Как сделать солнечное отопление для теплицы?

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».

Схема солнечного воздушного коллектора

Остается поставить коллектор на место и соединить воздуховодами с теплицей. При этом выходной патрубок коллектора должен располагаться выше патрубка входного. Размеры коллектора определяются только размерами металлического листа и стекла. В зависимости от размеров теплицы, таких коллекторов может быть несколько.

Воздух в таком коллекторе прогревается до температуры 45°C – 50°С. Нагретый воздух не только поддерживает в теплице комфортную для растений температуру, но, отдавая свое тепло, нагревает еще и почву, что создает наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений.

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.

Отопление теплицы от вакуумного солнечного коллектора

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.