Šiltnamio šildymo sistema savo rankomis: geriausi žiemos šildymo būdai šiltnamiams

Tam, kad šiltnamyje būtų palaikomas tam tikras temperatūros režimas, naudojamos įvairios šildymo sistemos. Šildymo būdo pasirinkimas priklauso nuo pastato matmenų, regiono klimato sąlygų, tam tikros rūšies kuro prieinamumo, finansinių galimybių ir kitų veiksnių.

Kai kurie namų meistrai imasi organizuoti šiltnamio šildymą savo rankomis – toks sprendimas leis žymiai sumažinti darbo sąnaudas, ar sutinkate? Žinoma, savarankiškas stabilaus šildymo įrengimas – nelengva, bet visiškai įgyvendinama užduotis. Pirmiausia būtina pasirinkti šilumos šaltinį.

Mes Jums papasakosime, kokie yra šiltnamio šildymo variantai, kokia jų darbo specifika, naudojimo privalumai ir trūkumai. Remdamiesi pateikta informacija galėsite apsispręsti dėl šildymo tipo, atlikti preliminarų šiluminės galios skaičiavimą, parinkti sistemos darbo mazgus ir elementus.

Temperatūros palaikymo šiltnamiuose specifika

Šiltnamio šildymas reikalingas šilumos nuostoliams kompensuoti, kurie atsiranda per pastato sienas ir lubas, taip pat dėl lauko oro patekimo. Norint sumažinti šildymo išlaidas, pirmiausia reikia kokybiškai apšiltinti šiltnamį ir kuo labiau sumažinti oro mainus su gatve.

Be medžiagos, iš kurios pagamintas šiltnamis, ypatingą dėmesį reikia skirti glaudžiam konstrukcijos prigludimui prie žemės. Tam geriau statant šiltnamį padaryti iš vidaus apšiltintą nedidelio gylio pamatą.

Jis turi patikimai išlaikyti konstrukciją pučiant stipriam vėjui, neleisti susidaryti plyšiams ir kuo labiau sumažinti šilumos mainus su gatve per viršutinį grunto sluoksnį.

Norint išspręsti paskutinę užduotį, net šiaurinių regionų sąlygomis pakanka 30 centimetrų gylio, nes grunto šilumos laidumas yra labai mažas. Vertikalaus šilumos mainų intensyvumas tarp dirvožemio sluoksnio šiltnamio viduje ir po juo esančių gruntų yra labai mažas.

Žiemą kaip natūralų išorinį šiltinimą šiltnamio kraštuose galima naudoti sniegą.

Sniegas yra puiki termoizoliacinė medžiaga. Tačiau šiltnamio konstrukcija turi atlaikyti papildomą svorį, o medžiaga neturi išlinkti nuo jo svorio.

Normaliam augalų augimui būtina palaikyti oro ir dirvožemio-augalinio sluoksnio temperatūrą tam tikrame diapazone. Jei šiltnamis veikia nepertraukiamai, derlingas gruntas bus sušildytas dėl šilumos mainų su vidaus oru. Be to, jo temperatūra bus beveik tokia pati kaip natūraliomis vasaros sąlygomis.

Žiemą dirvožemis ir grunto sluoksniai įšąla iki gylio, priklausančio nuo geografinės platumos ir uolienų struktūros. Norint sušildyti dirvožemį ir gretimą viršutinį sluoksnį prieš sodinant augalus, reikalingas labai ilgas (iki mėnesio) teigiamos oro temperatūros palaikymas.

Alternatyvus sprendimas – specialių veiksmų atlikimas, perduodant šilumą tiesiai į grunto storį. Tai galima padaryti naudojant požeminių vamzdžių sistemą, į kuriuos tiekiamas šilumnešis.

