Neparastas Siltumnīcas - Energoefektivitātes Paaugstināšana

2023 Autors: Douglas Hoggarth | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-08-25 05:41

• Tranšeju siltumnīcas - Vladimirs Antropovs
• Eko siltumnīca
• Veģetārietis Ivanovs
• Saules siltumnīcas ar siltuma akumulatoriem

Siltumnīcas ir struktūras, kas ievērojami pagarina dažādu kultūru audzēšanas laiku. Tie ir vajadzīgi visur. Ziemeļu reģionos ir svarīgi nepalaist garām nevienu siltu dienu, un katrai ietaupītajai siltuma pakāpei ir vislielākā nozīme - galu galā, audzējot dārzeņus, tas ir nepieciešams saglabāt ļoti īsā laikā. Dienvidu reģionos siltumnīca palīdzēs audzēt augus gandrīz visu gadu.

Diemžēl tradicionālajām struktūrām, kuras var atrast gandrīz katrā personīgajā sižetā, ir trīs galvenie trūkumi:

1. Kad saules ir maz, un tas notiek no rīta un vakarā pavasarī, rudenī un ziemā, tās stari ļoti spēcīgi atspoguļojas asos leņķos, kā rezultātā tikai 25-30 procenti saules enerģijas var iekļūt siltumnīcā.
2. Aukstajā sezonā siltumu ir diezgan grūti uzglabāt un ietaupīt lielo zaudējumu dēļ siltumnīcas segumā, kas noved pie milzīgiem dienas un nakts temperatūras lēcieniem - un tas ārkārtīgi negatīvi ietekmē kultūraugu attīstību un augļus.
3. Tradicionālajām siltumnīcām ir tieša ventilācija visu veidu ventilācijas atveru, durvju un tamlīdzīgu veidu veidā. Un tieši ar to viss, kas augiem ir tik vajadzīgs normālai augšanai, oglekļa dioksīds, slāpeklis un gandrīz viss mitrums, ko iztvaiko kultūras. Tāpēc siltumnīcu gultām nepieciešama pastāvīga laistīšana un mēslošana.

Turpmāk aplūkotie unikālie siltumnīcas principi palīdz atrisināt visas šīs problēmas.

Tranšeju siltumnīcas - Vladimirs Antropovs

Nosaukums runā pats par sevi. Šādas teles pamats ir tranšeja, kuras dziļums ir pusotrs vai vairāk metru (viss ir atkarīgs no tā, cik dziļi gruntsūdeņi atrodas uz vietas), garums ir patvaļīgs, platums ir no diviem metriem. Tranšejas sānos ir izvietotas ķieģeļu atbalsta sienas, kas kalpo kā brīnišķīgs siltuma akumulators. Augu audzēšanai šeit tiek izmantotas augstas ķieģeļu dobes - detalizētu to dizaina aprakstu skatiet rakstā "Bioloģiskā lauksaimniecība: kā izveidot viedās gultas". Viņu galvenā priekšrocība šajā gadījumā ir tā, ka viņi dienā aktīvi uzkrāj siltumu un naktī pamazām to atbrīvo.

No augšas tranšejas siltumnīca ir pārklāta ar vienkāršu arku izliektu plastmasas cauruļu struktūru. Caurules novieto ar intervālu 1,2 metri un piestiprina kopā ar šķērsstieņiem. Plastmasas apvalks tiek izstiepts šādi: viena sloksnes mala ir piestiprināta pie sliedes un ar divām virvēm tiek vilkta uz otru pusi. Pēc tam plēves malas ar koka līstēm tiek piespiestas siltumnīcas pamatnei, izmantojot tapas. Lai filma labāk noturētos, tā tiek nospiesta pret konstrukciju ar virvēm, kas pārmestas un labi izstieptas starp rāmja caurulēm.

