Теплица с подогревом от солнечных батарей

Солнечный коллектор для отопления теплицы своими руками

Вакуумные, панельные и воздушные солнечные коллекторы для отопления теплиц обеспечивают достаточное количество тепловой энергии. Кроме того, воздушные гелиосистемы используются для кондиционирования и поддержания оптимального микроклимата в теплицах летом.

Виды тепличных коллекторов солнечного обогрева

Кроме разделения по типу теплоносителя (жидкость и воздух), существует классификация по принципу абсорбции. Отопление теплицы осуществляется с помощью:

коллекторов воздушного типа.

Хотя все перечисленное оборудование работает на тепловой энергии, извлекаемой из солнечных лучей, принцип работы несколько отличается. При выборе следует учитывать: теплоотдачу, время окупаемости, а также возможные дополнительные функции.

Из вакуумных колб

Трубчатый водонагреватель — в основе лежит абсорбция тепла с помощью вакуумных колб, заполненных газом. Во внутреннем устройстве присутствуют:

стеклянные трубки, из которых, для уменьшения теплопотерь выкачан воздух;

медный полый стержень (теплообменник), для циркуляции теплоносителя;

отражатель, для целенаправленной фокусировки солнечных лучей.

Обогрев теплицы при помощи вакуумного солнечного коллектора можно осуществлять даже в зимнее время года при температуре до –50°С. С учетом того, что гелиосистема не будет работать ночью, вакуумные трубчатые коллекторы способны удовлетворить 15-20% потребностей тепловой энергии.

Теплопоглощающие панели

Внутреннее устройство плоского коллектора отличается от вакуумных колб. В качестве абсорбера выступает металлическая пластина, окрашенная селективной, теплопоглощающей краской. Внизу проходит медный или алюминиевый теплообменник. Тепло, полученное абсорбером от солнечного излучения, аккумулируется и передается в накопительный бак, посредством циркуляции теплоносителя.

Отопление теплицы на панельных солнечных водонагревателях оптимально подходит для теплых широт и регионов с умеренным климатом. Получаемой тепловой энергии достаточно для подогрева воды до температуры 20-40°С. В зимнее время года теплоэффективность гелиопанелей существенно снижается. Работа нагревателей зависит от температуры окружающей среды. При замерзании теплоносителя и в ночное время отопление отключается.

Коллекторы воздушного типа

Абсорбером выступает дно коллектора, окрашенного селективной краской. Солнечные лучи проникают сквозь стеклянную поверхность. Отталкиваясь от абсорбирующего слоя нагревают воздух. В теплицу горячие воздушные массы подаются при помощи вентиляторов.

Воздушный солнечный коллектор для теплицы оптимальное решение. Гелиосистема не нуждается в жидкостном теплоносителе. Электричество для работы вентиляторов извлекается из солнечных батарей (либо от кабельной электросети). Турбины нагнетают разогретые воздушные массы по воздуховодам, разведенным по теплице.

Как происходит обогрев теплицы коллекторами

Обеспечение теплицы теплом осуществляется в зависимости от того какой тип теплоносителя используется. Этот же критерий влияет на эффективность работы гелиосистемы:

Отопление теплицы солнечными воздушными коллекторами — тепло подается посредством воздуховодов. Нет необходимости в установке дополнительного аккумулирующего или теплосъемного оборудования.

Солнечное отопление теплицы водяными панельными или вакуумными трубчатыми коллекторами осуществляется при помощи бака теплоаккумулятора. Нагретый теплоноситель поступает в буферную емкость, где происходит передача энергии жидкости, циркулирующей в радиаторной системе обогрева. В процессе теплообмена теряется определенное количество энергии.
Существуют моноблоки, где вода нагревается без необходимости в подключении внешней буферной емкости, но гелиосистемы с встроенным баком не могут работать после понижения температуры ниже –5°С.

Перед тем как выбрать тип гелиообогрева теплицы, следует изучить существующие минусы и плюсы, учесть экономическую целесообразность.

Солнечный обогрев теплицы — недостатки и преимущества

Сначала, о достоинствах гелиосистем. Аккумуляция солнечного тепла дает от 20-50% компенсации всех энергозатрат на обогрев. При коммерческом применении теплицы установка полностью окупится уже через несколько лет. Можно дополнительно получить горячую воду, регулировать влажность в помещениях (при использовании воздушного коллектора).

