In dit artikel zullen we het hebben over misschien wel de meest optimale manier om kassen en kassen te verwarmen – een geothermisch verwarmingssysteem. U leert over de principes van de werking en voordelen, en krijgt ook gedetailleerde instructies om dit systeem zelfstandig op uw locatie op te zetten.
Het apparaat van kassen en kassen bevat veel nuances die qua belang niet onderdoen voor elkaar. De efficiënte werking van een kasverwarmingssysteem is veel belangrijker dan verlichting of ventilatie. Moderne ontwikkelingen in de technische communicatie-industrie bieden een originele oplossing voor de implementatie van kasverwarming op basis van de natuurwetten en energie uit hernieuwbare bronnen.
Geothermische verwarming is de voor de hand liggende keuze voor een rationele eigenaar
De belangrijkste taak van het verwarmingssysteem is om het vereiste temperatuurniveau in de zone van groeiende en rijpende gewassen te handhaven. In het winterseizoen, wanneer de buitentemperatuur onder de toelaatbare temperatuur is, is het broeikaseffect niet voldoende en moet daarom een extra warmtebron worden ingezet om voor een gunstig klimaat te zorgen. Uiteraard moet het verwarmingssysteem niet alleen zeer efficiënt zijn, maar ook zo zuinig mogelijk..
Voordelen van geothermische convectie
Innovatieve methoden voor alternatieve energievoorziening worden vaak met scepsis bekeken, in de overtuiging dat gratis methoden om energie te verkrijgen niet kunnen bestaan. Convectie-geothermische verwarmingssystemen kunnen veilig worden toegevoegd aan een aantal uitzonderingen op deze regel. Ondanks de tastbare complexiteit in implementatie, die hieronder zal worden besproken, hebben dergelijke systemen veel voordelen die alle nadelen ruimschoots compenseren:
- Volledige autonomie. Het systeem is niet afhankelijk van de levering van energie.
- Convectieverwarmingssystemen brengen tijdens het gebruik geen kosten met zich mee
- Geen onderhoud, goedkeuring, periodieke reparatie nodig.
- Levensduur – vanaf 50 jaar met de juiste opstelling.
- Het hele jaar door het gewenste klimaat behouden.
- Creëren van een mild en evenwichtig microklimaat met automatische vochtigheidsregeling en uniforme ventilatie.
- Het systeem is een extra bron van kooldioxide.
Operatie principe
Om in de toekomst met een minimale tijdsinvestering een technisch competente installatie uit te voeren, dient u de basisprincipes te kennen waarmee het geothermische convectiesysteem werkt. Het komt erop neer dat diep begraven bodemlagen een constante temperatuur hebben van 5–7 ° С in de winter en 10–12 ° С in de zomer. Dit is voldoende om de basistemperatuur te garanderen, die vele malen kan worden verhoogd door zonnestraling tijdens de werking van het broeikaseffect in de winter..
In de zomer beschermt het systeem planten tegen hoge temperaturen door het binnenklimaat te stabiliseren met gekoelde lucht. Zo wordt de temperatuur het hele jaar door tussen de 23 en 27 ° С gehouden, wat voldoende is voor het verbouwen van groenten die op gemiddelde breedtegraden voorkomen. Het is belangrijk op te merken dat door luchtuitwisseling de grond de rol van warmteaccumulator speelt: hij warmt overdag op en geeft ’s nachts gelijkmatig warmte af..
Het is bekend dat Groenland met behulp van dergelijke kassen, perfect functionerend in de omstandigheden van eeuwige gletsjers, zijn bevolking volledig van exotisch fruit voorziet. Het is duidelijk dat in zo’n ruw klimaat extra verwarming nodig is, maar de kosten om dit te voorzien zijn te verwaarlozen.