Durvis, kas atrodas gandrīz zem griestiem abos galos, darbojas kā ventilācijas atveres Antropova tranšeju siltumnīcās. Ķieģeļu gultas ir izgatavotas no tāda augstuma, ka to virsma atrodas zem siltumnīcas kores - tā ir vieta, kas ir stabila silta gaisa uzkrāšanās zona. Izmantojot šo vienošanos, aukstais gaiss negatīvi neietekmē augus - tas vienmērīgi plūst uz grīdas.

Šī dizaina tranšeju siltumnīcas priekšrocības ir acīmredzamas. Pirmkārt, siltuma zudumi ievērojami samazinās Antropova siltumnīcās, un augstā temperatūra šeit saglabājas ilgu laiku. Tas ir saistīts ar faktu, ka ķieģeļu rekvizīti un augstas gultas ātri sasilst un uzkrāj lielu daudzumu siltuma. Turklāt ziemā dziļais augsnes horizonts pats par sevi izdala siltumu. Salīdzinoši mazais tilpums un minimālā vēja pūšanas zona veicina tūlītēju gaisa sasilšanu. Rezultātā nakts gaisa temperatūra šādā siltumnīcā ziemā ir par 8–12 grādiem augstāka nekā parastajā. Es gribētu atzīmēt, ka apkure šeit vispār netiek izmantota. Un aukstākajās naktīs, lai pasargātu augus no sala, pietiek ar to, ka gultas pārklāj tikai ar neaustu seguma materiālu.

Vēl viena svarīga Antropova tranšeju siltumnīcu priekšrocība ir tā, ka gaisa temperatūra šeit mainās vienmērīgi. Siltuma apmaiņas virsma caur gultu sienām ir trīs reizes lielāka nekā caur augsni. Ņemot vērā, ka ķieģelis lieliski saglabā siltumu, tiek iegūts sava veida siltuma spararats, tas ir, siltuma pārpalikums tiek absorbēts uz ilgu laiku, un tā trūkums tiek kompensēts uz ilgu laiku. Gaiss šādās konstrukcijās nepārkarst tikai jūnija vidū.

Eko siltumnīca

Idejas autore ir amerikāņu zemniece Anna Edei. Organizējot eko siltumnīcu, Anna izmantoja permakultūras kustības dibinātāju idejas, kas balstītas uz visu noteiktas ekosistēmas dalībnieku savstarpēju pielāgošanos vienam otram. Par permakultūru mēs detalizēti runājām rakstā "Bioloģiskā lauksaimniecība: permakultūra - dzīve harmonijā ar dabu".

Annas Edei uzceltās ekosiltumnīcas platība ir 300 kv. m. Struktūra ir iegarena virzienā no austrumiem uz rietumiem. Vertikālā ziemeļu siena ir pārklāta ar baltu plastmasu un darbojas kā saules staru atstarotājs. Jumts ir līdzens, slīps uz dienvidiem. Sānu sienas ir izgatavotas no stikla šķiedras, un jumts ir pārklāts ar sageīnu (uzticams caurspīdīgs siltumizolators), īpaša uzmanība tiek pievērsta hermētiskumam - tas viss nodrošina minimālus siltuma zudumus.

Bet eko siltumnīcas galvenā iezīme ir tās simbioze ar dzīvniekiem. Abos konstrukcijas galos ir telpas to uzturēšanai - no vienas puses trušu māja, kurā dzīvo 30–40 truši, no otras - vistu novietne 60–70 vistām. Šīs telpas ir arī ļoti vieglas un hermētiskas. Ekosiltumnīcā ir izveidota īpaša perforētu cauruļu sistēma, kas ieklāta pazemē, caur kuru silts gaiss no zvērnīcām tiek iesūknēts siltumnīcā ar ventilatora palīdzību. Un kopā ar šo gaisu - siltumu, amonjaku, oglekļa dioksīdu un mitrumu. Tā rezultātā visiem ir labi - vistu mājā un trušu mājā tiek attīrīts gaiss, barojot un tādējādi sildot augus siltumnīcā.