Зимняя теплица с отоплением солнцем имеет несколько недостатков:

Необходимость первоначальных вложений — панельный коллектор стоит от 15 тыс. руб. Дополнительно нужно купить накопительный бак, установить автоматику, заплатить за монтаж.

Зависимость работы от времени суток и сезона — аккумулирование тепловой энергии солнца в теплицах возможно исключительно днем. Ночью отопление полностью переключается на котел. Теплоэффективность гелиосистемы с наступлением зимы значительно снижается. Минимальные показатели нагрева фиксируют в январе и феврале месяце. Компенсация энергозатрат будет на уровне 10-20%.

Жидкостные гелиосистемы в первую очередь предназначены для нагрева воды. Максимальная теплоотдача и эффективность наблюдается при подключении коллекторов низкотемпературным система отопления. Для обогрева теплиц оптимальным вариантом будет установка воздушных нагревателей. Зимой воздухогрейные коллекторы дадут определенное количество тепла (зависит от региона), летом помогут регулировать влажность, необходимую для выращивания растений.

Источник

Как сделать солнечное отопление для теплицы?

Что дает аккумулирование тепла?

Поступающая в теплицу солнечная энергия накапливается внутри благодаря характеристикам укрывного материала. Но даже в зимний период объём этой энергии значительно выше потребностей растений. Излишнее тепло просто отражается в пространство без какой-либо пользы. Использование аккумулирования солнечной энергии в теплице позволит запасы тепла успешно использовать для её отопления. В результате — температурный режим в укрытии удерживается на необходимых уровнях и отсутствуют затраты на электроэнергию, чтобы обогреть тепличное сооружение.

Возможные варианты тепловых аккумуляторов

Тепловые аккумуляторы для теплиц являются устройствами, чтобы накопить солнечную энергию. Они отличаются материалами, из которых выполнен их основной компонент — аккумулятор тепла.

Отопление в теплице — отзыв:

Водяные теплоаккумуляторы

В них тепло накапливается в резервуарах с водой, которые расположены в укрытии. Резервуары бывают двух типов:

• Открытый (бассейны). У открытого типа есть отличительная черта: их эффективность обусловлена количеством воздуха над бассейном. Солнце при нагревании вызывает испарение воды и забирает необходимое тепло. Длительность испарения зависит от количества сухого воздуха. Рекомендуется укрывание бассейна пленкой, чтобы предотвратить потерю тепла на испарение воды;
• Закрытый (бочки). Наличие нескольких компактных резервуаров с водой выдаст КПД значительно выше, по сравнению с одной большой емкостью. Данный процесс является результатом не способности солнечной энергии проникнуть через большую толщину воды. Поэтому происходит нагревание аккумулятора только сверху и возле стенок. Остальная жидкость еще длительное время холодная. Для улучшения эффективности отопления устанавливают больше небольших закрытых аккумуляторов тепла. Они станут быстро прогреваться и в последствии осуществят равномерную отдачу тепла.

Накопление тепла грунтом

Находящийся в каждой теплице грунт обладает способностью накапливать в себе тепло, для того, чтобы в ночное время его использовать для обогрева. Днем грунт попросту прогревает солнце и он поглощает его тепло. Ночью происходит следующий процесс:

• В находящихся в теплом грунте вертикальных трубах происходит нагревание воздуха;
• Теплый воздух начинает двигаться к более высокой вертикальной трубе, имеющую большую тягу;

• Сквозь низкую вертикальную трубу под грунт проходит остывший воздух и процесс возобновляется.

Каменные аккумуляторы тепла

Благодаря обладанию природного камня значительной теплоёмкостью его используют в укрытиях как теплоаккумулятор. Зачастую задняя стенка сооружения, которая хорошо освещается солнечными лучами, обкладывается камнем. Простым видом каменного теплоаккумулятора является выложенная камнем тепличная стена. К более сложным вариантам относятся укладка либо насыпка камня в несколько слоев.

«Лежебока» своими руками

Модели аккумуляторов тепла, предлагаемые промышленностью, не содержат сложных узлов, что позволяет при желании изготовлять их самостоятельно.