Šiltnamio šildymui sunaudojamos energijos kiekis priklauso nuo šių veiksnių:

• Šiltnamio sienų ir stogo paviršiaus plotas. Kuo mažesnis šis rodiklis, tuo mažesni šilumos nuostoliai. Todėl taupant energiją geriau naudoti stačiakampę arba pusapvalę statinio formą.
• Medžiagos šilumos laidumo koeficientas. Kuo šis parametras mažesnis, tuo geriau medžiaga sulaiko šilumą.
• Vidaus ir lauko oro temperatūrų skirtumas. Kuo didesnė jo vertė, tuo didesni šilumos nuostoliai.
• Oro mainai per nesandarumus. Siekiant sumažinti energijos sąnaudas, būtina pašalinti nekontroliuojamą šalto oro patekimą.

Didelė privačių šiltnamių projektų įvairovė ir jų montavimo kokybė labai apsunkina temperatūros režimo modeliavimą. Todėl tiksliai nustatyti energijos kiekį, reikalingą konkrečiam objektui šildyti, galima tik eksperimentiškai.

Tokie metodai apytiksliai apskaičiuoja reikiamos šildymo prietaiso galios vertę. Problema glūdi sunkume nustatyti konkretaus objekto išsklaidymo koeficientą (+)

Autonominis šildymas deginant kurą

Kuro deginimo proceso naudojimas kaip šilumos šaltinio – dažniausiai taikomas būdas mažiems šiltnamiams šildyti. Toks šildymas turi tam tikrų ypatumų, nes reikia atsižvelgti į padidėjusį patalpos sandarumą, pageidautiną grunto šildymą ir būtinybę palaikyti drėgmę.

Krosnys ir kietojo kuro katilai

Vienas iš paprasčiausių prietaisų, naudojamų šiltnamių šildymui šaltuoju laikotarpiu, yra krosnis. Tokio prietaiso naudojimo populiarumą lemia pigus kuras. Juo gali būti nekalibruotos malkos, sausa žolė, anglis ir anglies dulkės, šiukšlės bei degūs skysčiai.

Krosninio šildymo metu būtina užtikrinti stabilią trauką, kadangi vėdinant šiltnamį, kai į vidų patenka degimo produktai, jis atšąla.

Naudojant metalinę krosnį, greitai įvyksta šildymas ir energijos perdavimas aplinkiniam orui. Tai taip pat pigiausias ir paprasčiausias šildymo būdas. Tokį agregatą galima pasigaminti savarankiškai.

Mūsų svetainėje yra straipsnių rinkinys apie skirtingų tipų metalinių krosnių gamybą, kurias galima naudoti šiltnamiui šildyti:

1. Kaip pasigaminti bulerijono krosnelę savo rankomis: žingsnis po žingsnio instrukcijos gamybai
2. Buržujinė krosnelė iš dujų baliono savo rankomis: schemos, brėžiniai + nuoseklus vadovas
3. Krosnis iš vamzdžio, veikianti panaudota alyva: kaip pasidaryti efektyvią krosnelę iš turimų medžiagų

Akmeninė krosnis įšyla lėčiau ir ilgiau išlaiko šilumą. Tai labiau tinka nedidelėms patalpoms, kuriose leidžiama temperatūra yra vidutinio ar siauro intervalo. Tačiau tokią krosnį reikia sumūryti ir prireikus jos neįmanoma perkelti, kaip jos metalinio analogo.

Egzistuoja idėja šildyti šiltnamio erdvę karštais degimo produktais. Tam siūloma krosnį patalpinti į duobę, o dūmtakį nutiesti horizontaliai po žemės lygiu, vėliau išvedant jį į paviršių.

Esant tokiam dūmtakio išdėstymui, jo ilgis gerokai padidėja, todėl karštos dujos atiduoda daugiau šilumos patalpos viduje.

Toks variantas tikrai padidins šildymo efektyvumą.

Tačiau praktiškai įgyvendinant iškils šie sunkumai:

1. Reiklumas dūmtakio surinkimo medžiagai. Iš krosnies išeinančio oro temperatūra yra labai aukšta. Todėl dūmtakis neturėtų turėti gero šilumos perdavimo, antraip jis išdegins aplink jį esantį dirvožemį. Kaip degimo produktų šalinimo medžiagą galima naudoti asbestinius vamzdžius.
2. Dūmų šalinimo įrengimo taisyklių laikymasis. Dūmtakyje reikės numatyti apžiūros langelius, kad būtų galima jį išvalyti nuo suodžių. Todėl vamzdį reikia tiesti tarp lysvių.
3. Būtinybė organizuoti elektros tiekimą. Ilgas horizontalus ruožas neprisideda prie normalios traukos sukūrimo, todėl reikės įrengti dūmų siurblį. Tai reiškia, kad būtina atvesti elektrą į šiltnamį arba periodiškai įkrauti akumuliatorių.