Ekosiltumnīcā augsnes sastāvs ir šāds: velēnu zeme, smiltis, komposts, kas sagatavots no vistas un trušu izkārnījumiem, pelni. Labi organizēta zemes dzīļu pilienveida apūdeņošanas sistēma rada ideālus apstākļus augiem, pēc visu atkritumu savākšanas nonāk tuvumā dzīvojošajiem dzīvniekiem.

Anna Edei ir aprēķinājusi, ka katrs "dzīvnieks" dod tik daudz siltuma gadā, cik var iegūt no 10 litriem eļļas - ietaupījums uz apkuri sasniedz 7 tūkstošus dolāru gadā.

Cita starpā ekosiltumnīcā liels siltuma daudzums tiek uzkrāts ūdenī. Uzstādīto ūdens tvertņu kopējais tilpums ir aptuveni 16 tonnas, un zem griestiem ir uzstādīti speciāli ventilatori, kurus darbina saules paneļi un kas automātiski ieslēdzas saulainā laikā. Viņi dzen karstu gaisu uz ūdens tvertnēm, kuras dienas laikā no aizkariem norobežo no gultām ar augiem. Dienas laikā šie tā dēvētie radiatori absorbē milzīgu daudzumu siltuma, ko tie naktī izdala. Visas ūdens tvertnes ir savstarpēji savienotas ar caurulēm tā, lai ar sūkņa palīdzību no augšas uz leju tiktu destilēts silts ūdens - tādējādi viss tilpums tiek vienmērīgi uzkarsēts.

Vasaras karstumā īpaši pārdomāta ventilācija ietaupa augus no pārkaršanas ekosiltumnīcā. Dienvidu pusē transoms atrodas tieši blakus zemei, bet ziemeļos - gandrīz zem griestiem. Tas ļauj karstajam gaisam slīdēt pa rampu un ātri izkļūt. Tvertnes ar ūdeni efektīvi izlīdzina temperatūras starpību, tās naktī izdala dienas siltumu, bet dienā vēsumu, tāpēc ventilācija tiek izmantota tikai ļoti karstās dienās.

Veģetārietis Ivanovs

Šo unikālo siltumnīcas būvniecības principu Kijevas fizikas skolotājs Aleksandrs Vasiļjevičs Ivanovs izstrādāja un patentēja vēl pagājušā gadsimta 50. gados. Veģetāriešu dizains ir pārdomāts līdz sīkākajām detaļām un novērš visas trīs tradicionālo siltumnīcu galvenās problēmas, par kurām mēs runājām jau pašā sākumā - saules gaismas trūkums, siltuma zudumi caur pārsegu, oglekļa dioksīda, mitruma un slāpekļa zudumi tiešas ventilācijas rezultātā. Parunāsim par visu pēc kārtas.

Ir nepieciešams veidot veģetāciju nogāzē (15–20 grādi). Slīpums var būt dabisks vai brīvs, bet vienmēr slīpums uz dienvidaustrumu vai dienvidu pusi. Aptuvenais ēkas lielums: garums 5 m, platums 4 m, augstums 1,7–2 m. Plakanais jumts un trīs sienas ir izgatavotas no stikla vai šūnveida polikarbonāta, pēdējais ir gandrīz ideāls šai konstrukcijai.

Aizmugurējā siena ir cieta. Tā var būt piemērota mājas vai jebkuras saimniecības telpas siena, kas balināta ar kaļķi, nokrāsota ar baltu krāsu un ideālā gadījumā pārklāta ar spoguļa plēvi. Tas darbojas kā atstarotājs, divkāršojot saules starus uz augsnes.

Tādējādi 15-20 grādu slīpums, plakans jumts un atstarojošā siena ziemā ievērojami palielina saules gaismas iekļūšanu, un jo zemāka saule, jo spēcīgāka ir ietekme.

