Sistema de calefacción de efecto invernadero hágalo usted mismo: las mejores formas de calentar invernaderos en invierno

Para mantener una cierta temperatura en el invernadero, se utilizan diferentes sistemas de calefacción. La elección del método de suministro de calor depende de las dimensiones del edificio, las condiciones climáticas de la región, la disponibilidad de un tipo particular de combustible, las capacidades financieras y otros factores.

Algunos artesanos caseros se comprometen a organizar el calentamiento del invernadero con sus propias manos: tal solución reducirá significativamente los costos de mano de obra, ¿de acuerdo? Por supuesto, la disposición independiente del calentamiento estable es una tarea difícil, pero es bastante factible. El primer paso es elegir una fuente de calor.

Le diremos qué opciones de calefacción de invernadero existen, cuáles son sus características específicas, ventajas y desventajas de uso. Según la información anterior, podrá determinar el tipo de calefacción, realizar un cálculo preliminar de la capacidad calorífica, seleccionar las unidades de trabajo y los elementos del sistema.

Características específicas del mantenimiento de la temperatura en invernaderos.

El calentamiento del invernadero es necesario para compensar las pérdidas de calor que ocurren a través de las paredes y el techo de la estructura, así como también debido al aire externo. Para reducir los costos de calefacción, primero es necesario aislar cualitativamente el invernadero y minimizar el intercambio de aire con la calle.

Además del material del que está hecho el invernadero, se debe prestar especial atención al ajuste apretado de la estructura al suelo. Para esto, es mejor cuando se construye un invernadero para hacer una base de pequeña profundidad aislada desde el interior.

Debe mantener la estructura de manera confiable con vientos fuertes, evitar la formación de grietas y minimizar el intercambio de calor con la calle a través de la capa superior del suelo.

Para resolver este último problema, incluso en las condiciones de las regiones del norte, una profundidad de 30 cm es suficiente, ya que la conductividad térmica del suelo es muy baja. La intensidad de la transferencia de calor vertical entre la capa de suelo dentro del invernadero y la capa de suelo subyacente es muy pequeña.

En invierno, la nieve se puede usar como un aislamiento natural al aire libre a lo largo de los bordes del invernadero.

La nieve es un excelente material aislante del calor. Sin embargo, el diseño del invernadero debe ser capaz de soportar el peso extra, y el material no se dobla bajo su peso.

Para el crecimiento normal de las plantas, es necesario mantener la temperatura del aire y la capa suelo-planta en un cierto rango. Si el invernadero funciona continuamente, el suelo fértil se calentará por intercambio de calor con el aire interno. Además, su temperatura será casi la misma que en condiciones naturales en verano.

En invierno, el suelo y los estratos del suelo se congelan a una profundidad dependiendo de la latitud geográfica de la región y la estructura rocosa. Para calentar el suelo y la capa superior adyacente antes de plantar, es necesario mantener una temperatura del aire muy larga (hasta un mes).

Una solución alternativa es llevar a cabo acciones especiales para transferir calor directamente al suelo. Esto se puede hacer utilizando un sistema de tuberías subterráneas en el que se suministra el refrigerante.

La cantidad de energía gastada en calentar el invernadero depende de los siguientes factores:

• La superficie de las paredes y el techo del invernadero.. Cuanto más bajo es este indicador, menos pérdida de calor. Por lo tanto, para ahorrar energía, es mejor usar una forma rectangular o semicircular de la estructura.
• Conductividad térmica del material. Cuanto más bajo es este parámetro, mejor retiene el material el calor.
• Diferencia de temperatura entre aire interior y exterior.. Cuanto mayor es su valor, mayor es la pérdida de calor.
• Intercambio de aire por fugas. Para reducir los costos de energía, es necesario excluir la entrada incontrolada de aire frío.

Una amplia variedad de proyectos privados de invernaderos y la calidad de su instalación complican seriamente el modelado de las condiciones de temperatura. Por lo tanto, para determinar con precisión la cantidad de energía necesaria para calentar un objeto en particular solo puede ser experimentalmente.

Dichos métodos calculan aproximadamente el valor de la potencia requerida del calentador. El problema es la dificultad para determinar el coeficiente de dispersión para un objeto en particular (+)

Calentamiento autónomo basado en la combustión de combustible.

