Теплица энергоэффективная: Необычные теплицы с высокой энергоэффективностью

Необычные теплицы с высокой энергоэффективностью

Что такое теплица, знают все. Такие сооружения используются практически повсеместно: и на севере, где нужно уложиться вырастить урожай в максимально краткие сроки, и на юге, где благодаря именно теплицам можно выращивать растения почти круглый год. Но так хорошо знакомые нам обычные теплицы имеют ряд недостатков.

Во-первых, весной, зимой и осенью они плохо поглощают солнечный свет: в утренние и вечерние часы солнце стоит низко, и используется только 25-30% всей энергии. Во-вторых, через свое покрытие теплица теряет много теплоты, и в результате получаются большие скачки между дневной и ночной температурой, а это вредит растениям. И, в-третьих, традиционная система вентиляции теплиц через двери или окна оказывает негативное влияние, так как на улицу выходит влага, углекислый газ и азот, которые так необходимы растениям, поэтому приходиться больше их поливать и удобрять.

Но со всеми этим недостатками могут справиться некоторые необычные теплицы.

Вегетарий Иванова

Эта конструкция позволяет решить все проблемы, которые сопровождают обычные теплицы. Обязательное условие – это расположение на склоне 15-20 градусов. При этом три стены и плоскую крышу изготавливают из поликарбоната, а одна стена должна быть капитальной и оклеивается зеркальной поверхностью для отражения лучей. Такая постройка увеличивает проникновение солнечных лучей, причем чем ниже солнце, тем эффективнее идет поглощение энергии.

Довольно интересная и система воздухо- и теплообмена в теплице. Так, благодаря наличию системы труб под теплицей, вентилятору и паре заслонок, днем даже в зимнее время температура воздуха может достигать 33 градусов, и по трубам он закачивается в землю, прогревая ее до оптимальных показателей, а уже ночью почва как аккумулятор тепла нагревает воздух. При этом даже зимой можно обойтись и без обогревателя, но для самых холодных дней все же иногда может использоваться обычный калорифер.

Система теплообмена точно так же работает и в летнее время, только тут уже передается прохлада, в итоге почва и растения не перегреваются. Такой принцип хорош еще и тем, что при этом сохраняется влага и углекислый газ. В процессе почва увлажняется еще и конденсатом, полученным при охлаждении воздуха. Такую систему можно назвать идеальной, она позволяет сохранить в 60-80 раз больше энергии, чем обычная, а если температура выше -10 градусов, то можно вообще обойтись без обогревателя.

Траншейные теплицы Владимира Антропова

По самому названию легко догадаться, что будем иметь дело с чем-то немного вдавленным в землю. Так, эти теплицы обустраивают на глубине 1,5 м и более – в зависимости от того, на каком уровне залегают грунтовые воды. Стены выкладывают кирпичом, да и сами грядки формируют на достаточной высоте и также из кирпича. Все это делается для того, чтобы в дневное время накапливалось тепло, а ночью – отдавалось растениям.

Верх теплицы вполне стандартный – это пластиковые трубы, согнутые в дугу, и покрытые сверху полиэтиленовой пленкой. А в роли форточек тут выступают двери, которые расположены по бокам теплицы фактически под самой ее крышей. При этом холодный воздух плавно протекает вниз и не оказывает негативного влияния на растения, так как они располагаются под коньком теплицы, где скапливается теплый воздух.

Особенности конструкции тут позволяют минимизировать потери тепла, а полученное – сохранить на более длительный срок, ведь кирпичные стенки и грядки очень быстро нагреваются и активно аккумулируют тепло. Прогреванию способствует и то, что зимой глубокие шары грунта и так способны отдавать тепло, а благодаря тому, что площадь надземной части невелика, снижается и влияние ветров, которые не в состоянии «выдуть» тепло. В итоге получаем отличный результат: зимой в теплице такого типа теплее аж на 12 градусов, чем в обычной. Заметьте, что про отопление речь вообще не шла – оно тут не требуется, но если какие-то ночи будут особенно холодными, то грядки можно укрыть нетканым материалом.

К тому же, перепады температур в такой теплице не будут влиять на урожай, так как конструкционные особенности позволяют долго теплу не выходить, что создает оптимальные условия зимой, а вот летом воздух практически не перегревается.

Экотеплица

В основу экотеплицы положен принцип взаимодействия всех организмов в экосистеме, именно тогда она и будет находиться в состоянии гармонии. Сама конструкция заключается в следующем: теплица вытянута с востока на запад, ее северная стенка покрывается белым пластиком для отражения лучей, крыша делается плоской, немного наклоненной к югу и максимально герметичной, а стенки исполняются из стекловолокна. Вообще герметичности тут уделяется максимальное внимание. Основная фишка состоит в том, что по бокам от теплицы расположены зоны для разведения животных, например, кроликов и курей. От зверинцев в теплицу проходят трубы с отверстиями, через которые в помещение поступают в небольших количествах азот, углекислый газ, а также влага и тепло. В результате растения получают недостающие для них элементы, а у животных очищается воздух.

