Народ у нас на выдумку хитёр и зачастую технически грамотен. А поскольку тьма инженеров с откуда надо растущими руками оказалась без работы и вынуждена была кормиться домашним хозяйством, в том числе и тепличным, среди самодельных систем отопления встречаются порой истинные шедевры.
Одно плохо: каждый изобретает «под себя», под свою собственную, единственную и неповторимую, теплицу. Так что возьмись мы воплощать чужой опыт один к одному, скорее всего, окажется, что работает оно не совсем так, как описывает автор.
И второе, что вынуждает критически отнестись к изобретениям наших неутомимых соотечественников — прогресс давно обогнал их, безусловно, интересные изобретения. Подумайте сами, стоит ли огород городить с газом, дровами или соляркой, выверяя температурные перепады и прочие детали, если можно просто прикрепить вдоль всей теплицы термоплёночную ленту, подвести электричество и забыть о проблеме отопления навсегда? Даже в степи глухой добыть нужное количество электричества можно с помощью солнечных батарей или простенького ветрогенератора — конечно, если теплица у вас для бизнеса, иначе окупаться эти плоды прогресса будут много лет.
Единственное, что может породить сомнение в надёжности этого типа отопителей — а вдруг электричество пропадёт? В нашей стране всяко может случиться: то провода лихие люди потянут, то ветром их оборвёт, то электрики руками разведут, мол, что-то там поломалось. Вот на этот случай полезно держать в запасе печку. А так — электрообогрев в сочетании с солнечным теплом — самая простая и эффективная штука. И даже цена на сами плёночные обогреватели (а я имею в виду только их — ни в коем случае не масляные конвекторы или калориферы, которые пустят вас по миру!) и на электроэнергию не играет решающей роли. Экономичность самой термоплёнки и терморегулятор, который будет включать искусственный обогрев только при необходимости, когда солнечного тепла окажется недостаточно, с одной стороны, и быстрая окупаемость тепличного бизнеса — с другой, позволяют с теплом особо голову не ломать, а перейти к следующему этапу конструирования.
Отопление теплицы солнцем
Как уже было сказано, тепло мы берём от солнца и аккумулируем в теплице. Для этого используем способность разных материалов пропускать солнечные лучи, поглощать или отражать их, нагреваться, удерживать тепло и отдавать его окружающей среде.
В зависимости от того, какой вам видится ваша будущая теплица, конструируем теплоаккумулятор. Что это такое, вы знаете: медицинская грелка или нагретая соль, завёрнутая в тряпочку, есть простейшие теплоаккумуляторы, которыми народ пользуется спокон веков.
Наиболее распространёнными в теплицах пока являются три типа теплоаккумуляторов: водяной, грунтовый и галечный. Ёмкость с водой (например, бочка), поставленная в теплице под прямые лучи солнца, будет нагреваться днём и остывать (отдавать тепло) ночью. Вот самый примитивный, малоэффективный, но всё же теплоаккумулятор.
Если вы задумали достаточно просторную теплицу, можно соорудить в ней небольшой бетонный бассейн. Или пластиковый,,или из нержавеющего металла и т. п. — творите, выдумывайте, пробуйте! Это так называемый открытый водный аккумулятор. Вода в нём будет не только накапливать солнечное тепло, но и поддерживать влажность воздуха в теплице, что растениям тоже необходимо.
Если, всё изучив и взвесив, вы придёте к мысли, что водный теплоаккумулятор в ваших условиях наиболее подходящая штука, есть смысл подумать и о солнечном коллекторе. Это, скажем так, передняя часть системы солнечного отопления. В случае с водой это может быть простой чёрный шланг, уложенный «змейкой» или «улиткой», обращённой к солнцу под углом 90 градусов или около того. Вода поступает в коллектор самотёком, в нём нагревается солнцем и по свойству всего более тёплого поднимается обратно в теплоаккумулирующую ёмкость. Вы можете разработать любую собственную конструкцию.