Usar el proceso de combustión de combustible como fuente de calor es el método más comúnmente usado para calentar pequeños invernaderos. Tal calentamiento tiene algunos detalles, ya que es necesario tener en cuenta la mayor estanqueidad de la habitación, la conveniencia de calentar el suelo y la necesidad de mantener la humedad.

Hornos y calderas de combustible sólido.

Uno de los dispositivos más simples utilizados para calentar invernaderos en la estación fría es una estufa. La popularidad del uso de dicho dispositivo se debe a la economía del combustible. Puede ser leña no calibrada, pasto seco, carbón y polvo de carbón, basura y líquidos combustibles.

Al calentar estufas, es necesario asegurar un tiro estable, ya que la ventilación del invernadero cuando ingresa a los productos de combustión conducirá a su enfriamiento.

Cuando se usa un horno de metal, se produce rápidamente calentamiento y transferencia de energía al aire circundante. También es la forma más barata y fácil de usar la calefacción. Puedes construir tal unidad tú mismo.

En nuestro sitio hay una selección de artículos sobre la fabricación de diferentes tipos de hornos de metal que pueden usarse para calentar el invernadero:

1. Cómo hacer un horno Buleryan con tus propias manos: instrucciones paso a paso sobre cómo hacer
2. Estufa de gas hágalo usted mismo desde un cilindro de gas: diagramas, dibujos + guía paso a paso
3. El horno para trabajar fuera de la tubería: cómo hacer un horno efectivo para el aceite usado de materiales improvisados

La estufa de piedra se calienta más lentamente y mantiene el calor por más tiempo. Esto es más adecuado para calentar habitaciones pequeñas con un rango de temperatura medio o estrecho. Sin embargo, dicho horno debe plegarse y, si es necesario, no puede moverse, como su contraparte metálica.

Existe la idea de calentar el espacio en el invernadero utilizando productos de combustión calientes. Para hacer esto, sugieren colocar el horno en un pozo y colocar la chimenea horizontalmente por debajo del nivel del suelo con su posterior salida a la superficie.

Con esta colocación de la chimenea, se producirá un aumento significativo en su longitud, como resultado de lo cual los gases calientes emitirán una mayor cantidad de calor en el interior

Esta opción realmente aumentará la eficiencia de calentamiento.

Sin embargo, en la implementación práctica surgirán las siguientes dificultades:

1. Exigiendo el material del montaje de la chimenea.. En la salida del horno, la temperatura del aire es muy alta. Por lo tanto, la chimenea no debe tener una buena transferencia de calor; de lo contrario, el suelo se quemará a su alrededor. Como material para la eliminación de productos de combustión, se pueden usar tuberías de asbesto.
2. Cumplimiento de las normas de colocación de la chimenea.. En la chimenea, será necesario proporcionar ventanas de revisión para limpiarla del hollín. Por lo tanto, debe colocar la tubería entre las camas.
3. La necesidad de una fuente de alimentación.. Una sección horizontal larga no contribuye a la creación de una tracción normal, por lo que será necesario instalar un escape de humo. Esto significa la necesidad de suministrar electricidad al invernadero o la recarga periódica de la batería.

Por lo tanto, la idea de la colocación subterránea de la chimenea en la práctica no ha tenido una amplia aplicación.

En lugar de un horno estándar, se puede usar combustible sólido. calderas de larga duración. Queman combustible de manera más eficiente y evitan la liberación rápida de calor, lo que elimina la posibilidad de daños a las plantas debido a las altas temperaturas. Estas calderas fabricadas en fábrica son fáciles de usar y mantener, así como compactas.

Calderas de gas y convectores

Para los invernaderos, una buena alternativa a la calefacción por estufa era el uso de gas. caldera de gas licuado o convector. Para instalaciones privadas pequeñas, generalmente se usa equipo de cilindro de gas.

Antes de instalar una caldera de gas en un invernadero, es necesario fortalecer completamente una de las paredes a las que se unirá

Es mejor colocar un cilindro de gas fuera del invernadero. Pero en este caso, es necesario resolver el problema de evitar la congelación de la caja de cambios durante un largo período con una temperatura negativa.