Состав грунта также имеет некоторые особенности: в него входит дерновая земля, песок и компост, который готовиться из помета животных. Также организовывается правильное капельное орошение, а все остатки от растений идут на корм животным. Цикл замыкается. При этом делается акцент, что животные – это отличный источник тепла, ведь, например, кролик, может за один год дать столько же энергии, сколько получается от сжигания 10 л нефти.

Еще одним носителем тепла выступает вода – в теплицах предусмотрены несколько больших резервуаров, а их содержимое нагревается с помощью солнечной энергии. Так, под самой крышей располагается вентилятор, который питается от солнечных батарей, и когда на улице тепло он включается и нагревает емкости с водой, которые днем отгораживают от растений. Ночью же так называемые радиаторы отдают накопленное тепло.

Емкости с водой также помогают сбалансировать температуру и в дни летней жары. Вообще вентиляция в такой теплице используется редко, так как конструкция позволяет горячему воздуху быстро покидать пределы помещения.

Солнечные теплицы

Конструкция этой теплицы очень похожа на вегетарий Иванова: тут также есть одна капитальная стена с отражающим покрытие, а остальные стены изготавливают из поликарбоната или используют двойное остекление. Интерес тут вызывает довольно своеобразный аккумулятор тепла: так, посередине теплицы вырывают яму, размеры которой зависят от габаритов помещения, ее наполняют гранитом или битым кирпичом. В яме также необходимо предусмотреть кирпичные каналы, которые будут выходить наружу с помощью пластиковых труб, в которую монтируют вентилятор. В результате нагретый воздух ночью выдувается в помещение теплицы.

Таким образом, видно, что при достаточно несложных конструкциях можно получить значительную экономию энергии, что скажется на себестоимости продукции. Как результат, можно открыть свой достаточно доходный бизнес.

теплицы: о повышении энергоэффективности — #energyefficiency

Как известно, теплицы (т.е. отапливаемые парники) в нашей стране распространены чрезвычайно широко и успешно используются как коммерческими агропредприятими, так и частными лицами для выращивания различных агрокультур и рассады растений.

С технической точки зрения теплица — это защитное сооружение со стеклянной крышей, внутри которого исходящее от солнца или труб системы отопления инфракрасное излучение подогревает растения и почву.

Однако было бы ошибочным считать, теплица — это просто «коробка» с прозрачными стенами и крышей, в которой можно выращивать помидоры или баклажаны.

Современная теплица (даже небольших размеров) представляет собой сложный технологический комплекс, включающий специальное оборудование для подогрева почвы, орошения, вентиляции, кондиционирования воздуха, освещения пр. Управление таким оборудованием может осуществляться, в том числе и с помощью компьютеров и даже обычных мобильных устройств.

Качественный подогрев, грамотно подобранные изоляционные материалы и эффективная система управления способствуют не только оптимизации ухода за растениями и повышению урожайности, но также позволяют существенным образом повысить энергоэффективность теплицы, т.е. снизить затраты на ее содержание и в конечном итоге снизить себестоимость продукции.

В целом же уровень энергоэффективности любой теплицы напрямую зависит от свойств материалов, из которых она построена, и характеристик дополнительного оборудования, которое в ней применяется.

К примеру:

  • материал для теплицы

В настоящее время большинство теплиц сооружаются из сотового поликарбоната — синтетического материала, наилучшим образом подходящего для этих целей. Поликарбонат рассчитан на очень продолжительный срок эксплуатации, устойчив к сезонным температурным перепадам и механическим воздействиям, герметичен, не пропускает губительные для растений ультрафиолетовые лучи, но зато хорошо пропускает солнечный свет и удерживает тепло. Более подробно о свойствах поликарбоната и особенностях его применения здесь — https://globalist.org.ua/shorts/115913.html.

  • обогреватели для теплицы

В холодное время года необходимая для роста теплолюбивых растений температура в теплице поддерживается за счет нагревателей. Однако в целях экономии на этапе проращивания семян и даже черенков рекомендуется использовать подходящие по размеру пропагаторы, которые можно размещать в отапливаемых помещениях, как хозяйственных, так и жилых.

В частных теплицах маленького размера, в которых в весенний период выращиваются, скажем, сотня-две кустов рассады, поддерживать температуру можно за счет размещения внутри теплицы обычных свечей, предварительно нагретых кирпичей и/или емкостей с горячей водой. Данный метод нельзя считать оптимальным, однако он является дешевым и простым, и, собственно, именно потому остается достаточно популярным. Впрочем, в настоящее время в небольших частных теплицах гораздо чаще применяются электрические (что не всегда безопасно), либо переносные пропан-бутановые и парафиновые обогреватели.