Быстрее и проще всего создать контейнер для сбора тепла из большого черного мешка для мусора. Дно такого мешка уже герметично запаяно. Мешок ставят на землю, наполовину заливают в него воду, перекручивают и завязывают края, после чего укладывают в междурядье.

Недостатком подобной конструкции является ее недолговечность. Намного надежнее использовать пластиковые трубы, применяемые для монтажа канализации.

Для этого подбирают трубу максимального диаметра: чем больше в нее поместится жидкости, тем эффективнее будет работать изделие. При выборе длины трубы следует исходить из габаритов теплицы и удобства пользования. Снаружи трубу следует покрыть черной краской.

Торцы трубы наглухо заваривают или заклеивают заглушками соответствующего диаметра. В центре трубы вырезают отверстие для заполнения водой и подбирают к нему пробку. Наполненный жидкостью контейнер с установленной в отверстии пробкой готов к работе.

Читать так же: Рейтинг 5 лучших бытовых и профессиональных бензокос

Совет. Чтобы не таскать тяжелые емкости по огороду, заполняйте аккумулятор водой на том месте, где ему назначено лежать. Для облегчения процесса воспользуйтесь воронкой.

Солнечный воздушный коллектор для отопления теплиц

К еще одному прибору, который полноценно использует солнечную энергию для отопления, относится солнечный коллектор. Главный его компонент — теплообменник, внутри него происходит циркуляция воздуха из теплицы. Как работает солнечный коллектор:

• Установку солнечных батарей снаружи осуществляют перпендикулярно солнечным лучам. Лучи не будут отражаться и энергия перейдёт в тепло;
• Из теплообменника воздух поступит в нагреваемое сооружение;
• После того как тепло передастся почве и культурам, после остывания воздух попадает в теплообменник и происходит повторное обогревание тепличного укрытия при помощи солнечных батарей.

Процесс отопления теплицы солнечным коллектором имеет множество отличий от применения теплоаккумуляторов:

• Работа коллектора осуществляется только днем;
• Обогревать теплицу в ночное время невозможно, если отсутствует дополнительная система отопления;
• Коллектор не имеет способности к накоплению тепловой энергии. Он осуществляет лишь её эффективное распределение.

Солнечные панели для теплиц: летом – прохлада, солнце – зимой

Когда мы слышим об инновациях в области солнечных технологий, то думаем, что речь идет о новых панелях, которые используются для выработки электроэнергии для людей. На этот раз ученые позаботились о сельскохозяйственных культурах, разрешив вопрос о комфортных условиях их выращивания в течение всего года.

Специалисты из испанского консорциума ULMA Agricola и исследовательского центра Neiker Tecnalia разработали новый тип солнечных панелей для теплиц, которые поддерживают в помещениях оптимальный микроклимат, отслеживая движение солнца. Новые панели «умеют» распознавать годовые колебания активности светила, в том числе – высоту его прохождения по небу в определенное время года.

В отличие от подобных систем, которые выполняют аналогичные функции с помощью механических средств слежения за движением солнца, новая разработка основана на простой геометрии, а именно – использовании оптических линз и правильном размещении всех элементов системы.

Покрытие организовано таким образом, что панели закрывают крышу теплицы лишь частично. Зимой солнечные лучи свободно проникают внутрь через прозрачные стекла, обеспечивая естественное освещение выращиваемых растений. Летом излишек солнечной энергии улавливается линзами и направляется на солнечные панели. Накопленная энергия используется для охлаждения помещений.

По утверждению разработчиков, новые солнечные панели генерируют электроэнергии на 15% больше, чем стандартные системы. И это результаты лишь первого этапа тестирования. Ученые надеются, что в результате дальнейших исследований, которые продлятся до марта этого года, удастся добиться повышения энергетической эффективности панелей.

Свои разработки ученые тут же испытывают в теплице площадью 400 кв. м, специально построенной в Дерио для этих целей. В качестве подопытных растений были выбраны перцы и помидоры, для цветения которых необходимо большое количество солнечного света. Следовательно, растения позволят быстро обнаружить какие-либо недостатки системы. К тому же, эти культуры широко распространены во всем мире, и именно их чаще всего выращивают в теплицах.