Conectar un invernadero a una red de gas es un procedimiento burocrático bastante complicado. Además, los comentarios se realizarán en la inspección obligatoria anual por parte de un especialista en servicios de gas.

En cualquier caso, la presencia de una combinación de suministro de gas y el uso de una llama abierta en un espacio cerrado requiere mayores medidas de seguridad. La mejor solución es la presencia de un analizador de gases, así como un sistema automático de extinción de llama que funciona cuando se excede el MPC de una sustancia combustible en el aire.

Desde la posición de comparar los costos financieros durante la instalación y el uso de hornos y equipos de gas, no se puede llegar a una conclusión inequívoca. Un convector de gas simple cuesta alrededor de 12-14 mil rublos.

Es más costoso que los dispositivos metálicos de combustible sólido:

• el costo del metal y los consumibles para la fabricación independiente de una estufa de barriga es de aproximadamente 3 mil rublos;
• una planta de combustible sólido a pequeña escala, por ejemplo, el modelo NVU-50 "Tulinka" cuesta alrededor de 6.6 mil rublos.
• La instalación del modelo de combustión a largo plazo NV-100 "Klondike" cuesta alrededor de 9 mil rublos.

Una estufa de piedra saldrá más cara que un convector de gas debido al costo de instalar la base y colocarla.

Es recomendable instalar una estufa de piedra en caso de que el invernadero se encuentre en este lugar durante más de un año.

El costo del gas licuado o natural gastado en calentar cualquier habitación será más barato que la leña y el carbón comprados. Sin embargo, los invernaderos se calientan, por regla general, con desechos combustibles gratuitos o baratos, que siempre son suficientes en las zonas rurales y suburbanas.

El problema de las fugas de aire y la humedad.

El uso de dispositivos de calentamiento, en los que se produce una combustión abierta de combustible, lleva a la necesidad de eliminar los productos de combustión a través de la chimenea. En este caso, se requiere una compensación por el volumen de aire de escape.

En los edificios, es posible a través de una entrada no controlada (infiltración) que ocurre debido a la presencia de huecos y agujeros en las paredes y el techo.

El diseño de invernaderos modernos, como el policarbonato, crea un espacio hermético. En este caso, el problema de la toma de aire se resuelve con la presencia de salidas de aire y la instalación de una entrada de aire especial.

Debe colocarse de tal manera que evite una corriente concentrada de aire frío en las plantas. También es posible usar varios agujeros pequeños para organizar una entrada distribuida.

Los sistemas de escape para convectores de gas cerrados ya están equipados con una tubería para la entrada de aire externo a la cámara de combustión.

En un convector con una cámara de combustión cerrada, el aire exterior no enfría la habitación y los productos de combustión no pueden entrar (+)

A menudo, después de la operación de hornos y calderas, se observa el efecto del drenaje de aire. Esto se debe a la menor humedad absoluta de la corriente fría de suministro (especialmente helada) en relación con el aire cálido que sale del invernadero a través de la chimenea.

Para mantener los parámetros exactos de la humedad del aire, se utiliza un humidificador con un higrómetro, que puede funcionar desde una fuente de energía local. En ausencia de tal necesidad, se puede colocar un recipiente abierto de agua en el invernadero. Luego, en el caso de una fuerte deshumidificación del aire, el proceso de evaporación ocurrirá naturalmente.

Formas de distribuir uniformemente el calor.

Para invernaderos pequeños, es suficiente colocar una fuente de calefacción. La circulación de aire en la habitación se proporcionará debido a la diferencia de temperatura vertical y, por lo tanto, se producirá la distribución de aire caliente.

En cualquier invernadero, cuando se calienta, se produce una ligera diferencia de temperatura vertical. Esto debe recordarse al organizar los termómetros.

En salas de un área grande o geometría compleja, es posible la formación de zonas con diferentes parámetros de microclima. Esto a veces se hace específicamente en invernaderos industriales, pero en la mayoría de los casos este fenómeno no es deseable.