Энергоэффективный же обогрев в больших теплицах осуществляются с применением современных автоматических и неавтоматических газовых нагревателей, специально разработанных для продолжительной и безопасной работы в условиях теплицы. С учетом стоимости энергоносителя данный способ на сегодня является наиболее экономичным с точки зрения общих затрат на подогрев. Воздух, прогретый за пределами теплицы, по специальным трубам подается в ее внутренние помещения, равномерно их нагревая. Кроме того такие системы не только генерируют необходимой тепло, но также несколько повышают уровень содержания диоксида углерода в теплице, что тоже благотворно сказывается на темпах роста и развития растений.

  • тепловентиляторы для теплицы

Современные электрические тепловые вентиляторы, не смотря на их довольно низкий КПД и часто негативное влияние на микроклимат, по-прежнему широко используются в системах отопления теплиц. И тому есть свои причины.

Во-первых, тепловентиляторы как нельзя лучше подходят для быстрого повышения температуры в помещениях в случае крайней на то необходимости, а также для ускоренной их вентиляции и удаления (в т.ч. автоматического) избыточной влажности.

Во-вторых, они чаще всего работают как один из элементов общей системы обогрева, принудительно перемешивая теплый воздух, которых скапливается в верхней части помещения, с более холодным который опускается вниз — в зону, где как правило размещаются растения. Таким образом, такие устройства способствуют выравниванию температур и снижению затрат на обогрев. Вариант с воздуховодом позволяет использовать один средней мощности тепловентилятор для эффективного обдува значительной площади теплицы.

  • технологии «консервации» тепла

Уменьшить уровень энергозатрат теплицы можно также путем так называемой «консервации» и утилизации солнечной энергии. Дело в том, что порядка 80% дополнительного тепла выращиваемым в теплице растениям требуется в более холодные ночные часы. Плюс многие растения растут тоже ночью, потому снижение температуры неизбежно сказывается на урожайности таких культур.

В этой связи сегодня многие тепличные хозяйства переходят на использование экспериментальных систем теплоизоляции на основе полистирольных шариков, которые, благодаря уникальным свойствам этого искусственного материала, на 80-90% уменьшают теплопотери теплицы в ночное время.

Энергоэффективная теплица | В Родовом поместье

Энергоэффективная теплица

В этой статье я предлагаю вашему вниманию рассказ о не отапливаемой, но необычайно энергоэффективной теплице, разработанной Ольгой Щеглинской – известным в Белоруссии специалистом по органической сельскохозяйственной продукции.

По сути энергоэффективной можно сделать теплицу практически любой конструкции, слегка её модернизировав. В чём именно будет заключаться модернизация, мы сейчас и рассмотрим. Для примера возьмём теплицу шириной 3,5 метра с размещёнными внутри тремя грядами – центральной и двумя боковыми (теплица эта была немного расширена специально, с целью добиться максимальной отдачи от неё).

Так в чём же заключается «модернизация» этой теплицы? Ответ кажется столь же простым, сколь и неожиданным – нужно углубить междугрядья! Но давайте подробнее…

Энергоэффективная теплица

На рисунке можно видеть, что боковые грядки имеют ширину 65 сантиметров, а их поверхность является «нулевым» уровнем (то есть уровнем поверхности земли).

Ширина же центральной гряды сделана почти в два раза больше – 120 сантиметров: сделано это потому, что к ней доступ имеется с двух сторон. Кстати, обратите внимание, что и высота её сделана больше, чем у боковых – общая высота центральной грядки составляет 60 сантиметров. Междугрядья же, напротив, углублены на 40 сантиметров, при ширине 50 сантиметров.

«О-О1» – перемычка жёсткости, связанная с рёбрами теплицы. Перемычка эта нужна для предупреждения возможной деформации центральной грядки. И, в качестве дополнительного бонуса, её можно использовать для подвязки растений.

Во все гряды нужно добавить органики + немного суглинка, а для того, чтобы они лучше удерживали влагу, обязательно придётся мульчировать.

Энергоэффективная теплица

Теплица эта – арочного типа (чтобы получать максимум солнечного света, независимо от положения солнца над горизонтом), ориентированная по своей длинной оси с Юга на Север.

Энергоэффективная теплица

Теперь давайте рассмотрим систему полива: все, я думаю, помнят из школьного курса физики принцип сообщающихся сосудов? Кстати, именно на этом принципе и основаны водонапорные башни… но я отвлёкся…

Система полива этой теплицы включает в себя ёмкости с водой, установленные на небольшом возвышении – высоту их установки нужно оценивать по уровню поверхности центральной гряды, как самой высокой.

Такая «система» позволяет решить сразу две задачи – во-первых, она выполняет собственно полив растений тёплой водой и, во-вторых, за счёт высокой теплоёмкости воды и способности её накапливать тепло днём и отдавать его ночью, она существенно сглаживает суточные перепады температуры.