Todėl požeminio dūmtakio idėja praktiškai nebuvo plačiai pritaikyta.

Vietoje standartinės krosnies galima naudoti kietojo kuro ilgo degimo katilus. Jie efektyviau degina kurą ir neleidžia greitai išsiskirti šilumai, taip išvengiant galimybės augalams pažeisti dėl aukštos temperatūros. Tokie gamykliniai katilai yra lengvai naudojami ir prižiūrimi, taip pat kompaktiški.

Dujiniai katilai ir konvektoriai

Šiltnamiams gera alternatyva krosniniam šildymui tapo dujinio suskystintųjų dujų katilo arba konvektoriaus naudojimas. Mažoms privačioms konstrukcijoms paprastai naudojama įranga, veikianti dujų balionų pagrindu.

Prieš montuojant dujinį katilą šiltnamyje, būtina kapitaliai sustiprinti vieną iš sienų, prie kurios jis bus tvirtinamas

Dujų balioną geriau laikyti už šiltnamio ribų. Tačiau tokiu atveju būtina išspręsti reduktoriaus užšalimo prevencijos klausimą ilgą laikotarpį esant neigiamai temperatūrai.

Šiltnamio prijungimas prie dujų tinklo – gana sudėtinga biurokratinė procedūra. Be to, kasmetinio privalomo patikrinimo metu dujų tarnybos specialistas pateiks pastabų.

Bet kuriuo atveju, dujų tiekimo ir atviros liepsnos naudojimo derinys uždaroje patalpoje reikalauja padidintų saugumo priemonių. Geriausias sprendimas – turėti dujų analizatorių ir automatinę liepsnos gesinimo sistemą, kuri suveikia, kai ore viršijama didžiausia leistina degios medžiagos koncentracija.

Finansinių išlaidų palyginimo požiūriu, montuojant ir naudojant krosnis bei dujinę įrangą, vienareikšmiškos išvados padaryti negalima. Paprastas dujinis konvektorius kainuoja apie 120-140 €.

Tai brangiau nei metaliniai įrenginiai, veikiantys kietuoju kuru:

• metalo ir eksploatacinių medžiagų išlaidos savarankiškai gaminant buržuikinę krosnį sudaro apie 30 €;
• gamyklinis kietojo kuro įrenginys nedidelių matmenų, pavyzdžiui, modelis NVU-50 “Tulinka” kainuoja apie 66 €;
• ilgo degimo įrenginys modelis NV-100 “Klondajk” kainuoja apie 90 €;

Mūrinė krosnis bus brangesnė už dujinį konvektorių dėl pamatų įrengimo ir jos mūrijimo darbų kainos.

Mūrinę krosnį įrengti tikslinga, jei esate tikri, kad šioje vietoje šiltnamis stovės ne vienerius metus

Suskystintųjų arba gamtinių dujų, sunaudotų bet kurios patalpos šildymui, kaina bus mažesnė nei perkamų malkų ir anglies. Tačiau šiltnamiai paprastai šildomi nemokamomis arba pigiomis degiomis atliekomis, kurių visada pakanka kaimo ir sodybų vietovėse.

Oro įsiurbimo ir drėgmės problema

Šildymo prietaisų, kuriuose vyksta atviras degimas, naudojimas reikalauja pašalinti degimo produktus per dūmtraukį. Tokiu atveju būtina kompensuoti išeinančio oro tūrį.

Pastatuose tai įmanoma per nekontroliuojamą įtekėjimą (infiltraciją), kuris vyksta dėl plyšių ir skylių sienose bei lubose.

Šiuolaikinių šiltnamių, pavyzdžiui, iš polikarbonato, konstrukcija sukuria hermetišką erdvę. Tokiu atveju oro patekimo problema sprendžiama įrengiant langelius ir specialią įleidimo angą.