Installatiekosten
Zoals reeds vermeld, gaat het proces van het construeren van geothermische convectiesystemen gepaard met bepaalde moeilijkheden. Allereerst met de plaatsing van de belangrijkste functionele elementen diep onder de grond. De constructie van dit soort constructies gaat gepaard met grootschalige uitgravingen en de installatie van ondergrondse verbindingen, wat een zekere investering van tijd, moeite en geld vereist. Maar de efficiëntie en economie van deze verwarmingsmethode voor kassen zijn van onschatbare waarde en daarom zijn ze alle moeite waard. Bovendien zullen de kosten van bouwmaterialen laag zijn in verhouding tot de middelen die worden geïnvesteerd in de organisatie van gas- of elektrische verwarming..
Voorbereiding voor de bouw
Het is niet mogelijk om een reeds gebouwde kas uit te rusten met aardwarmte. In elk geval zal de effectiviteit van een dergelijke verbetering veel lager zijn dan wanneer de constructie van een dergelijk systeem in de ontwerpfase was geïmpliceerd..
We bepalen een geschikte locatie
GTK-systemen worden in de regel toegepast in vrij grote kassen en kassen die gericht zijn op de jaarrond teelt van groenten of bloemen. Het gebruik ervan is aan te raden wanneer de oppervlakte van de kas 50 m2 is. m, en met een toename van de bruikbare ruimte, werken deze systemen nog efficiënter. Daarom is het in eerste instantie de moeite waard om te beslissen over de grootte van de geprojecteerde structuur.
Voor de constructie van het verwarmingssysteem is een site vereist, met afmetingen die iets groter zijn dan de afmetingen van de voorgestelde constructie, waarop geen bomen en gebouwen staan: tijdens het bouwproces verandert deze site in een diepe funderingskuil. De oppervlakte van dit plan moet minstens een derde groter zijn dan het geplande gebied van de kas, rekening houdend met deze afhankelijkheid in lineaire dimensies. Dat wil zeggen, als een kas is ontworpen met een breedte van 6 m en een lengte van 12 m, moeten de afmetingen van het perceel 8×16 m zijn. Met totale afmetingen van meer dan 14 m moet het oppervlak van de put met niet meer dan 3,5 m worden vergroot: met een breedte en lengte van de kas 16×20 m dienovereenkomstig moet de put een afmeting hebben van 19,5×23,5 m.
De technische basis die nodig is voor de uitvoering van het project. Voorbereiding op het werk
Allereerst moet ervoor worden gezorgd dat de bewerkte grond in de directe omgeving van de te bouwen kas kan worden geplaatst. Als het bovendien onpraktisch is om de grond handmatig uit te graven, moet u de mogelijkheid van toegang voor graafmachinemateriaal organiseren. De belangrijkste verbruiksartikelen die bij de constructie van het GTK-verwarmingssysteem worden gebruikt, zijn rivierzand, fijn steenslag, puinstenen, afvoerbuizen met een diameter van 110 mm en knoopverbindingen daarvoor, evenals geschuimde polystyreenplaten. Materiaalkosten kunnen sterk variëren, afhankelijk van de verwachte dichtheid van het systeem, maar het is de moeite waard om te beginnen met $ 120-140 per vierkante meter voltooide kas. Het is vermeldenswaard dat hoe warmer het klimaat in de regio waar de kas is gebouwd, hoe lager de dichtheid van ondergrondse voorzieningen zou moeten zijn..
Berekening van functionele indicatoren
De belangrijkste technische parameter die de werking van het verwarmingssysteem kenmerkt, is de hoeveelheid calorieën aan thermische energie die aan een bepaald gesloten volume wordt geleverd. Gedetailleerde berekeningen en berekeningen voor geothermische verwarming van kassen zijn alleen beschikbaar voor projecten op basis van de werking van warmtepompen. Vanwege het ontbreken van regelgevende kaders voor geothermische convectiesystemen, blijft het tevreden met alleen de normen bepaald door SNiP 23-01-99 en SNiP 2.04.05-91. In deze documenten hebben we het over het ontwerp en de implementatie van klimaatsystemen voor algemene doeleinden, in ons geval komt het systeem van basisverhoudingen te hulp, bewezen door praktische ervaring.
