Акумулятори тепла для теплиці

Завдяки наявності прозорого покриття в теплиці акумулюється велика частина надходить в неї енергії сонячного випромінювання. Потрапляючи на листя рослин або будь-яку темну поверхню, воно перетворюється на теплову енергію. Деяка її частина поглинається матеріалами або передається повітрю, створюючи в приміщенні теплиці конвекцію (переміщення енергетичних потоків). Потоки теплової енергії спрямовуються через прозору оболонку теплиці в повітря або грунт і поглинаються предметами, що мають знижену температуру. Ваше завдання полягає в тому, щоб обмежити вихід тепла в простір, що оточує спорудження захищеного ґрунту. Іншими словами, для забезпечення необхідного ефекту в теплицю має надходити тепла більше, ніж виходити з неї назовні.

На малюнку 1 зображені природні потоки теплової енергії в теплиці при будинку в холодний сонячний день. Хвилясті стрілки позначають напрямок довгохвильового теплового випромінювання. Згідно із законом конвекції тепле повітря піднімається вгору, а холодний опускається вниз, внаслідок чого в приміщенні утворюються теплові потоки. Існують різні способи накопичення теплової енергії в теплиці без використання невосполняемих джерел (різні види палива, електроенергія) за допомогою спеціальних пристроїв.


Мал. 1 Напрямок природних потоків теплової енергії в теплиці при будинку:
А - конвекція- Б - теплопередача- В - тепловтрати

Як теплоаккумуляторов в теплиці можуть виступати як елементи її конструкції (підлога, стіни), так і встановлені в ній окремі предмети (бочка, каністра, банку з-під фарби з налитої в них водою), укладені впритул до стіни або вільно камені, а також мішки з сіллю (рис. 2). На всіх малюнках, де показано напрямок теплових потоків, подвійні стрілки позначають напрямок конвекції, одинарні - напрямок теплопередачі, а хвилясті - теплове випромінювання.


Мал. 2 Акумулювання теплової енергії:
а - бочкою, каністрою або банкою з-під фарби з водою-б - укладеними впритул до стіни камнямі- в - камінням, укладеними вільно-г - мішками з сіллю

Більш ефективне управління потоками повітря можна забезпечити за допомогою вентиляторів і регулюючих пристроїв, які здатні перемішати повітря в напрямках, протилежних природному переміщенню теплих повітряних мас, наприклад вниз або через теплоакумулююче пристрій, що володіє великим опором, яке можна подолати тільки при використанні будь-якого механічного пристрою .

водяні теплоакумулятори

Як водяних теплоаккумуляторов можна використовувати різні ємності, наприклад судини з-під фарби і бочки, з металу або пластмаси. Поверхня судин пофарбуйте чорною фарбою (темно-сірої, чорної або темно-червоною), щоб вона добре поглинала теплову енергію сонця. У теплиці розміщуйте їх так, щоб на них потрапляли сонячні промені. Великі ємності розміщуйте на невеликій відстані один від одного, щоб повітря могло вільно їх обтікати. Це необхідно для забезпечення теплообміну між судинами і повітрям.

У теплиці можна встановити наповнені водою бочки, прикриті прозорими кришками або поліетиленовою плівкою, щоб з них не випаровувалася волога. Бочки укладіть штабелем, під підставою залишивши проміжок за допомогою підкладок, як показано на малюнку 3.


Мал. 3 Укладання бочок штабелем з використанням підкладок

Але у таких теплоаккумуляторов є істотний недолік: добре прогрівається вода тільки зверху, а на дні вона залишається холодною, тому її теплоакумулююча здатність реалізується не повністю. Для раціонального використання тепла, що виходить від бочок, на них рекомендується встановлювати горщики з рослинами.

Доцільніше встановити в теплиці ємності меншого розміру, в яких вода прогрівається рівномірно. До того ж їх можна розмістити в теплиці більш компактно, що забезпечить значну економію корисної площі для відпочинку та вирощування рослин.


Мал. 4 Акумулювання теплової енергії: а - в басейні з водою-б - в грунті



В якості накопичувачів сонячної енергії нерідко застосовують і басейн з водою (рис. 4а). Якщо пофарбувати його внутрішні поверхні в чорний колір, вони практично повністю поглинають падаюче на них сонячне випромінювання. Однак через випаровування вода в басейні охолоджується, а при цьому втрачається велика кількість енергії. При випаровуванні всього лише 1 л води витрачається така ж кількість теплової енергії, яка потрібна для нагрівання 100 л води на 6 ° С. Волога конденсується на холодних поверхнях, тому приміщення доводиться частіше провітрювати, а це супроводжується втратами тепла. Для того щоб запобігти випаровування води з басейну, натягніть над всією його поверхнею прозоре покриття з поліетиленової плівки.

Відео: Тепловий акумулятор

Основна особливість водяних теплоаккумуляторов полягає в тому, що у великих ємностях з водою тепло зберігається довше, але воно повільніше передається розташованим внизу верствам води. Ємності невеликого розміру швидко реагують на зміну температури, що дозволяє уникнути перегріву, проте вони занадто швидко передають в повітря теплиці накопичене тепло, особливо в холодні ночі.

Грунт як акумулятор теплової енергії

Використання грунту (рис. 4б) є одним з найбільш дешевих і доступних способів обігріву теплиці, проте це малоефективно і багато в чому поступається водяним теплоаккумулятором. Справа в тому, що грунт має порівняно малої теплоаккумулирующей здатністю, тому доцільно застосовувати для його нагрівання спеціальні механічні пристрої, наприклад вентилятори, які, до речі, можна застосовувати і в системах з басейном (рис. 5).