Jį reikia išdėstyti taip, kad būtų išvengta koncentruoto šalto oro srauto ant augalų. Taip pat galima naudoti keletą mažų angų, norint sukurti paskirstytą įtekėjimą.

Ištraukimo sistemos uždaro tipo dujiniams konvektoriams jau yra su vamzdžiu lauko oro įtekėjimui į degimo kamerą.

Uždaroje degimo kameroje su konvektoriumi lauko oras neaušina patalpos, o degimo produktai negali patekti į vidų (+)

Dažnai po krosnių ir katilų darbo pastebimas oro džiūvimo efektas. Tai lemia mažesnė absoliuti drėgmė įtekančio šalto srauto (ypač šalčio) palyginti su išeinančiu per dūmtraukį šiltu oru iš šiltnamio.

Norint palaikyti tikslius oro drėgmės parametrus, naudojamas drėkintuvas su higrometru, kuris gali veikti iš vietinio energijos šaltinio. Jei tokio poreikio nėra, šiltnamyje galima pastatyti atvirą indą su vandeniu. Tada, esant stipriam oro džiūvimui, natūraliai kils garavimo procesas.

Tolygaus šilumos paskirstymo būdai

Mažiems šiltnamiams pakanka vieno šildymo šaltinio. Oro apykaita patalpoje bus užtikrinta dėl vertikalaus temperatūrų skirtumo ir taip vyks šilto oro paskirstymas.

Bet kuriame šiltnamyje jį šildant atsiranda nedidelis vertikalus temperatūrų skirtumas. Tai būtina atsiminti išdėstant termometrus.

Didelio ploto ar sudėtingos geometrijos patalpose gali susidaryti zonos su skirtingais mikroklimato parametrais. Taip kartais specialiai daroma pramoniniuose šiltnamiuose, tačiau daugeliu atvejų šis reiškinys yra nepageidaujamas.

Vienodam šilumos paskirstymui naudojami du būdai:

• Dirbtinės oro apykaitos sukūrimas. Paprastai naudojami mentiniai ventiliatoriai. Kartais įrengiama ortakių sistema su integruotais siurbliais taip, kad oro įsiurbimas vyktų viename patalpos gale, o išmetimas – kitame.
• Šilumos perdavimas naudojant tarpinį šilumnešį. Paprastai naudojama įprasta vandens sistema su priverstine cirkuliacija. Vamzdžius galima tiesti tiek išilgai šiltnamio perimetro, tiek po grunto sluoksniu.

Priverstinis šilumos paskirstymas taip pat būtinas, siekiant išvengti aukštos temperatūros zonos susidarymo šalia šildytuvo. Priešingu atveju augalai, esantys arti krosnies ar katilo, gali patirti terminius pažeidimus.

Populiarūs šildymo metodai be atviros ugnies

Atviros ugnies naudojimas turi tam tikrų apribojimų, nes susidaro degimo atliekos, taip pat būtina laikytis priešgaisrinės saugos priemonių. Todėl dažnai naudojami kiti būdai šilumai išskirti šiltnamio patalpoje.

Elektrinių prietaisų naudojimas

Elektros naudojimas šiltnamiui šildyti žiemą yra brangiausias būdas. Tačiau jis taip pat ir paprasčiausias, nes tokio šildymo įrengimo darbai apima tik elektros laidų suvedimą ir prietaisų montavimą.

Paprastų automatizavimo sistemų naudojimas atleidžia žmogų nuo būtinybės nuolat kontroliuoti mikroklimatą.

