тепла. Зонды-теплообменники погружаются в вертикальные скважины глубиной до сотни метров. Альтернативное решение — укладка в грунт горизонтального коллектора — требует большой площади, что не всегда приемлемо.
- Наконец, источником тепла может служить и вода. Теплообменник помещается в незамерзающий водоем и качает тепловую энергию оттуда.
Разница между затраченной электроэнергией и произведенным теплом у лучших образцов тепловых насосов достигает пятикратной.
Инфракрасное излучение
Инфракрасное отопление теплиц тоже позволяет ощутимо экономить тепло. За счет чего? Ведь инфракрасные обогреватели для теплиц — типичные устройства прямого нагрева, разве не так?
Дело в более рациональном распределении тепла. Излучатели — рефлекторы с кварцевыми высокотемпературными нагревателями или керамические панели — монтируются на потолке. Тепловое излучение нагревает непосредственно листья, стебли и грунт.
В результате при температуре в помещении не выше +5 градусов растения и почва под ними могут быть прогреты до оптимальных +25 С.
Важный момент: излучатели монтируются на высоте не менее трех метров.
Инструкция связана с тем, что на небольшом расстоянии от нагревательного элемента растения могут получить серьезные ожоги.
Вывод
Мы рассмотрели лишь наиболее популярные в наше время системы обогрева теплиц. Полный список возможных решений, разумеется, намного обширнее. В видео в этой статье вас ждет по данной теме не менее полезная информация. Успехов!