За растениями ведется постоянное наблюдение, анализируются все показатели микроклимата: влажность, температура воздуха, суммарное солнечное излучение. Отдельно изучается фотосинтетически активная радиация, т.е. та часть солнечного спектра, которая имеет наибольшее значение для физиологических процессов растений (используется ими для фотосинтеза). Она составляет около 50% от общей энергии солнечного излучения.

Первые результаты эксперимента порадовали ученых – урожайность и вкусовые качества томатов и перцев были достойными.

Подписывайтесь на наш Telegram каналЭксклюзивные посты каждую неделю

Аккумулятор тепла для теплицы: как сделать своими руками?

Размещение подобного прибора отопления в уже построенной теплице почти невозможно. Создавать теплоаккумулятор необходимо еще до сооружения каркаса. Пошаговая инструкция:

• По всему периметру сооружения выкапывают котлован, чья глубина должна составлять около 30 см. Стоит сохранить верхний слой с гумусом, поскольку плодородный грунт ещё понадобится для теплицы;
• Дно котлована необходимо засыпать крупным песком либо мелким щебнем. Каждый слой в 10 см тщательно утрамбовывать;

• Сформировать систему горизонтальных воздуховодов, располагая их по длине грядок. В качестве горизонтальных воздуховодов отдают предпочтение пластиковым канализационным трубам (оптимальный диаметр 110 мм). Для объединения их в необходимую конструкцию используют тройники и крестовины;
• Во входную и выходную трубы производят установку вентиляторов, учитывая направление воздушного потока.

Как сделать солнечное отопление для теплицы своими руками

Экологичная усадьба: Отопление теплицы можно организовать различными способами. Можно отапливать теплицу электричеством, используя калориферы, инфракрасные лампы, электрический кабель, уложенный в дренаж пола теплицы. Можно обогревать теплицу горячим воздухом. А можно построить и комбинированную систему отопления теплицы, причем скомбинировать различные способы таким образом, чтобы отдача была максимальной, а затраты минимальными.

Наверняка сейчас никто не удивляется, видя даже зимой на прилавках магазинов, на рынках самые разнообразные овощи, фрукты, ягоды. Помидоры, огурцы, яблоки, груши, клубника, вишни, арбузы, различные экзотические фрукты – всего не перечислить. Глаза разбегаются от этой красоты, от всего этого изобилия. Но красота красотой, а вот качество всего этого, экологическая чистота продуктов зачастую вызывают большие сомнения. Как это было выращено, чем удобрялось, защищалось от вредителей – на эти вопросы чаще всего ответ получить невозможно.

Поэтому сейчас можно видеть, что с каждым днем увеличивается число тех, кто самостоятельно выращивает различные растения на своем дачном участке. Причем выращивает круглогодично, обеспечивая свою семью экологически чистыми свежими овощами и фруктами. А при обильных урожаях излишки пускаются на продажу, принося определенных доход.

Разумеется, на открытом воздухе выращивать круглый год овощи и фрукты невозможно. Для этого сооружаются парники и теплицы. Парники используются только сезонно, как правило, ранней весной, когда готовят рассаду, чтобы ее защитить от заморозков и непогоды. Теплица же эксплуатируется круглый год, поэтому для создания благоприятных условий для выращивания растений необходимо позаботиться о том, чтобы обеспечить ее отопление.

Отопление теплицы можно организовать различными способами. Можно отапливать теплицу электричеством, используя калориферы, инфракрасные лампы, электрический кабель, уложенный в дренаж пола теплицы. Это достаточно дорогостоящий способ. Кроме стоимости оборудования нужно будет еще оплачивать электричество, расходуемое на обогрев.

Можно организовать водяное отопление, установив в теплице батареи отопления, или проложив в дренаже трубы, по которым будет циркулировать нагретая вода. Можно обогревать теплицу горячим воздухом. А можно построить и комбинированную систему отопления теплицы, причем скомбинировать различные способы таким образом, чтобы отдача была максимальной, а затраты минимальными.

Укладка труб для водяного отопления в полу теплицы

С точки зрения энергозатрат наиболее экономичным является организация отопления теплицы с использованием энергии солнца. Причем, независимо от того, какой способ отопления был выбран, – воздушный, водяной или комбинированный. Ведь энергия солнца ничего не стоит, а какой теплоноситель будет нагреваться солнечным коллектором, не имеет абсолютно никого значения.