Мал. 5 Акумулювання тепла за допомогою вентиляторів: а - в системі з бассейном- б - в системі з грунтом- 1 - вентилятор

Як в системі з басейном, так і в системі з грунтом повітря в денні години нагрівається сонцем, засмоктується через горизонтальний канал, розташований у верхній частині теплиці, і прямує через басейн або грунт, розташовані під підлогою, так, щоб теплова енергія найбільш ефективним способом передавалася в навколишнє теплоакумулюючу масу.

Вночі та в похмурі дні вона вивільняється з теплоаккумулятора і повертається в повітря теплиці.

Кам`яні та цегляні теплоакумулятори

Найбільшою теплоаккумулирующей здатність має натуральний камінь. Потрапляючи на темну кам`яну поверхню підлоги, промені сонця нагрівають його. Внаслідок теплового випромінювання і конвекції частина теплової енергії від статі передається повітрю, і він нагрівається.

Інша частина теплової енергії акумулюється матеріалом статі, а вночі, коли стає прохолодніше, це тепло також випромінюється в навколишнє повітря. Як це відбувається, показано на малюнку 6.


Мал. 6 Акумулювання теплової енергії підлогою теплиці і стіною будинку

Якщо задню стіну теплиці викласти з каменю, вона буде нагріватися потрапляють на неї сонячними променями і також випромінювати тепло в навколишнє повітря (рис. 7).


Мал. 7 Акумулювання теплової енергії матеріалом стіни теплиці або будинку


Теплоакумулююча здатність бетону і цегли, які досить часто застосовуються для будівництва теплиці, що не дуже висока. Однак і ці матеріали теж можуть працювати як натуральний камінь, якщо дотримати оптимальну товщину стін. Зокрема, товщина бетонної стіни повинна становити 200 - 250 мм для первинної теплоаккумулирующей маси і 100 мм для вторинної. Товщина цегляної стіни повинна становити 130 - 150 і 80 мм відповідно. Це означає, що цегляну стіну необхідно викладати в півцеглини, а підлогу споруджувати з бетонних плит товщиною 120 мм і покривати їх покладеним на плашку цеглою.

Кам`яні теплоакумулятори без використання вентиляторів мають малу ефективністю, але все ж знаходять своє застосування. До того ж якщо розташувати ряд природних каменів біля задньої стіни теплиці, розмістивши їх по всій її поверхні і закріпивши за допомогою сітки, вони виглядають досить декоративно. Їх можна також замурувати в стіну.

Відео: Обігрів грунту і теплі грядки

При укладанні каменів стежте за тим, щоб товщина шару з них була невеликою і вся їх поверхня висвітлювалася сонцем. Робота ця дуже трудомістка. Камені можна укласти і під тією частиною статі теплиці і квартири, які добре освітлюються сонцем (рис. 8). В даному випадку вони будуть працювати як накопичувач сонячної енергії, а виходять від них теплові потоки будуть поширюватися в приміщенні теплиці природним чином.


Мал. 8 Накопичувач сонячної енергії і система її акумулювання, заснована на використанні природної циркуляції теплових потоків:
а - кам`яний теплоаккумулятор у вигляді купи каміння, покладених під підлогою тепліци- б - кам`яний теплоаккумулятор у вигляді купи каміння, покладених під підлогою будинку

Відео: # Опалення # теплиці. Додаткове джерело тепла.

Якщо ви вирішили викласти камені в кілька рядів, обов`язково вмонтуйте в такий теплоаккумулятор вентилятор, інакше його застосування буде неефективним. Підготовлені камені помийте і покладіть їх, залишаючи між ними проміжки для вільної циркуляції повітря. Найкращий результат в даному випадку, як показує практика, досягається при використанні округлих каменів діаметром 30-50 мм. Кам`яний теплоаккумулятор можна також влаштувати під підлогою теплиці. Як це робиться, показано на малюнку 9.


Мал. 9 Акумулювання тепла в кам`яному теплоаккумуляторе за допомогою вентиляторів:
а - кам`яний теплоаккумулятор під теплицею, відкрита циркуляція повітря-б - кам`яний теплоаккумулятор під підлогою теплиці або будинку, відкрита циркуляція повітря-в - кам`яний теплоаккумулятор під підлогою будинку, закрита циркуляція повітря

Тепле повітря на дно кам`яного теплоаккумулятора (рис. 9а) нагнітається через повітропровід, з якого він надходить до каменів, вільно проходить між ними, охолоджується, після чого повертається назад в приміщення теплиці.

На малюнку 9б наведено інше конструктивне рішення кам`яного теплоаккумулятора. Через нього повітря засмоктується в теплицю з житлових кімнат, потім він нагрівається і повертається в них.

Відео: Обігрів грунту, акумулятори тепла

Застосування такої системи дає найкращий результат пізньої осені та ранньою весною, коли в теплиці підтримується низька вологість повітря.

Тепло повертається в житлові кімнати в результаті випромінювання і конвекції. З кам`яного теплоаккумулятора, влаштованого під підлогою споруди захищеного грунту, теплові потоки нагнітаються в теплицю вентилятором.

Повітря з верхньої частини теплиці через канали і отвори в бетонних плитах з порожнинами продувається через канали і повертається в нижню частину теплиці.




Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!