Om een effectieve werking van het systeem te garanderen, moet de volgende regel worden gevolgd: de dichtheid van de plaatsing van luchtkanalen onder de grond moet minimaal 2,7 m per vierkante meter van het bruikbare oppervlak van de kas zijn. Een afname van deze indicator zal de werking van het systeem minder efficiënt maken, en een dichtere plaatsing van ondergrondse nutsvoorzieningen zal een voordeel opleveren in een stabieler klimaat met een kleinere amplitude van temperatuurschommelingen..
Praktische uitvoering. Montage
Het bouwen van een dergelijk verwarmingssysteem kan twee weken tot een maand duren, afhankelijk van de mate van deelname en de grootte van de te bouwen faciliteit. Als het problematisch is om alleen graafwerkzaamheden uit te voeren, zal de onafhankelijke aanleg van een communicatienetwerk geen problemen opleveren.
Pit en de voorbereiding ervan
De put moet een diepte hebben die evenredig is met het niveau van bevriezing van de grond in de winter. Het systeem werkt gegarandeerd op een diepte van 3–3,2 m, maar dit cijfer kan veel lager zijn als het gaat om zuidelijke regio’s die worden beïnvloed door continentale luchtstromen. De vruchtbare bodemlaag wordt verwijderd tot een diepte van 25–30 cm en blijft behouden, terwijl daarmee afgewisselde klei en grond gedeeltelijk kunnen worden verwijderd. De put moet een rechthoekige of trapeziumvorm hebben; het is niet nodig om de muren te bevestigen. De puthellingen op een diepte van meer dan 0,7 m zijn geïsoleerd met geëxpandeerde polystyreenplaten. De bodem van de put wordt eerst bedekt met een laag fijne steenslag van 10-15 cm, en dan – met zand tot 30 cm en licht verdicht. Met behulp van uitgerekte draden worden de interne contouren van de wanden van de toekomstige kas en de lengteas gemarkeerd.
1 – vruchtbare grond; 2 – klei; 3 – zand (250-300 mm); 4 – steenslag of grind; 5 – PPS-platen
Kanaal leggen en opvullen
Riool PVC-buizen met een diameter van 110 mm worden op het voorbereide bed bevestigd met koudgewalste draad van 6 mm dik. Het leggen gebeurt langs een vooraf bepaalde contour van de baan, die zorgt voor de nodige dichtheid van het ondergrondse luchtkanaal. Het is het beste om een ”slang” -pijplegging te gebruiken, waarbij de pijpleiding wordt opgesplitst in secties van maximaal 1,5 à 2 m. De buizen moeten worden gelegd op een afstand van 30 à 50 cm van de putmuren. Elke sectie van het kanaal moet in het midden een T-verbinding hebben met drie sockets, waarvan de centrale aftakking strikt langs de lengteas van de geplande constructie naar de oppervlakte wordt gebracht met een mogelijke afwijking van maximaal 0,5 m naar het westen.
1 – T-stuk D 110 mm met drie stopcontacten; 2 – dubbelzijdige 90 ° bocht; 3 – zijtak; 4 – centrale tak
De zijtakken van elk segment worden ook naar de oppervlakte gebracht, maar op een afstand van 20-25 cm van de wanden van de toekomstige kas en samen met de centrale takken worden ze stevig gedempt met polyethyleen membranen of plastic pluggen. Het is beter om verticale delen van het kanaal met poeder aan de basis te bevestigen. Wanneer het kanalensysteem volledig is gemonteerd, wordt de put opgevuld tot de bovengrens van de warmte-isolerende laag, dat wil zeggen tot 0,7 m vanaf het grondoppervlak. In dit geval is het noodzakelijk om de strikt verticale positie van de takken die het oppervlak bereiken te regelen.