Отопление теплиц солнечным воздушным коллектором

Такой коллектор является главным элементом этой системы отопления. В зависимости от расположения этого коллектора отопление может осуществляться либо естественной циркуляцией воздуха в системе, либо с помощью вентиляторов.

В первом случае выходной патрубок коллектора должен располагаться ниже раструба входного отверстия в теплице. Тогда воздух, нагретый в коллекторе, по законам конвекции будет подниматься по воздуховоду и попадать в теплицу. Вытесняемый остывший воздух по обратному воздуховоду поступает в коллектор, нагревается и возвращается в теплицу. Этот цикл непрерывный, длится весь световой солнечный день.

Во втором случае расположение солнечного коллектора не имеет значения, так как циркуляция воздуха поддерживается вентиляторами, установленными в теплице на входе теплого воздуха. При таком способе обеспечивается равномерное распределение теплых воздушных масс по всему обогреваемому объему, и, что очень важно, равномерный обогрев почвы.

Естественно, что воздуховоды (особенно горячий) должны быть покрыты теплоизоляцией, чтобы воздух не мог быстро остывать. В темное время суток воздух в теплице без горячей подпитки может достаточно быстро охлаждаться. Поэтому для поддержания теплового режима необходимо предусмотреть резервный контур отопления. Это могут быть тепловентиляторы, калориферы.

Сам воздушный солнечный коллектор представляет собой предельно простую конструкцию. Собрать его самому из подручных материалов можно меньше, чем за час. Это герметичный деревянный короб высотой 10 – 15 см. Днище делается из ДВП. Для прочности боковые стенки соединяются деревянными брусками с сечением 5х5 сантиметров.

На днище укладывается теплоизолятор – пенопласт или минеральная вата. Поверх теплоизолирующего слоя кладется абсорбер, например, листовое оцинкованное железо. Чтобы увеличить площадь нагрева, к этому листу можно прикрепить дополнительные ребра.

Все швы внутренней части короба тщательно обрабатываются «Герметиком», после чего короб изнутри покрывается черной термостойкой краской. В зависимости от того, где и как будет устанавливаться коллектор, в его боковины встраиваются трубы для впускания и выпускания воздуха. После всех подготовительных работ короб закрывается каленным стеклом, стыки стекла с корпусом герметизируются «Герметиком».

Как построить солнечную теплицу

Так как конструктор этой удивительной умной теплицы жил в регионе с довольно мягким климатом, то он подстраивался именно под него. Если вы хотите получить похожие результаты в более высоких широтах, придется внести в неё некоторые изменения. Например, сделать уклон не 15-20, а 35-40 градусов. Использовать не обычные, а тепловентиляторы. Или даже пользоваться в особенно холодные дни обогревателями или печами. Посмотрите видео в этой статье, прежде чем приниматься за строительство, чтобы разрешить свои сомнения. Итак, последовательность мероприятий по строительству вегетария такова:

• Выберите место для теплицы, отдав предпочтение южному или юго-восточному участку земли. Идеальный вариант – примыкающий к капитальной стене здания склон.
• Если склона нет, придется создать его своими руками, выдержав угол наклона, соответствующий вашей географической широте.

Для справки. Крутизна склона для областей, расположенных на 550 с.ш. (Московская обл.), должна быть равна 25-30 градусов, на 500 с.ш. – уже меньше, 15-20 градусов.

• Изготовьте монолитный ленточный фундамент по периметру будущей теплицы. Во время заливки заложите в него анкера или закладные для монтажа элементов каркаса.
• Проложите по всей площади трубы для системы воздухообмена, подсыпав под них керамзит для равномерного распределения влаги. Трубы лучше брать пластиковые водопроводные диаметром 100 мм.

Устройство системы циркуляции воздуха

• Засыпьте внутрь ранее приготовленную плодородную почвенную смесь, перегной или торф.
• Смонтируйте каркас из обработанных антисептиком деревянных брусков или оцинкованной профильной трубы.
• Накройте каркас укрывным материалом. Лучше всего для этой цели подходит сотовый поликарбонат толщиной не менее 6 мм.

Готовая теплица – вид снаружи

• Загерметизируйте все стыки, чтобы в теплицу не проникал воздух с улицы.