Поскольку солнца в теплице даже зимой достаточно, нагревается (аккумулирует тепло) не только ваша бочка с водой — нагреваются все предметы, находящиеся внутри. Стенки грядок, если они у вас достаточно подняты над полом, сам пол, грунт в грядках, каркас теплицы, трубы и всё остальное, что у вас там окажется, включая, естественно, воздух. Столько тепла сразу растениям не нужно. Приберечь его на ночь можно и посредством грунтового или галечного теплоаккумулятора, который нужно соорудить ещё в начале строительства теплицы. Если не мешают близкие грунтовые воды, под будущими грядками роем траншею, в которую укладываем тепло- и гидроизолятор. Материалы для гидроизолятора могут быть любые — от старой плёнки и рубероида до самых современных, которых в магазинах стройматериалов — горы. Утечку тепла можно предотвратить и старыми досками, и опилками, и пенопластом — смотрите, что есть под рукой. На теплоизолятор кладём трубы — лучше толстую оцинкованную жесть ввиду её большей теплопроводности. Впрочем, кладут и асбестоцементные трубы, и пластиковые — они тоже неплохо проводят тепло. Трубы засыпаем галькой, щебнем, окатышем или другим твёрдым материалом,способным накапливать тепло.
Тут есть одна тонкость. Если вы используете щебень, старайтесь подобрать камешки одного размера. Смешивать мелкий и крупный щебень крайне нежелательно, такой теплоаккумулятор будет малоэффективным, сквозь него будет плохо проходить нагретый воздух. Поэтому теплоаккумулятор, состоящий из однородного и равноразмерного материала процентов на 40-50, будет эффективнее. Какие-нибудь окатыши, способные долго нагреваться и долго остывать, будут в самый раз.
Нагревается вода или воздух обычно посредством солнечного коллектора. Чаще всего это плоское устройство с зачернённой, хорошо поглощающей тепло поверхностью, внутри которого циркулирует теплоноситель — вода или воздух. Согласитесь, вода быстрее нагреется в шланге, чем в бочке. Пропустите бочку воды через уложенный улиткой или змейкой садовый шланг, на который падают солнечные лучи под прямым (желательно) углом, и к концу дня температура воды в бочке будет гораздо выше, чем если солнцем нагревать всю бочку сразу. Насосов обычно не требуется: сооружая солнечный нагрев воды, используют свойство всего тёплого подниматься, а всего холодного опускаться. То есть один конец шланга должен соединяться с нижней частью бочки, а второй — с верхней частью, куда поднимется и снова попадёт в бочку прошедшая через коллектор и нагретая солнцем вода.
Разумеется, шланг — это условно, для домашнего изготовления. Первое, что под руку попадается. Отечественные и зарубежные фирмы выпускают сейчас водяные и воздушные коллекторы для отопления солнцем не только теплиц, но и жилых домов. Они используют не шланги, а специальные пластины с каналами для теплоносителя, светопоглощающие краски и теплопроводные материалы.
Конструкции могут быть хитрыми и не очень, нагретая солнцем вода, как ни парадоксально, летом вырабатывает даже холод — с помощью достаточно сложного оборудования. Простой воздушный или водяной коллектор собственной конструкции можно изготовить своими руками из подручных материалов и чёрной краски. Соединённый трубами с водным или твёрдым теплоаккумулятором (кирпич, грунт, бетон, гравий, галька, щебень, окатыш...) плюс маломощный вентилятор — вот и всё солнечно-воздушное отопление, которого может вполне хватить без дополнительного обогрева на всю вашу теплицу.
Там, где грунтовые воды не позволяют сделать достаточно глубокий котлован для расположения в нём теплоаккумулятора, его насыпают на поверхности. Это может выглядеть как достаточно объёмный жестяной короб, наполненный теплоаккумулирующим материалом. Некоторые конструкторы-любители в наполнитель кладут пластиковые ёмкости с водой, которая аккумулирует тепло лучше, чем твёрдые материалы. Если при наружном расположении аккумулятора есть возможность расположить воздушный коллектор ниже, обеспечив при этом попадание на него солнечных лучей в течение всего дня, есть смысл сделать именно так: можно обойтись без вентилятора.