De laatste fase van het werk
Nadat de put tot het vereiste niveau is gevuld, is de locatie buiten de omtrek van de kas bedekt met geëxpandeerd polystyreen en bedekt met zwarte aarde tot op het maaiveld. In de toekomstige kas moet een put van 90 cm diep worden gevormd en de wanden moeten worden beveiligd met paneelbekisting en van buitenaf worden geïsoleerd met PPS-platen. De verdieping onder de kas is gevuld met de hoeveelheid chernozem die nodig is voor het verbouwen van gewassen, zodat het oppervlak van de aarde 35-40 cm onder het vlak van het aangrenzende landperceel ligt. Na de bouw van de kas is het noodzakelijk om de centrale takken van het kanaal te verlengen zodat de uiteinden van de buizen zich op een afstand van 30-35 cm van het dakniveau bevinden. Zijtakken blijven op hetzelfde niveau of kunnen tot 10-15 cm vanaf de grond worden geknipt.
Geforceerde convectie
Een conventionele ventilatieschimmel kan worden gebruikt als afsluiting van de uitlaten die naar de oppervlakte komen: het systeem werkt in de meeste gevallen goed zonder geforceerde luchtuitwisseling. Als u de prestaties wilt verhogen en sterke temperatuurschommelingen wilt vermijden, kunt u zelfgemaakte afzuigventilatoren en filterunits gebruiken. Het apparaat voor geforceerde luchtuitwisseling omvat de functie van grove luchtfiltratie en kan onafhankelijk worden gemaakt met behulp van een eenvoudig en effectief schema..
1 – ventilator; 2 – maas; 3 – kit
Als basis van een dergelijk apparaat wordt een behuizing gebruikt – een verbindings- of uitzettingsvoeg voor rioolbuizen. Een elektrische afzuigventilator wordt in het midden van de behuizing gestoken (let op de richting van de gegenereerde stroom) en vastgezet met siliconenkit met zorgvuldige afdichting van de openingen. Elektrische ventilatoren die worden gebruikt in geforceerde ventilatiesystemen zijn duur, en daarom zijn ofwel apparaten die verwijderd zijn van goedkope ventilatieroosters of kofferkoelers voor kantoorapparatuur, redelijk geschikt. De laatste, het is vermeldenswaard, hebben een voedingsspanning van 12 V en moeten constant aan werken, terwijl andere ventilatoren kunnen worden geschakeld met een dagelijks of periodiek tijdrelais: een korte schakelklok van 15 minuten per uur is voldoende. Het afgewerkte apparaat wordt op de zijtakken geïnstalleerd en bovenop gesloten met een ventilatieschimmel.
Luchtfiltratie en eliminatie van condensatie
Filters zijn niet per se nodig. Het is voldoende om twee lagen klamboe met een maaswijdte van 0,2–0,4 mm te gebruiken om te voorkomen dat insecten (vlinders, mieren, spinnen) het systeem binnendringen. Het is beter om het net op een zelfgemaakte hoepel te trekken en het in een hoesje met een waaier te lijmen.
Door het temperatuurverschil tussen de lucht en de grond kan zich een grote hoeveelheid condensaat in de leiding verzamelen. Om dit te voorkomen kunt u voor het leggen van de buizen gaten boren met een diameter van 5 mm in een hoeveelheid van 10-15 stuks per strekkende meter buis. Uiteraard moet de buis tijdens het leggen worden gericht met de gaten recht naar beneden. Als een dergelijke verbetering wordt doorgevoerd, gaat het water uit het kanaal in de losse laag van het bed en kan de luchtvochtigheid in de kas gelijkmatig worden gereguleerd door een kleine hoeveelheid water (3-5 liter) toe te voegen aan elk segment van het kanaal.
Een kasverwarmingssysteem op basis van geothermische luchtconvectie is de meest economische manier om een stabiel en warm klimaat te creëren dat gunstig is voor de teelt en rijping van gewassen. Het vereist geen onderhoud, behalve het periodiek reinigen van muggenfilters, en beveelt zichzelf aan als een volledig autonome klimaatbeheersingsapparatuur.
Ik ben geïnteresseerd in geothermische verwarming van de kas als doe-het-zelfproject. Kunnen jullie meer informatie geven over de stappen en benodigdheden om dit te realiseren? Zijn er technische vaardigheden vereist? En wat zijn de mogelijke kosten en besparingen op lange termijn?