Для ещё большего увеличения этого эффекта по всей площади нужно разложить наполненные водой пластиковые бутылки (лучше всего использовать те, что изготовлены из тёмного пластика, например, из-под пива или кваса) и расставить их по всему периметру теплицы. Но вернёмся к поливу…

От больших ёмкостей по всем грядам разложены (в земле) самые обычные поливочные шланги, издырявленные по всей своей длине (отверстия можно проплавить) – подробнее об этом можно почитать в книге Николая Курдюмова «Умный огород в деталях».

Энергоэффективная теплица

Распространённые ныне почти повсеместно теплицы из поликарбоната арочного типа обладают одним весьма серьёзным недостатком – практически полным отсутствием вентиляции. Для того, чтобы справиться и с этим недостатком (всё, что здесь говорится, касается в первую очередь именно такой арочной теплицы) придётся сделать несколько доработок и в этой сфере. Для этого, прежде всего, потребуется отойти от устойчивого стереотипа – установки теплицы строго горизонтально и поставить её с небольшим наклоном по длинной оси: на 5-10° (смотри рисунок).

Энергоэффективная теплица

В результате такого простого способа нагретый воздух не будет застаиваться под куполом крыши, а станет смещаться к вентиляционному отверстию (форточке). Но можно (и нужно) усилить это действие устройством системы вентиляции: на торцах теплицы устраиваются вентиляционные отверстия – входное «Вх» (в нижней части двери) и выходное «Вых» (в верхней части задней стены). В выходное отверстие нужно вставить металлическую трубу, окрашенную матовой краской в чёрный цвет

Энергоэффективная теплица

Сразу хочу отметить, что статья написана по материалам сайта «Агракультура» . Тем, кто хочет более подробно и внимательно ознакомиться с работой и устройством этой теплицы, а так же с теоретическим обоснованием этой конструкции, настоятельно рекомендую это сделать.

На этом всё.

Пожалуйста, ставьте «палец вверх», оставляйте комментарии, делитесь с друзьями, подписывайтесь на канал — так вы всегда будете в курсе выхода новых статей и новых тем!

До встречи на канале!

Дома-теплицы: исследование энергоэффективной архитектуры | DWGFORMAT

Швеция

В 1970-х шведский архитектор Бенгт Уорн (Bengt Warne) предложил и сам же апробировал идею строить экономичные деревянные здания внутри стеклянной теплицы. Первый такой дом был построен в 1974-1976 годах в пригороде Стокгольма. Уже в те времена в здании использовались вполне современные для сегодняшнего дня «зеленые» технологии, такие как сбор и использование дождевых вод, компостирование кухонных и садовых отходов, обогащение воздуха кислородом с помощью растений.

Концепция Бенгта Уорна, 1970е

Для здания требовался лишь минимальный обогрев в холодные периоды года, для этого использовалась высокоэффективная печь. Под стеклянным колпаком даже зимой удавалось вырастить овощи, а в более теплое время года можно было собирать целый ряд средиземноморских фруктов. До 1981 года этот дом, получивший название Nature House, служил исследовательским центром архитектора, но затем был продан и продолжает эксплуатироваться до сих пор.

Здание, в котором жил и проводил исследования Бенгт Уорн

После смерти Бенгта Уорна тема домов-теплиц некоторое время пребывала в забвении, однако затем гёттенбургское архитектурное бюро Tailor Made Arkitekter продолжило его исследования, основав консультативную группу Greenhouse Living и занявшись разработкой концепций устойчивых зданий с применением более современных инженерных систем.

Uppgrenna — проект гостиницы со спа-салоном Tailor Made Arkitekter

Один из проектов этой студии – Uppgrenna, включающий гостиницу и спа-салон, расположен на берегу озера Веттерн на юге Швеции.

Проект Uppgrenna Tailor Made Arkitekter (верхняя часть здания)

Обеденные залы и помещения для совещаний занимают мезонин под скатной стеклянной крышей в окружении сада, а комната для спа-процедур и спальни для гостей расположены в деревянной части, частично уходящей в травянистый склон.

Проект Uppgrenna Tailor Made Arkitekter (нижняя часть здания)

Еще один “Nature House” был построен в пригороде Стокгольма и с 2015 года в нем живет семья — Мари Гранмар и Чарльз Сакилотто. Для отопления здания также используется дровяная печь, однако сам период отопления длится шесть месяцев вместо обычных для Швеции девяти, и энергозатраты при этом значительно ниже, чем в обычных домах.

Nature Housе в пригороде Стокгольма, 2015 год

В этом случае сначала был куплен готовый дом, а потом вокруг него сооружена теплица с 4-мм остеклением. В теплое время года окна теплицы открываются и здание эксплуатируется в обычном режиме.