Para una distribución uniforme del calor, se utilizan dos métodos:

• La creación de circulación artificial de aire.. Por lo general, use ventiladores de paleta. A veces construyen un sistema de conductos con bombas integradas para que el aire ingrese en un extremo de la habitación y la descarga esté en el otro.
• Transferencia de calor debido al portador de calor intermedio. Como regla general, se utiliza un sistema de agua de circulación forzada ordinario. Las tuberías se pueden colocar alrededor del perímetro del invernadero y debajo de una capa de tierra.

La distribución de calor forzada también es necesaria para evitar la formación de una zona de alta temperatura cerca del calentador. De lo contrario, las plantas ubicadas cerca del horno o la caldera pueden sufrir daños térmicos.

Métodos de calentamiento populares sin llama abierta

El uso de fuego abierto tiene algunas limitaciones, ya que hay una liberación de desechos de combustión, y también es necesario observar las medidas de prevención de incendios. Por lo tanto, a menudo se utilizan otros métodos para generar calor en el invernadero.

El uso de electrodomésticos.

Usar la electricidad para calentar un invernadero en invierno es la forma más costosa.Sin embargo, también es el más simple, ya que la instalación de dicha calefacción incluye solo el cableado y la instalación de dispositivos.

El uso de sistemas de automatización simples libera a una persona de la necesidad de participar en el control constante del microclima.

El diagrama de conexión de varios calentadores a través de un regulador de temperatura es bastante simple. El único problema puede ser un corte de energía, por lo que debe prever la conexión de fuentes de energía adicionales (+)

El calentamiento eléctrico del invernadero se puede realizar utilizando los siguientes dispositivos:

• Calentador. El dispositivo más simple y barato que puedes hacer tú mismo.
• Convector. La presencia de un ventilador permite además de calentar el aire para llevar a cabo su distribución uniforme en el invernadero.
• Bomba de calor. Un potente dispositivo para calentar el aire en invernaderos de gran volumen, que a menudo se utiliza para distribuir el calor junto con un sistema de conductos. Para calentar una habitación compacta, puedes hacer bomba de calor por ti mismo
• Lámparas infrarrojas. Los detalles del funcionamiento de tales dispositivos es el calentamiento de la superficie en la que entra la radiación. Por lo tanto, es posible igualar el gradiente de temperatura vertical en la habitación sin el uso de circulación de aire.
• Cable calefactor. Se utiliza para calentar áreas locales en el invernadero.

En el caso de habitaciones pequeñas, el uso de calefacción eléctrica se justifica por su simplicidad y seguridad. En invernaderos grandes e industriales, es aconsejable utilizar otros métodos.

El cable calefactor es muy adecuado para calentar el suelo. Su temperatura máxima no es alta, por lo tanto, el efecto de quemar el suelo con la pérdida de sus cualidades no puede temer

Generación de calor bioquímico.

Una de las formas interesantes de calentar es introducir fertilizantes orgánicos sin refinar en el suelo: estiércol animal o excrementos de aves. Como resultado de la reacción bioquímica, se libera una gran cantidad de energía, lo que aumenta la temperatura de la capa fértil y el aire interior.

Al descomponer el estiércol, se liberan dióxido de carbono, metano y una pequeña cantidad de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno. El estiércol también tiene un olor específico. Todo esto impone ciertas restricciones en su uso, asociadas con la necesidad de ventilar la habitación.

En invierno, así como durante el enfriamiento prolongado en primavera y otoño, el intercambio de aire intenso es indeseable. En este caso, se puede requerir una cantidad de energía mucho mayor para restablecer el equilibrio de calor después de la ventilación que se liberó como resultado del proceso de descomposición del estiércol.

El uso de dicho método "biológico" para calentar la tierra y el aire se justifica a fines de la primavera, cuando la ventilación se produce a temperaturas positivas durante el día.

Sistemas con una fuente de calor externa.

El calentamiento del invernadero es posible debido a la proximidad de la casa u otra estructura calentada. Esto simplifica todo el procedimiento, ya que no es necesario instalar una fuente de calor autónoma. Usando relés con cable o wi-fi, puede recibir de forma remota información sobre la temperatura en el invernadero y ajustar su microclima desde su hogar.

