Тепловой режим и методы его регулирования

Источниками тепловой энергии являются:

– солнечная радиация, основанная на «тепличном эффекте» (тепличным, или парниковым, эффектом называется повышение температуры воздуха и почвы в культивационных сооружениях вследствие превращения попадающей сквозь стекло или пленку коротковолновой солнечной энергии в тепловую (инфракрасную), не проходящую обратно сквозь светопрозрачное ограждение);

– биохимические реакции при разложении органических материалов микроорганизмами (биологический обогрев);

– подогрев воды и воздуха при сжигании топлива (водяное, калориферное отопление, прямое сжигание газа в теплицах);

– геотермальные воды (водяное и калориферное отопление);

– электрическая энергия (электрический обогрев).

Характеристика различных источников тепла. Наиболее экономичными источниками тепла являются тепловые отходы промышленных предприятий и геотермальные воды.

Экономическая эффективность систем отопления определяется не только стоимостью источников тепловой энергии, но и местом их расположения, периодом использования и другими факторами. С понижением температуры теплоносителя и удалением его от теплиц экономическая эффективность отопления теплиц снижается.

В зимних теплицах, где 30–50 % всех эксплуатационных расходов на выращивание овощей приходится на обогрев, экономическая эффективность систем отопления в основном определяется стоимостью теплоносителя. В весенних пленочных теплицах затраты на обогрев значительно меньше, а основной их составляющей являются затраты на амортизацию, обслуживание, текущий ремонт систем обогрева. В этих условиях электрический обогрев не менее эффективен, чем другие способы.

Солнечный обогрев необходимо максимально использовать в дополнение к другим способам обогрева. При этом в результате «тепличного эффекта» температура воздуха в теплицах повышается на 10–30 ?. Это позволяет эксплуатировать некоторые сооружения закрытого грунта только на солнечном обогреве. Надо помнить, что при солнечном обогреве без применения дополнительных приемов невозможно гарантировать защиту растений от заморозков, особенно под полимерными пленками с высокой проницаемостью для инфракрасных лучей.

Во многих странах проводятся исследования по использованию солнечной энергии для отопления теплиц путем ее накопления и хранения в специальных аккумуляторах, расположенных в самой теплице, и расхода этой энергии в нужное время. При этом экономия тепловой энергии составляет 40–50 %. Накопление солнечной энергии на практике быстрее всего можно реализовать при кратковременном ее хранении.

Биологический обогрев наиболее доступен, но требует значительных затрат. В качестве биотоплива используются органические материалы (навоз, городские отходы, древесные опилки, древесная кора, солома), выделяющие тепло в процессе сбраживания микроорганизмами.

Лучше всего для этих целей использовать навоз или солому. В 1 см? навоза содержится более 100 млрд бактерий, масса которых достигает 10–15 % массы сухого вещества навоза. Наиболее интенсивно разогревается конский навоз. Его температура после разогрева в первое время повышается до 60–70 ?. Затем сначала быстро, потом медленно она снижается и лишь через 2 месяца достигает 27–30 ?. Такой навоз можно применять в качестве биотоплива с января – февраля в ранних парниках и теплицах.

Навоз крупного рогатого скота нагревается медленно. Максимальная температура его не выше 53 ? и быстро снижается (через 7–15 дней до 28 ?). При добавлении к этому навозу опилок, соломы интенсивность его саморазогрева усиливается. Его используют для средних парников.

Условия эффективного «горения» биотоплива – аэрация, наличие легкоусвояемых азотистых соединений, влажность в пределах 65–70 %, нейтральная или слабощелочная реакция, начальная положительная температура не ниже 5–8 ?.

Как биотопливо навоз в промышленном овощеводстве закрытого грунта практически не используется из-за высокой трудоемкости и трудности регулирования температурного режима. Хотя в небольших хозяйствах при наличии навоза и определенных навыков использования это может быть наиболее дешевым и доступным способом обогрева парников. В условиях дефицита и дороговизны энергетических ресурсов не следует пренебрегать биообогревом. Солома широко применяется, обеспечивая, например, повышение урожая огурца на 30–40 % по сравнению с использованием технического обогрева. Это объясняется повышением содержания СО2 в воздухе, стимулирующим влиянием вновь образующихся при разложении соломы гуминовых кислот, физиологически активных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. В пленочных теплицах Украины используются соломенные тюки и нетюкован-ная солома – от 50 до 200 т/га. Технология выращивания культур упрощается при применении нетюкованной соломы.

Технический обогрев. Примерная мощность нагревательных элементов в зимних теплицах – 300–400 Вт/м? светопрозрачного покрытия, а весной, начиная с конца марта, – 100–150 Вт/м?. Две трети этой мощности используется на обогрев воздуха, одна треть – на обогрев почвы.

Основной вид отопления зимних теплиц – водяное отопление с принудительной циркуляцией.

Электрическое отопление – самый совершенный, наименее трудоемкий способ обогрева, позволяющий осуществлять полную централизацию и автоматизацию управления системой, высокоэффективен в качестве аварийного обогрева. Наиболее практичны и доступны для массового использования следующие способы электрического обогрева почвы: элементный – стальной проволокой сечением 2,5–3 мм в изоляционных трубах, стальной неизолированной проволокой на пониженном напряжении и нагревательным изолированным проводом.

Элементный обогрев применяется для обогрева почвы парников и теплиц, воздуха в малогабаритных теплицах.