Nature Housе в пригороде Стокгольма, 2015 год

Норвегия

В 2011-2013 годах на острове Сандорноя в северной части Норвегии энтузиастами возведен купольный дом-теплица Naturhuset . Место отличается суровым климатом, шквальный ветер и холод — обычное явление для норвежского Заполярья. Особенность здания заключается в его защитной оболочке — стеклянном геодезическом куполе, под которым располагается не только сам дом, но и небольшой земельный участок с растениями.

Дом-теплица Naturhuset в Норвегии за Полярным кругом

Конструкция дома следующая. В основании устроен цокольный этаж из ячеистого бетона с монолитным железобетонным перекрытием. Над ним возведен геодезический купол — алюминиевый каркас со стеклянными панелями (360 штук) который накрывает площадь около 180 кв.м. Диаметр купола 15 м, высота 7,5 м. Стекло — одинарное, толщиной 6 мм. Геокупол возведен специализированной норвежской компанией Solardome.

Геодезический купол выполнен из алюминиевого каркаса со стеклянными панелями

Строительство самой коробки дома велось уже внутри купола, в «тепличных» условиях. Дом строился из соломы и глины силами семейной пары и их друзей. Дом представляет двухэтажную постройку с плоской крышей. В нем пять спален, просторная гостиная-столовая, два санузла, подсобные помещения.

Дом-теплица Naturhuset в Норвегии

За стенами дома — сад и огород. В условиях короткого северного лета здесь успевают созреть самые теплолюбивые овощи и фрукты — абрикосы, виноград, киви, сливы, помидоры, огурцы. Под куполом сельскохозяйственный сезон длится на пять месяцев дольше, чем снаружи. Зимой, однако, что-либо вырастить вообще невозможно — так как за полярным кругом, 3 месяца вообще нет солнца.

Дом-теплица Naturhuset — энергоэффективное решение для норвежского Заполярья

Россия

Эксперименты с купольными домами-теплицами проводят и в России, в Якутии. Проект здания-теплицы разработан Северо-Восточным федеральным университетом совместно с компанией Sinet Group и в нем задействован целый ряд современных энергосберегающих технологий. Главной особенностью проекта является геодезический купол с энергосберегающей прозрачной пленкой, полностью накрывающий здание. Диаметр купола составляет 20 м, высота – 10 м.

Российский проект дома-теплицы в Якутии

По результатам эксперимента будет составлено комплексное заключение о влиянии купола на климатические и геологические условия вечной мерзлоты, поведение строительных конструкций, характеристикам энергоэффективности и энергосбережения, а также вывод о медицинских и психологических особенностях проживания в таких условиях.

Диаметр купола составляет 20 м, высота – 10 м.

Если результаты эксперимента будут признаны положительными, проект зданий под куполом (в том числе и промышленных) получит дальнейшее развитие в зоне распространения криолитозоны.

Дом-теплица в Якутии в период строительства

Великобритания

Здание, возведенное в Саффолке (Великобритания) по проекту архитектурной студии dRMM — пример энергоэффективной кинетической архитектуры. Sliding House («Раздвижной дом») состоит из трех отдельных модулей – жилой части, пристройки и гаража между ними.

Sliding House по проекту dRMM в в Саффолке (Великобритания)

Особенность дома – скользящая конструкция из стен и крыши, которая накрывает стеклянный дом, внутренний дворик и пристройку, словно чехол. 20-тонная крыша стоит на железнодорожных рельсах на специальной платформе. Благодаря этому жилое пространство дома может показывать или прятать свою остекленную часть, а пространство между жилыми и не жилыми постройками — становиться открытым или закрытым двором.

Различные варианты динамической конструкции Sliding House

Поделиться в социальных сетях

Энергоэффективность теплиц из сотового поликарбоната —

Благоприятный микроклимат — отсутствие переохлаждений, оптимальная освещенность и влажностный режим — один из основных факторов нормального роста овощных культур и, следовательно, хорошего урожая. Однако грамотно подобранные материалы и климатическое оборудование способствуют повышению не только урожайности, но и энергоэффективности сооружения, позволяя снизить затраты на его содержание и, следовательно, себестоимость продукции.

Высокий уровень энергоэффективности промышленной, фермерской или дачной теплицы — прямое следствие использования инновационных материалов, к которым относится и сотовый поликарбонат. Тонкие панели с ячеистой структурой выступают в качестве своеобразного барьера за счет воздушной прослойки и минимизируют тепловые потери.

Для сравнения — лист сотового поликарбоната толщиной 6 мм имеет коэффициент теплопередачи почти в два раза меньше, чем закаленное силикатное стекло. Вкупе с разницей в стоимости, отличающейся на порядок в пользу поликарбонатных панелей, экономическая целесообразность их приобретения очевидна.