Un complejo de temperatura wi-fi ordinario de un sensor y un relé cuesta alrededor de 2 mil rublos. Cuando la temperatura supera el rango permitido, transfiere sus valores a dispositivos con Windows o Android

Crear un circuito de calefacción separado

Si la casa usa calefacción de agua o vapor, entonces es posible crear un circuito separado que conduzca al invernadero. Debe estar equipado con una bomba separada, ya que la extensión horizontal total del nuevo segmento será grande.

También en el invernadero, debe instalar un tanque de expansión abierto para ventilar el sistema.El área de agua abierta del tanque debe minimizarse para evitar la evaporación intensiva de agua caliente dentro de la habitación.

Los radiadores rara vez se instalan en un invernadero, ya que el diseño de sus instalaciones juega un papel secundario. Si hay falta de calor, es mejor alargar el circuito de la tubería, ya que es más barato y reduce el riesgo de fugas y averías.

El segmento de la calle del circuito debe estar aislado para evitar la pérdida de calor y minimizar el riesgo de congelación. Una opción de colocación de tuberías subterráneas es la más adecuada para estos fines.

La conexión del segmento de calefacción del invernadero al circuito común se puede realizar utilizando una válvula de tres o cuatro vías.

Esquema de conexión estándar para un circuito de calefacción adicional. La ubicación de los grifos en la casa le permite controlar de forma remota la temperatura del aire en el invernadero (+)

También es posible crear un sistema automático de control de temperatura.

Esto se puede hacer de las siguientes maneras:

• El cambio en el volumen de agua caliente permitido, dependiendo de los sensores de temperatura. En este caso, es necesario comprar una bomba con control de potencia.
• Encendido y apagado del circuito de calefacción. Para esto, se utilizan sistemas automáticos de control de grúas.

En lugar de cambiar manualmente la posición de una válvula de tres o cuatro vías, se pueden usar dispositivos basados ​​en servo. Su unidad de control electrónico está sintonizada con las lecturas colocadas en el invernadero. sensores de temperatura.

Si es necesario, cambiar el modo de calentamiento recibe una señal de control para el motor, que gira la varilla, estableciendo una posición diferente de la válvula.

El servo para el ajuste automático es grande en relación con la grúa. Por lo tanto, para su instalación, es necesario desviar la tubería de calentamiento de la pared

Extraer calentamiento de aire

Se puede obtener una buena calefacción mediante el uso de ventilación de escape de aire caliente de un edificio residencial. Al dirigir el conducto de ventilación aislado hacia el invernadero, puede obtener una corriente de entrada constante con una temperatura de 20-25 ° C.

La única condición es la ausencia en el aire de humedad excesiva e impurezas características de cocinas y baños.

La salida de aire del invernadero se puede organizar de dos maneras:

• La salida de escape local a la calle en forma de tubo sin ventilador. Debe ser una pequeña sección transversal para crear un alto caudal. En este caso, a una temperatura negativa de la calle, la zona de condensación se ubicará a cierta distancia del tubo, lo que evitará la formación de hielo.
• Regrese el flujo usando un conducto adicional y su conexión obligatoria a la campana de la casa común. De lo contrario, los olores del invernadero se extenderán por toda la casa.

Este método es el más económico en términos de costos de instalación únicos y costos recurrentes de combustible. La única pregunta es si el volumen de escape es suficiente para mantener la temperatura requerida. Compruébalo mejor experimentalmente.

Si a veces, durante períodos de frío extremo, la temperatura del aire en el invernadero cae por debajo del valor permitido, puede instalar un pequeño calentador de aire en el conducto o instalar un dispositivo eléctrico adicional en el objeto.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Estufa casera con una larga chimenea para calentar el invernadero:

Varias opciones para estufas de leña en un invernadero real:

Quemadores de gas como fuente de calor. Diseño de tubería en invernadero:

No existe una opción universal para calentar un invernadero. La elección a favor de uno de los métodos o su combinación debe hacerse teniendo en cuenta su confiabilidad, bajo costo de instalación y uso de equipos, precios de energía y duración de la batería.

La mayoría de los proyectos se pueden implementar por su cuenta, lo que reducirá su costo y brindará una oportunidad para una mayor modernización independiente.

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