Очень просто и удобно обогревать почву стальной неизолированной проволокой сечением 4–7 мм, уложенной рядами в слой песка, по которой проходит ток от 24 до 50 В. Основным недостатком метода является необходимость применения понижающего трансформатора, быстрая коррозия и трудность замены проволоки, опасность обслуживания при включенной системе. Эти недостатки устраняются при использовании изолированного нагревательного провода марок ПОСХВ, ПОСХП и ПОСХВТ. Эти провода представляют собой стальную проволоку, покрытую поливинилхлоридной (или полиэтиленовой, в зависимости от марки) изоляцией. Провод можно использовать на поверхности почвы и в почве. Наиболее экономичен в эксплуатации наземный способ укладки провода, смонтированного секциями на деревянных рейках. На провод устанавливают питательные горшочки (рис. 15). После выборки рассады нагревательный провод сматывают и хранят вместе с рейками. Управление системой осуществляется с помощью терморегуляторов ДТКБ-53, ПТР-2,04 и ЭРА-М.

Рис. 15.

Рис. 15.

Обогрев почвы проводом ПОСХВ, уложенным под горшочки с рассадой капусты после пикировки

Использование электроэнергии в нелимитное время суток (в ночные часы) и ее аккумуляция в почве на оставшуюся часть суток позволяет в весенние месяцы получить высококачественную рассаду при экономии электроэнергии.

Воздушное отопление осуществляется подогревом воздуха с помощью калориферов, тепловых генераторов с использованием электроэнергии, горячей воды, пара, горячих газов, прямого сжигания газа внутри помещения и последующим сосредоточенным выпуском нагретого воздуха без управления его движением или распределением с помощью пленочных рукавов (рис. 16). Этот способ обогрева является основным в весенних теплицах. В зимних теплицах его используют дополнительно к водяному отоплению.

Рис. 16.

Рис. 16.

Распределение теплого воздуха от теплогенератора посредством перфорированного пленочного рукава в рассадоовощной теплице конструкции ЦИМЭЖ

Обязательное условие эксплуатации калориферов – бесперебойное снабжение электроэнергией для работы вентиляторов.

Похожие книги из библиотеки

Маленькие секреты большого ремонта

Михалыч поделится с вами секретами о том, как сделать ремонт в квартире и устранить мелкие бытовые поломки. С чего начать? Как и чем красить? Как правильно выбрать обои? Как врезать дверной замок и положить плитку? В этой книге есть ответы на все вопросы, возникающие в процессе ремонта и починки. Только у нас вы узнаете, как правильно выбрать оконное стекло, согнуть дюралюминий, наточить нож без точильного камня, найти совершенно неожиданное применение старым капроновым чулкам и многое другое.

Экология вашего дома

Книга посвящена экологии городского жилища; в ней рассмотрены загрязняемые среды квартиры – воздух, вода, пища, а также ее физические характеристики (радиация, магнитные поля, шум, освещение). В ней приведены описание методов и приборов экологического экспресс-анализа, применяемых при обследовании помещений; рекомендации о комфортном оснащении квартиры, о рациональной расстановке мебели. В особенной части обобщены материалы по параэкологии жилища. Книга предназначена для широкого круга читателей, в том числе для студентов начальных и средних экологических образовательных учреждений, студентов вузов, учащихся общеобразовательных школ с экологическим уклоном, для домохозяек и читателей, интересующихся вопросами практической экологии, безопасности и комфортности жилища.

Веревочные крепления и узлы

Оказывается, обыкновенную бельевую веревку можно довести до совершенства. Главная ее особенность – в специальном плетении, на основе которого делаются все известные канаты и буксировочные тросы для различной нагрузки. Автор собрал, систематизировал и предлагает читателям полную «энциклопедию» различных по сложности плетений и узлов – для домашнего творчества, туризма, рыбалки, охоты, загородного отдыха и применения в быту, в том числе плетения для кос. Приведенные узлы и их описания можно применять универсально – от лески и «шпагата», полевой армейской проволоки (повышенной стойкости к разрыву) до пеньковых канатов, удерживающих у причала яхты. Примеры узлов и плетений, представленные в хорошо иллюстрированной книге, помогут обходиться «своими силами» во многих жизненных ситуациях, не уповая на торговые точки. В книге практических советов представлены справочные данные критической нагрузки на наиболее популярные (доступные в магазинах) веревочные канаты. Кроме того, больше не нужно вязать тугие узлы, сращивать и натягивать веревки, использовать для крепления металлические крючки; все это может заменить один из крепких и несложных узлов, представленных в книге. Материал книги основан на одной простой идее: достижения добровольцев-любителей зачастую превосходят достижения экспертов глобальных корпораций и спецслужб, а коллективный разум более продуктивен, чем отдельный, даже самый гениальный человек. Книга для широкого круга читателей.

Тысяча и один совет по дому и быту

Вы хотите по-новому обустроить свою старую квартиру, но не знаете, с чего начать? Вас пугают предстоящие хлопоты? Вы боитесь совершить ошибку, доверившись недобросовестной фирме? Не знаете, какие отделочные материалы являются наилучшими и как их выбрать? Сомневаетесь, какой стиль подойдет для оформления вашей квартиры? Тогда начните с чтения книги «Тысяча и один совет по дому и быту». В ней собраны практические советы и рекомендации, которые помогут вам рационально решить все возникающие в ходе ремонта проблемы.