Рассмотрена самодельная автоматизированная система с комплексным решением задачи, как оптимально обогреть и проветривать теплицу, сделанную из поликарбоната.
Поддержание нужного температурного режима и уровня влажности в теплице для любого садовода является проблемой. Днем температура воздуха в ней достигает запредельных значений, что негативно влияет на растения. Поэтому теплицу приходится проветривать. Ночью за счет выхолаживания температура опускается также ниже предельных значений. Такие большие перепады температур пагубно сказываются на росте растений. Особенно важно начало сезона.
Каждый садовод с нетерпением ожидает момента, когда наконец-то установится устойчивая положительная температура наружного воздуха, в теплице прогреется земля и можно будет высаживать растения.
Для решения этих проблем, а именно с целью ускорить обогрев земли в теплице и, соответственно, раньше начать сезон, а также для снижения влажности и уменьшения перепадов температуры воздуха внутри теплицы автор блога “Столярные изделия своими руками” модернизировал свою теплицу по методу Гаврилова – садовода из Московской области.
Он предложил реализовать в теплице замкнутую циркуляцию воздуха. Электрический вентилятор забирает воздух из нее, прогоняет его по трубам, заложенным в почву, через которые он снова поступает обратно. Вентилятор и выходы заглубленных труб соединены общим каналом в торце строения. При такой циркуляции теплый воздух, проходя по трубам, отдает тепло почве, нагревая ее, а охлажденный попадает обратно в теплицу. В результате такой организации вентиляции снижаются суточные градиенты температуры воздуха внутри и поддерживается примерно постоянная относительная влажность. Таким образом, днем тепло аккумулируется в грунте теплицы, а в ночное время наоборот, накопленное тепло из грунта отдается обратно в воздух, уменьшая перепады температур.
Середина весны. Ленинградская область, Выборгский район. Местами еще лежит снег. Температура ночью ниже нуля, днем поднимается до 6-7 градусов. Земля в теплице только оттаяла и можно приступить к реализации идеи создания автоматизированной системы обогрева.
Небольшая теплица, всего 2,5х5 м. Второй модернизации подвергнется левая стенка. Она выходит на северо-восток. Здесь у соседа березовый лес, здесь черноплодка растет. То есть солнца с этой стороны практически не бывает. И, естественно, через эту стенку происходит выхолаживание. Поэтому решили эту стенку утеплить, так же, как это делается в вегетариях.
Снимем лист поликарбоната, степлером прикрепим материал стенофон, по сути, это вспененный полистирол, покрытый фольгой. И снова прикрепим лист поликаробаната обратно. В замысле не просто реализовать идею Гаврилова, а провести некий эксперимент с контролем температуры воздуха внутри и снаружи в течение суток и всего сезона, чтобы оценить эффективность его метода.
Причем немного изменим схему вентиляции. У Гаврилова воздух забирается внизу теплицы. Мы же хотим сделать забор воздуха сверху, из-под крыши теплицы. Нам кажется, что так будет эффективнее. Теперь пару слов о конструкции. Чертеж будущей системы вентиляции.
Она будет состоять из труб диаметром 100 мм, которые будем закапывать в землю, имеются несколько отводов под углом 90 градусов, тройник, переход с трубы 100 мм на 125 мм и вертикальная труба с отводом на 90 градусов под крышей теплицы, куда будет вставлен вентилятор.
Выполнен расчет необходимого количества труб. Все будет делаться из оцинкованных спирально-навивных труб для вентиляции. То же самое можно сделать и из фановых или дренажных труб. Вот эти трубы, переходы, отводы и вентилятор.
По чертежу в размер все отпилим и соберем систему на земле. Отпилили все трубы в размер. Теперь приступим к сборке. Сначала обезжирим поверхность труб и зафиксируем соединение саморезами. Теперь герметизируем соединение лентой. Итак, почти все воздуховоды собрали. Осталось сделать вертикальную секцию диаметром 125 мм. Ее обрежем и установим по месту.
В нижней доске просверлим отверстие диаметром 100 мм, чтобы труба выходила наружу и в эту канаву уложим трубы. Укладывать будем с уклоном 1 см на метр длины для стекания конденсата. Легла хорошо. Сейчас выберем землю, выставим трубы по уровню, скрепим и закопаем их. Ну вот, готово. Нормально, есть небольшой уклон. Сейчас закрепим трубу проволокой. Вот так. Стоит хорошо, устойчиво.
Теперь утеплим стенку теплицы. Снимаем обшивку из поликарбоната. Вот, что у нас получилось. Здесь немного не хватило, но это не страшно. Сейчас обратно прикрепим лист поликарбоната и все будет готово. Заходим внутрь и смотрим, что у нас получилось.
Займемся электропроводкой
Надо установить вентилятор, термостат и подвести электричество. Поскольку теплица – это помещение с повышенной влажностью, электропроводку сделали в гофре кабелем в резиновой изоляции КГ 2х0,75 мм.
Вот электросистема. Справа установлен термостат, который срабатывает при превышении температурой воздуха заданного уровня, устанавливается регулятором. Слева – распределительная коробка. Из коробки идет провод к вентилятору. Установим защитные крышки, подключим электричество и проверим работу системы в действии.
Итак, все сделали, все смонтировали. Включаем электричество. Посмотрим, работает ли вентилятор. Вентилятор не работает. Сейчас термостат настроен на температуру 30 градусов. Будем вращать регулятор в сторону уменьшения температуры и проверим, сработает ли термостат. Заработал!
Проверим, дует ли ветер из труб. Дует холодный воздух. Настроим систему на 30 градусов. И пусть она стоит в режиме ожидания. Как только температура в теплице поднимется до 30 градусов вентилятор должен включиться. Мы это проверим.
Чтобы на термостат не попадали прямые солнечные лучи, установили козырек из оцинкованной жести. Для контроля температуры внутри теплицы на уровне земли установили регистратор. А для контроля температуры наружного воздуха используем другой регистратор.
На начальном этапе для измерения влажности внутри теплицы установили бытовой комнатный измеритель. В течение 6 дней, сначала с первого по третье, потом с 7 по 9 мая проводили измерения и регистрировали температуру наружного воздуха, температуру на уровне земли внутри теплицы и вручную в светлое время суток относительную влажность воздуха внутри теплицы. На основании полученных данных построили графики.
Результаты эксперимента
Во-первых, как и ожидалось, при включении вентилятора влажность воздуха внутри теплицы заметно уменьшается, в течение получаса примерно на 10%. Во-вторых, разность минимальных температур наружного воздуха и воздуха внутри теплицы за период наблюдений увеличилась с нуля до примерно четырех градусов. Это говорит об уменьшении градиентов температуры за счет дневного обогрева почвы. Это можно счиать большим достижением. И, в-третьих, предполагалось, что при использовании системы Гаврилова не придется проветривать теплицу. Однако даже при включенном вентиляторе максимальная температура воздуха в теплице достигала 48 градусов. Так что без проветривания не обойтись. Очевидно, что сделать окончательный вывод об эффективности реализованной системы можно только в конце сезона, оценив урожайность.
Оценка полезного эффекта подогрева грунта в теплице