Нужно учесть следующее: та часть коллектора, которая будет принимать солнечные лучи (теплоприёмник), из чего бы вы её ни сделали (пластик, металл, ткань и т.д.), должна быть как можно более шероховатой, с большим числом острых углов. Это нужно для создания турбулентности при движении воздуха через нагревающие элементы. Дело в том, что по гладкой поверхности воздух может двигаться несколькими температурными слоями. Тот слой, что ближе к нагретым солнцем пластинам, будет теплее слоя, который над ним, а двигаться к теплоаккумулятору они будут одновременно. Турбулентность, создаваемая шероховатой поверхностью, замедляет движение воздуха и заставляет его перемешиваться, пока он проходит над зачернённой поверхностью нагревательного элемента. Так воздух лучше нагревается и коллектор становится более эффективным. Иногда в 1-2 см над теплоприёмником монтируют 3-4 слоя тонкой металлической решётки, окрашенной в чёрный цвет.
Бывает, воздушный коллектор делают выносным, стоящим отдельно от теплицы. Нагретый воздух в этом случае поступает к теплоаккумулятору внутри теплицы по трубам, проложенным под землей. Так можно сэкономить место внутри помещения, однако для отдельно стоящего коллектора тоже нужно место на участке, да и теплоизоляция труб должна быть идеальной, иначе вы будете греть землю вне теплицы, а чтобы в неё попадало достаточно тепла, придётся увеличивать площадь коллектора.
Многие предпочитают не тратить материалы и время на изобретение собственного коллектора, а купить (при наличии наличности, разумеется) готовый. Поэтому фабричных солнечных коллекторов становится всё больше. В России можно купить отечественные жидкостные коллекторы «Сокол» («Сокол-А»), немецкие TopSon F3 или китайские SCM. Российский и немецкий приблизительно сходны по параметрам. У немецкого немного выше КПД и ниже теплопотери, он килограммов на 10 легче «Сокола». Но стоит примерно вдвое дороже. Мне попадалась цена в 36,5тысяч, тогда как отечественный стоил 17,5 тысяч. Между ними по цене — китайский: 26,9 тысячи рублей. Устроен он несколько иначе, чем российский или немецкий, но суть та же: получать солнечную энергию, нагревать жидкость (воду или какой-нибудь антифриз), которая передаст тепло в аккумулятор. Цены приведены на примерно одинаковые по площади коллекторы, но выпускаются они в достаточно широком ассортименте по площади поглотителя, от этого зависит и цена, разумеется.
Чтобы обогреть большую теплицу, можно приобрести один большой или несколько маленьких — в зависимости от того, как вам удобно их расположить. Конечно, такой коллектор — штука долговечная, бесплатным и не зависящим от разных монополистов солнечным теплом он окупается быстрее, тем более, что жидкость — лучший аккумулятор тепла и им можно отапливать не только теплицу. Их и выпускают не столько для теплиц, сколько для жилых домов. Но всё-таки для большинства наших тепличников воздушный коллектор и твёрдый теплоаккумулятор пока доступнее, хотя и требует большей площади.
Кстати о площади. Один квадратный метр хорошо сделанного воздушного коллектора способен нагревать около 150 кг твёрдого теплоаккумулятора. Температура нагрева будет зависеть от интенсивности солнечного излучения в ваших краях в данное время года и угла падения лучей на коллектор (в идеале, напомню, коллектор должен располагаться под прямым углом к солнцу).
Коллектора может и не быть — мы помним, что нагреваются все предметы, на которые падают солнечные лучи, от них нагревается воздух в теплице, который поднимается под крышу. Трубы одним концом выводим по стене под крышу теплицы и монтируем к ним вентилятор, который должен прогонять по трубам скопившийся нагретый воздух. Пройдя сквозь гальку (или другой теплоаккумулятор) и отдав часть тепла ей, воздух выходит из других концов труб снизу теплицы, перемешиваясь с более прохладным воздухом внизу.
Поверх теплоаккумулирующего материала насыпаем грядки — тепличный грунт, который ночью будет получать тепло от нашего теплоаккумулятора. Вентилятор не должен быть слишком мощным — медленное движение нагретого воздуха эффективнее.
Если вы живёте на юге России, где самой лютой зимой температура редко опускается ниже минус 5-10°С, этого может оказаться вполне достаточно для обогрева теплицы. В более суровых условиях скорее всего потребуется дополнительный обогрев.