Kelių šildytuvų prijungimo per termostatą schema yra gana paprasta. Vienintelė problema gali būti elektros energijos išjungimas, todėl reikia numatyti papildomų maitinimo šaltinių prijungimą (+)

Elektrinis šiltnamio šildymas gali būti atliktas naudojant šiuos prietaisus:

• Šildytuvas. Paprasčiausias ir pigiausias prietaisas, kurį galima pasigaminti savarankiškai.
• Konvektorius. Ventiliatoriaus buvimas leidžia, be oro šildymo, tolygiai paskirstyti jį visame šiltnamyje.
• Šilumos siurblys. Galingas prietaisas oro šildymui didelės apimties šiltnamiuose, kuris dažnai naudojamas šilumai paskirstyti kartu su ortakių sistema. Kompaktiškai patalpai šildyti galima pasigaminti šilumos siurblį savarankiškai.
• Infraraudonosios lempos. Tokių įrenginių veikimo specifika yra paviršiaus, ant kurio patenka spinduliuotė, šildymas. Taigi galima išlyginti vertikalų temperatūros gradientą patalpoje nenaudojant oro apykaitos.
• Šildymo kabelis. Jis naudojamas vietinėms šiltnamio sritims šildyti.

Jei patalpa yra nedidelė, elektrinio šildymo naudojimas yra pateisinamas dėl jo paprastumo ir saugumo. Dideliuose ir pramoniniuose šiltnamiuose tikslinga taikyti kitus būdus.

Šildantis kabelis puikiai tinka grunto šildymui. Jo maksimali temperatūra nėra aukšta, todėl nereikia baimintis, kad dirvožemis išdegs ir praras savo savybes.

Šilumos išskyrimas biocheminiu būdu

Vienas iš įdomių šildymo būdų yra į dirvą įterpti nesupuvusios organinės trąšos – gyvūnų mėšlo ar paukščių išmatų. Dėl biocheminės reakcijos išsiskiria daug energijos, kuri padidina derlingojo sluoksnio ir patalpos oro temperatūrą.

Mėšlui pūstant išsiskiria anglies dioksidas, metanas, taip pat nedidelis kiekis vandenilio ir vandenilio sulfido. Be to, mėšlas turi specifinį kvapą. Visa tai riboja jo naudojimą, nes būtina vėdinti patalpą.

Žiemą, taip pat ilgai trunkant šaltiems orams pavasarį ir rudenį, intensyvus oro mainas yra nepageidaujamas. Tokiu atveju šiluminiam balansui atkurti po vėdinimo gali prireikti gerokai daugiau energijos, nei išsiskyrė mėšlo puvimo metu.

Tokio “biologinio” žemės ir oro šildymo būdo taikymas pateisinamas vėlyvą pavasarį, kai vėdinama esant teigiamoms dienos temperatūroms.

Sistemos su išoriniu šilumos šaltiniu

Šiltnamio šildymas galimas dėl arti esančio namo ar kito šildomo pastato. Tai supaprastina visą procedūrą, nes nereikia įrengti autonominio šilumos šaltinio. Laidinėmis arba wi-fi relėmis galima nuotoliniu būdu gauti informaciją apie temperatūrą šiltnamyje ir reguliuoti jo mikroklimatą iš namų.

Paprastas wi-fi temperatūros komplektas iš daviklio ir relės kainuoja apie 20 €. Kai temperatūra išeina už leistino diapazono ribų, jis perduoda jos reikšmes į įrenginius, valdomus Windows arba Android.

Atskiro šildymo kontūro sukūrimas

Jei namuose naudojamas vandens arba garo šildymas, galima sukurti atskirą kontūrą, vedantį į šiltnamį. Jį būtina aprūpinti atskiru siurbliu, nes bendras horizontalus naujojo segmento ilgis bus didelis.

Taip pat šiltnamyje reikia įrengti atviro tipo išsiplėtimo baką orui iš sistemos pašalinti. Bako atviro vandens plotą būtina sumažinti, kad būtų išvengta intensyvaus karšto vandens garavimo patalpos viduje.

Radiatoriai šiltnamyje įrengiami retai, nes patalpos dizainas atlieka antraeilį vaidmenį. Esant šilumos trūkumui, geriau pailginti vamzdžio kontūrą, nes tai pigiau ir sumažina nuotėkio bei gedimų riziką.

Lauko kontūro segmentą reikia apšiltinti, kad būtų išvengta šilumos nuostolių ir sumažinta užšalimo rizika. Geriausiai šiam tikslui tinka požeminis vamzdžių išdėstymo variantas.

Šiltnamio šildymo segmento prijungimas prie bendro kontūro gali būti atliekamas naudojant trijų arba keturių eigų vožtuvą.