Кратное обоснование выгоды применения сотового поликарбоната

Взяв за исходные данные:

  • Среднегодовой тариф на отопление.
  • Стоимость силикатного стекла и панелей сотового поликарбоната толщиной 4 мм.
  • Коэффициенты теплопроводности материалов.
  • Укрываемую площадь конструкции.
  • Тепловые потери.

Можно вычислить, что среднегодовые затраты на отопление теплицы из сотового поликарбоната будут почти в два раза меньше, чем на сооружение с одинарным остеклением.

Используя для утепления нижней части конструкции современные теплоизоляционные материалы и технический обогрев за счет расположенной под грунтом по внутреннему периметру системы отопительных труб можно добиться круглогодичного функционирования теплицы. А, значит, ещё больше повысить её самоокупаемость.

Грамотный выбор системы обогрева, которая может быть печной, водяной, электрической или комбинированной, станет гарантией оптимального расхода энергии и низкой себестоимости продукции.

Говоря о теплицах из сотового поликарбоната нельзя не отметить особенности светопропускания материала. Задержка жесткого ультрафиолета позволяет не допустить его вредного влияния на растения. При этом пропускание лучей из другой зоны спектра способствует фотосинтезу и созданию «тепличного эффекта».

Результат выбора сотового поликарбоната для строительства теплиц любой площади вкупе с правильно организованным обогревом — комфортная температура для роста и развития растений в течение всего года и существенная экономия на отоплении.

Новое решение для энергоэффективного освещения теплиц – от студентов ЛЭТИ

В Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» разработали проект светодиодной фитолампы с цифровым управлением, которая позволит повысить эффективность выращивания сельскохозяйственных культур.

14.02.2020 1293

Новое решение для энергоэффективного освещения теплиц предложили студенты кафедры фотоники факультета электроники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Романович и Полина Димашова. Разрабатываемая ими фитолампа на основе светодиодов позволяет добиться оптимального спектрального состава облучения на разных этапах роста растений и малых энергозатрат при ее использовании.

«В регионах, где естественного освещения недостаточно для оптимизации роста растений, используются дополнительные источники света. Каждое растение требует определенного режима освещения в зависимости от его типа и стадии вегетации. Наша фитолампа может эффективно применяться для освещения фитоценоза в теплицах, обеспечивая возможность реализации практически идеального спектра излучения для каждого растения».

Студентка ФЭЛ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Мария Романович

На сегодняшний день на рынке существуют различные типы фитоламп не только на основе светодиодов, но и на основе натриевых и ртутных ламп. Однако все они имеют ряд недостатков: это высокое энергопотребление, высокое тепловыделение, неэффективный спектральный состав излучения, высокая стоимость, статический спектр излучения. Преимуществами разрабатываемой в ЛЭТИ фитолампы станут энергоэффективность, цифровое управление, низкое тепловыделение и возможность регулирования спектрального состава в зависимости от типа сельскохозяйственной культуры. Лампа будет содержать каталог программ освещения, составленный на основе полученных результатов исследований.

«Каталог программ освещения фитолампы создается согласно составу химических веществ растений, отвечающих за преобразование световой энергии в химическую. К таким веществам относятся хлорофилл А и В, которые могут присутствовать в различных количествах в зависимости от вида растения и условий выращивания. Процессу производства энергии могут также способствовать вспомогательные пигменты, такие как каротиноиды, фикоцианины и другие. Каждое растение имеет различное соотношение хлорофилла А, В, каротиноидов, что свидетельствует о том, что для определения наиболее эффективного спектрального состава излучения для конкретного растения необходимо опираться на это соотношение. Правильно подобранный спектральный состав может стимулировать оба хлорофилла, что увеличит урожай растений».

Студентка ФЭЛ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Полина Димашова

Выращивание растений в теплицах особенно актуально для средних и северных районов России. В таких условиях возникает недостаток света для растений. Светодиодная фитолампа позволит повысить скорость роста растений и их урожайность в условиях отсутствия естественного освещения. Применение агропромышленным комплексом инновационных фитоламп приведет к сокращению затрат на электроэнергию, что является актуальной проблемой в сельском хозяйстве, поскольку они определяют значительную часть ценообразования сельскохозяйственной продукции.

Сегодня основные исследовательские работы проводятся совместно с ООО «Естественные технологии» (Группа компаний ВитаЛиква).

«В связи с продолжительным производственным циклом, природными рисками и сложностью автоматизации биологических процессов, сфера сельского хозяйства является одной из самых привлекательных в части инновационного подхода и внедрения цифровых технологий. Перспективы роста производительности обширны. Мы приветствуем решения и инициативы экспертов научной сферы и готовы совместно внедрять современные агротехнологии на предприятиях».