Осталось устроить грядки, расположив их сверху вниз ступеньками, и можно высаживать растения, дав земле как следует прогреться.

Водяные солнечные коллекторы для отопления теплицы

По ряду причин водяное отопление теплиц является более предпочтительным, хотя стоимость такой системы значительно выше стоимости системы воздушного отопления. В сущности, система солнечного водяного отопления теплицы ничем не отличается от системы солнечного отопления самого загородного дома.

Различия заключаются лишь в форме и расположении нагревательных элементов. В теплицах вместо привычных для комнаты радиаторов отопления вдоль стен прокладываются трубы, в которых циркулирует теплая вода. Трубы также прокладываются в земляном полу теплицы на глубине от 30 до 50 см. Тем самым в теплице обеспечивается и нагрев воздуха, и подогрев почвы.

Схема солнечного водяного отопления

В системе водяного отопления теплоноситель может нагреваться как в плоских коллекторах, так и в коллекторах на вакуумных трубках. В плоском коллекторе к абсорберу крепится плоский змеевик, для изготовления которого нужна медная трубка. Эта медная трубка сначала заполняется солью, и только после этого ее можно сгибать, не опасаясь возникновения заломов.

Когда трубка примет нужную форму, соль легко вымывается из нее проточной водой. Змеевик крепится к абсорберу и окрашивается в черный цвет термостойкой краской. Входной и выходной патрубки выводятся наружу, и отверстия, через которые они были выведены, герметизируются.

Схема плоского солнечного коллектора

Иную конструкцию имеют коллекторы, построенные с применением вакуумных трубок, которые своими наконечниками соединены с трубой контура теплоносителя. Вакуумные трубки представляют собой стеклянный цилиндр, внутри которого помещается медная трубка с легкокипящей жидкостью. Верхний конец медной трубки слегка расширен и запаян.

Из пространства между внешней и наружной трубками откачан воздух для создания максимально возможной теплоизоляции. Жидкость внутри медной трубки под воздействием солнечного излучения нагревается и испаряется. Пар поднимается к наконечнику и нагревает его. Отдавая тепло, пар остывает, конденсируется и по стенкам стекает вниз. На наконечнике температура может достигать 270°C – 300°C.

Схема вакуумной трубки

Вакуумный коллектор

Нагретая в солнечных коллекторах жидкость циркуляционными насосами подается в теплообменник, установленный в бойлере. Нагретая в бойлере вода поступает в отопительную систему. Этот бак должен иметь мощную теплоизоляцию для сохранения тепла в темное время суток.

Чтобы вода в бойлере чрезмерно не охлаждалась, предусматривается еще один нагревательный элемент системы резервного подогрева. Эта система включается при необходимости в темное время суток и может быть запитана от аккумуляторов солнечного электроснабжения дома.

Солнечная энергетика все прочнее входит в наш повседневный быт. Возможности ее неисчерпаемы. Солнце дает нам свет, тепло, электричество. И не воспользоваться этим источником даровой энергии было бы просто непростительно. опубликовано econet.ru

как сделать грунтовый тепловой аккумулятор

Отзывы:

пишет: Теплый пол, запитанный от солнечного коллектора и промежуточного гидроаккумулятора тепла, будет на другом уровне пола.

пишет: Тепло из под фундамента не забирается, а наоборот запасается. В коньке крыши будет стоять вентилятор, который будет закачивать теплый воздух в аккумулятор, и возвращать остывший воздух обратно под крышу.

Александр Крымчак Вегетарий – Умная теплица

пишет: классная тема, вы достроили? работает система?

пишет: через сколько лет окупиться такая система?

«Лежебока» представляет собой длиннющий плотный полиэтиленовый рукав темного цвета, с одной стороны которого размещается отверстие с винтообразной вырезкой, снабженное закручивающимся колпачком. Длина рукава составляет 4 м, ширина – 21 см. После заполнения водой ширина изделия уменьшится приблизительно до 15 см.

Через отверстие вовнутрь заливают воду, причем треть рукава оставляют пустым. По возможности спускают воздух, завинчивают колпачок и укладывают рукав в междурядье. Работает он самостоятельно: днем черная пленка поглощает тепло и отдает его воде, ночью тепло потихоньку возвращается в атмосферу.

Источник