Standartinė papildomo šildymo kontūro prijungimo schema. Vožtuvų išdėstymas name leidžia nuotoliniu būdu reguliuoti oro temperatūrą šiltnamyje (+)

Taip pat galima sukurti automatinę temperatūros reguliavimo sistemą.

Tai galima padaryti šiais būdais:

• Karšto vandens praleidžiamo tūrio keitimas pagal temperatūros jutiklių rodmenis. Tokiu atveju būtina įsigyti siurblį su galios reguliavimu.
• Šiltnamio šildymo kontūro įjungimas ir išjungimas. Tam naudojamos automatinės vožtuvų valdymo sistemos.

Vietoj rankinio trijų ar keturių krypčių vožtuvo padėties keitimo galima naudoti servovarikliais pagrįstus įrenginius. Jo elektroninis valdymo blokas nustatomas pagal šiltnamyje esančių temperatūros jutiklių rodmenis.

Esant poreikiui keisti šildymo režimą, į variklį siunčiamas valdymo signalas, kuris pasuka kotą, nustatydamas kitą vožtuvo padėtį.

Servovariklis automatiniam reguliavimui yra didesnių matmenų, palyginti su vožtuvu. Todėl jį montuojant reikia atitraukti šildymo vamzdį nuo sienos.

Šildymas naudojant ištraukiamąjį orą

Gerą šildymą galima gauti naudojant gyvenamojo namo ištraukiamosios ventiliacijos šiltą orą. Nukreipus izoliuotą ventiliacijos kanalą į šiltnamio vidų, galima gauti pastovų įeinančio oro srautą, kurio temperatūra 20-25°C.

Vienintelė sąlyga – ore neturi būti perteklinės drėgmės ir priemaišų, būdingų virtuvėms ir vonios kambariams.

Oro nutekėjimą iš šiltnamio galima organizuoti dviem būdais:

• Vietinė ištraukiamoji anga į lauką vamzdelio pavidalu be ventiliatoriaus. Ji turi būti mažo skerspjūvio, kad susidarytų didelis srauto greitis. Tokiu atveju, esant neigiamai lauko temperatūrai, kondensato susidarymo zona bus tam tikru atstumu nuo vamzdelio, o tai neleis susidaryti ledo.
• Srauto grąžinimas atgal naudojant papildomą ortakį ir privalomas jo prijungimas prie bendro namo ištraukimo. Priešingu atveju kvapai iš šiltnamio pasklis po visas namo patalpas.

Šis metodas yra ekonomiškiausias vienkartinių sistemos montavimo išlaidų ir periodinių kuro naudojimo išlaidų požiūriu. Vienintelis klausimas – ar ištraukiamo oro kiekio pakanka reikiamai temperatūrai palaikyti. Tai geriausia patikrinti eksperimentiškai.

Jei kartais, esant ekstremaliems atšalimams, oro temperatūra šiltnamyje nukris žemiau leistinos, galima į ortakį įmontuoti nedidelį kaloriferį arba pačiame objekte sumontuoti papildomą elektrinį prietaisą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Naminė krosnis su ilgu dūmtraukiu šiltnamio šildymui:

Keletas malkinių krosnių variantų tikrame šiltnamyje:

Dujiniai degikliai kaip šilumos šaltinis. Vamzdžių išvedžiojimas šiltnamyje:

Universalus šiltnamio šildymo variantas neegzistuoja. Pasirinkti vieną iš būdų ar jų derinį reikia atsižvelgiant į jo patikimumą, įrengimo ir naudojimo įrangos pigumą, energijos išteklių kainas ir autonominio darbo trukmę.

Daugumą projektų galima įgyvendinti savo jėgomis, kas sumažins jų kainą ir suteiks galimybę tolesniam savarankiškam modernizavimui.

Ar turite asmeninės patirties projektuojant ir įrengiant šildymą šiltnamyje? Norite pasidalinti sukauptomis žiniomis ar užduoti klausimų šia tema? Prašome palikti komentarus ir dalyvauti diskusijose – atsiliepimų forma yra žemiau.