Генеральный директор ООО «Естественные технологии» Андрей Гребенкин

Разработка студентов поддержана заведующим кафедрой, профессором Сергеем Анатольевичем Тарасовым. Сейчас студенты под руководством доцентов кафедры фотоники Ивана Анатольевича Ламкина и Дмитрия Николаевича Редьки разрабатывают макет фитолампы. В ближайшее время научная группа планирует привлечение к проекту тепличных хозяйств Ленинградской области с целью проведения исследований непосредственно в теплицах и демонстрации действия разработки заинтересованным крупным потребителям продукции фитоламп. При поддержке партнеров ООО «Естественные технологии» и Группы компаний ВитаЛиква планируется расширить географию проекта до промышленных комплексов Краснодарского края.

Проекты Марии Романович «Разработка энергоэффективного светодиодного фитоизлучателя с изменяемым спектром излучения» и Полины Димашовой «Разработка интеллектуального аппаратно-программного светодиодного комплекса «Lucerna» для решения задач агрофотоники» поддержаны грантом Фонда содействия инновациям как победитель конкурса «УМНИК-Цифровая Россия. Санкт-Петербург» в 2019 году. Разработка находится в русле нацпроекта «Наука» и соответствует приоритетам научно-технологического развития РФ в области перехода к высокопродуктивному и экологически чистому агрохозяйству.


В Узбекистане начнут строить энергоэффективные теплицы – Газета.uz

В Узбекистане стартовал проект «Апробация и адаптация энергоэффективных теплиц в Узбекистане». Он реализуется Торгово-промышленной палатой при поддержке проекта Программы развития ООН «Бизнес-форум Узбекистана» и Программы малых грантов Глобального экологического фонда, сообщила газета «Правда Востока».

Большинство теплиц, работающих в стране, сегодня обогревается за счет природного газа, иногда угля и дров. В рамках проекта будут построены так называемые пассивные солнечные теплицы, особенность которых в том, что они улавливают солнечное излучение в объеме, достаточном для процесса фотосинтеза. За счет передвижного теплоизоляционного «одеяла», которое закрывается в ночное время над арочной крышей, тепло, собиравшееся в дневное время, сохраняется.

Микроклимат в теплице соответствует условиям, необходимым для выращивания овощей. Такой эффект достигается за счет простых и давно известных, но эффективных технологий. Например, три стены такой теплицы строят из глины, за счет чего значительно уменьшается потеря тепла. При возведении теплицы также учитывается траектория движения солнца в зимнее и осеннее время, что позволяет добиться наибольшего использования его энергии.

В результате этих мер такой теплице практически не нужно отопление при температуре до нулевой отметки термометра за счет внешних источников — поэтому она и называется пассивной. Подобные теплицы на протяжении последних лет уже доказали свою эффективность в Китае, где на сегодняшний день их площадь составляет более 700 тысяч га, и даже в условиях холодного климата Канады.

Проект «Апробация и адаптация энергоэффективных теплиц в Узбекистане» предусматривает как меры по повышению осведомленности фермеров о новой технологии, так и непосредственно строительство опытных образцов во всех регионах. Планируется реализовать его в течение двух лет.

Отправной точкой для сотрудничества стала организация семинара для фермеров — будущих владельцев теплиц, для них же будет разработано руководство по их строительству и использованию. Руководство будет дополняться во время проекта исходя из его результатов и предложений фермеров, а после завершения распространено среди жителей сельских районов.

Хозяйства, где построят теплицы, определены на основе конкурсного отбора. На сегодняшний день начата работа по созданию теплиц в семи регионах республики. После завершения строительства будут подготовлены почва и необходимый посадочный материал.

В теплицах появятся вертикальные установки выращивания культур. Они дают возможность увеличения урожая некоторых культур до пяти раз, повышают эффективность использования удобрений и воды, а значит, рентабельность самой теплицы.

Помимо строителей и специалистов по энергоэффективности, в проекте будут участвовать агрономы. Они дадут участникам рекомендации по выращиванию культур в новых условиях. По их оценке, в таких конструкциях можно выращивать разнообразную продукцию, в том числе огурцы, болгарский перец, укроп и даже цветы.

По словам представителей проекта, энергоэффективные теплицы начнут работать уже в ближайшее время.

Энергоэффективная теплица — Теплицы, построенные из прочных конструкций

Чтобы построить энергоэффективную теплицу, необходимо учитывать структуру (материалы каркаса и способ его изготовления), остекление, стиль и расположение. Остекление теплицы (стекло, двойные стенки из пластика и т. Д.) Составляет большую часть площади, но это не единственный фактор, который следует учитывать при строительстве эффективной теплицы.


Конструкция теплицы влияет на потерю тепла. Древесина делает теплицу более энергоэффективной, потому что она в 1400 раз более энергоэффективна, чем алюминий.В холодном и сухом климате на внутреннем каркасе алюминиевой теплицы может образовываться лед. Обогрев такой конструкции стоит дорого.