Siltuma, oglekļa dioksīda un slāpekļa zudumu problēmas tiek atrisinātas, pateicoties interesantam izgudrojumam, kas ir slēgts siltuma un gaisa apmaiņas cikls. Plastmasas caurules tiek ieraktas zemē līdz 35–40 cm dziļumam, kas atrodas 60–65 cm attālumā viena no otras visā siltumnīcas teritorijā. Viņu apakšējos (dienvidu) galus noņem no augsnes un aizver ar smalku sietu (lai nesaņemtu gružus). Augšējie (ziemeļu) ir savienoti šķērsvirziena kolektorā, no kura galvenajā sienā ir izlikts stāvvads (vertikāla caurule). Stāvoklis neiziet tieši, bet caur īpašu vadības kameru, kas aptuveni pusotra metra augstumā atveras veģetārietim. Gan virs, gan zem šīs kameras ir ierobežoti amortizatori, un pie izejas uz siltumnīcu ir ierasts mājsaimniecības ventilators ar jaudu 15–20 W. Šī jauda ir pietiekama 3-4 caurulēm,kuru diametrs ir 7–10 cm. Ja ir vairāk cauruļu, tad ar ventilatoru ir jāuzstāda vēl viens stāvvads.

Dienā saulainā laikā siltumnīcas iekšpusē temperatūra ir 30–35 grādi (pat ziemā). Vadības kameras augšējais aizbīdnis aizveras, ventilators ieslēdzas un iesūc siltu gaisu, virzot to caur caurulēm augsnē. Tajā pašā laikā augsne sasilst, un atdzesētais gaiss atkal tiek izpūsts un atkal uzsilst. Tā rezultātā zeme visu dienu sasilst līdz 30 grādu temperatūrai un kļūst par dabisku siltuma akumulatoru, kas ilgst visu nakti. Naktīs ventilators virza siltumu no augsnes gaisā.

Līdzīgu sistēmu plaši izmanto daudzās Eiropas valstīs, īpaši Skandināvijā, šeit kā siltuma akumulatori darbojas ne tikai augsne, bet arī akmens sienas, kolektori baseinu iekšienē, akmens grīdas.

Prakse rāda, ka, ja ar hermētiskumu viss ir kārtībā, šāds slēgts siltuma apmaiņas cikls ziemā sniedz lielisku sniegumu bez jebkādas apkures. Ja ziemā dienā ir mīnus 10, veģetācijā - plus 18, nakts temperatūrā mīnus 15 veģetācijā - plus 12. Ļoti stipru salu gadījumā vadības kamerā tiek ievietots parasts, ne pārāk jaudīgs sildītājs (1–1,2 kW), ar kura palīdzību tiek iebraukts silts gaiss.

Pavasarī un vēsā vasarā slēgts cikls tādā pašā režīmā aizsargā siltumnīcu no pārkaršanas - naktī augsnē vairs neuzkrājas siltums, bet gan vēsums, kas dienas laikā atdzesē gaisu.

Karstā vasaras laikā šī siltuma apmaiņas sistēma lieliski noņem lieko siltumu ārā. Kameras apakšējais atloks aizveras, un augšējais atveras - ventilators vienkārši izspiež karstu gaisu no veģetārieša ārā, bet tiek zaudēts arī oglekļa dioksīds, tādēļ šādu ventilāciju ieteicams izmantot tikai ārkārtas gadījumos. Tieši slēgtā siltuma un gaisa apmaiņas sistēma uzkrāj CO ₂ un slāpekļa daudzumu, kas nepieciešams normālai augšanai un attīstībai siltumnīcas iekšienē.

Perforēto cauruļu sistēma, kas apglabāta veģetācijas augsnē, slēgtā ciklā, ļauj atrisināt gaisa un augsnes mitruma zuduma problēmu. Šāda sistēma pati par sevi ir efektīvs kondensāta savācējs.

Kad siltais gaiss iziet cauri vēsām caurulēm, tas izdala daudz ūdens, kas kā kondensāts nokrīt uz sienām. Caurules ir perforētas (caurumi ar zīmuļa diametru tiek iesisti ik pēc 20 centimetriem pa visu dibenu), uzklāti uz plānas šķembu vai keramzīta kārtas, kas ļauj ūdenim brīvi nokļūt augsnē.

Tātad, kad tiek ieslēgta slēgtā siltuma un gaisa apmaiņas sistēma, augu un augsnes iztvaicētais ūdens tiek piespiests atpakaļ pie saknēm. Siltu augsni samitrina ar siltu ūdeni - neko labāku augiem nevar iedomāties. Karstajā sezonā, kad kļūst nepieciešams izmantot atvērtu ventilāciju, un trūkst mitruma, veģetācijā tiek izmantota pilienu apūdeņošanas sistēma.

Vēl viens ļoti svarīgs moments ir tas, ka vadības kamerā uzstādītais ventilators ir aprīkots ar vienkāršākajiem temperatūras sensoriem. Visa gaisa sistēma automātiski izslēdzas, kad izlīdzinās gaisa temperatūra pazemes caurulēs un siltumnīcas kopējā masīvā.

Ivanova veģetārietis nav tikai siltumnīca. Šī kapitāla unikālā struktūra tiek uzskatīta par saules enerģijas racionālas izmantošanas tehnoloģiju piemēru. Ja temperatūra ārā nenoslīdēs zem 10 grādiem zem nulles, apkure, izņemot saules starus, nebūs nepieciešama. Agronomi, kuri praksē ir iemācījušies šādas siltumnīcas efektivitāti, apgalvo, ka nepieciešamā mikroklimata uzturēšanas izmaksas veģetāriešiem ir 60–80 reizes mazākas nekā parastajā tradicionālajā siltumnīcā. Veģetārietis atmaksājas jau pirmajā gadā, neskatoties uz nepieciešamību pēc kapitālās celtniecības.

Saules siltumnīcas ar siltuma akumulatoriem

Kā mēs jau esam noskaidrojuši, viena no tradicionālo siltumnīcu galvenajām problēmām ir milzīgie siltuma zudumi caur ārējo vāku. Tāpēc, ja vēlaties aukstajā sezonā audzēt dārzeņus parastajā siltumnīcā, jums ir jārūpējas par apkuri un pareizu siltumizolāciju. Tas ir sīki aprakstīts rakstā "Siltumnīcas elektriskā apkure - optimālas apkures sistēmas izvēle".

Jūs varat ietaupīt uz apkures, izmantojot tā saucamās saules siltumnīcas (saules siltumnīcas) dizainu, kas aprīkots ar uzticamiem siltuma akumulatoriem. Šādu siltumnīcu dizains atgādina iepriekš aprakstīto Ivanova veģetārieti. Tas ir, viena galvenā siena, kas pārklāta ar atstarojošu materiālu, jumts un sienas ir izgatavotas no uzticama materiāla (vislabāk piemērots šūnu polikarbonāts vai dubultstiklojums), kas efektīvi samazina siltuma zudumus.

Saules siltumnīcu galvenā iezīme ir zemes dzīļu siltuma akumulators, kas sakārtots šādi. Pamatojoties uz siltumnīcas platību 100 kv. m, pa vidu tiek izrakta 1 metru plata, 15 metrus gara un 1,2-1,4 metrus dziļa bedre, kas piepildīta ar granīta vai šķelto ķieģeļu gabaliņiem ar 150-200 mm daļu. Ķieģeļu kanāli tiek izgatavoti visā garumā, izejot caur plastmasas caurulēm ar diametru 350 mm. Vienā pusē ķieģeļu kanālā ir uzstādīts 0,1 kW ventilators. Dienas laikā akumulators tiek uzlādēts ar siltumu, kas naktī kalpo kā apkure.

Tātad, mēs pārbaudījām unikālos siltumnīcu dizaina principus, kas palīdz uzturēt optimālu mikroklimatu augu audzēšanai bez papildu izmaksām. Uzbūvējot šādas konstrukcijas, gandrīz visu gadu varēsiet audzēt dārzeņus, kas nodrošinās jūsu ģimeni ne tikai ar svaigiem dārzeņiem un zaļumiem, bet arī būs iespēja organizēt papildu vai galveno ļoti ienesīgo biznesu, it īpaši ziemā.