Плохо сделанная теплица, части которой не плотно прилегают друг к другу, пропускают холодный воздух в отапливаемую теплицу. Энергоэффективная теплица достаточно герметична, чтобы поддерживать уровень тепла, но «дышит» ровно настолько, чтобы у растений было достаточно CO2 для роста. Иногда бывает трудно найти правильный баланс, особенно в холодном ветреном климате.

Поликарбонатный пластик с двойными стенками широко используется в качестве остекления в энергоэффективных теплицах для сохранения тепла.Обратной стороной является то, что они нечеткие, создавая ощущение замкнутости внутри и менее привлекательной снаружи теплицы. Для создания энергоэффективной теплицы мы рекомендуем нашим клиентам использовать в крыше материалы с двойными стенками и прозрачное стекло с внутренним слоем прозрачного акрила (наш тепловой вариант) в стенах.

Третий фактор в создании энергоэффективной теплицы — это дизайн. Правильный дизайн может повлиять на способность теплицы сохранять тепло. В холодном ветреном климате уместно построить теплицу в стиле ямы.Воздействие ветра уменьшается, а температура земли у пола выше. Кроме того, использование материалов с термальной массой (бетонное основание, бочки с водой и т. Д.) Может помочь поддерживать температуру, поглощая тепло зимнего солнца днем ​​и излучая тепло ночью.

Расположение теплицы также может повлиять на эффективность. Расположите теплицу там, где она лучше всего освещается солнцем и / или где она лучше защищена от ветра. Теплица с одной стороной и / или концом, прикрепленной к зданию, имеет меньшую подверженность воздействию.Высота базовой стены (мы предлагаем стандартные 9½, 18 и 32 дюйма, а также нестандартную высоту) также будет влиять на количество открываемого остекления. Стены с деревянным основанием можно утеплить, а бетонная, кирпичная или каменная стена с основанием может обеспечить теплоизоляцию. Создание энергоэффективной теплицы должно сочетаться с желаемой средой выращивания, архитектурным обликом и, конечно же, стоимостью конструкции. В Sturdi-built мы можем предложить наш многолетний опыт строительства теплиц, чтобы помочь вам принять наилучшее решение при создании вашей энергоэффективной теплицы.

Введение в парниковую эффективность и энергосбережение — Farm Energy


Содержание

Теплицы наиболее успешно выполняют свою работу, используя конструкции и расположение, обеспечивающие энергоэффективность и максимальное светопропускание. Теплицы должны оптимизировать рост сельскохозяйственных культур и потребление энергии, позволяя солнечному свету проникать внутрь в течение дня, сохраняя как можно больше тепла в холодную погоду и обеспечивая достаточную вентиляцию, чтобы избежать чрезмерной температуры и влажности в помещении.

По возможности следует использовать строительные материалы теплицы с наивысшими показателями теплоизоляции. Правильный материал остекления снижает потери энергии, сохраняя при этом естественный спектр света внутри, что способствует здоровому росту растений внутри. При обогреве теплиц одни виды топлива имеют более высокую теплотворную способность, чем другие, а некоторые отопительные агрегаты имеют более высокий КПД.

Эти темы и многие другие связанные ресурсы СМИ Farm Energy можно найти в архиве СМИ Farm Energy.

Эта теплица имеет двухслойное покрытие, вентиляторы с горизонтальным потоком воздуха, изоляцию по периметру, электронный контроллер окружающей среды и высокоэффективную печь, которые способствуют повышению энергоэффективности и энергосбережению. Фото: Vern Grubinger

A Контрольный список энергосбережения в теплице был разработан, чтобы помочь вам проанализировать работу теплицы и определить области, в которых можно снизить потребление энергии. Существует множество аспектов работы теплицы, которые следует учитывать, чтобы оптимизировать эффективность теплицы.Ресурсы от eXtension Farm Energy включают:

Стратегии и контрольные списки
  • Контрольный список сохранения парниковой энергии, Джон Барток, Univ. почетного сельскохозяйственного инженера Коннектикута. Краткое, но исчерпывающее описание шагов, которые производители могут предпринять для сокращения использования энергии парниковых газов.
Строительные и комплексные руководства по теплицам
  • Virtual Grower от USDA — это инструмент поддержки принятия решений для производителей теплиц. Используя это загруженное программное обеспечение, вы можете «виртуально» построить теплицу из различных материалов для крыш и боковых стен, спроектировать стиль теплицы, запланировать заданные значения температуры в течение года и спрогнозировать расходы на отопление для более чем 230 участков в США.С небольшими входными данными можно предсказать различные сценарии обогрева и расписания.
  • Тепличное строительство. Доступно в NRAES: Служба природных ресурсов, сельского хозяйства и инженерии за 30 долларов. Это 212-страничное печатное руководство, NRAES-33, содержит текущую информацию, необходимую для планирования, строительства и управления коммерческой теплицей. Описывает различные конструкции, методы обработки материалов, тепличную среду и энергосбережение. Включает таблицы преобразования, рабочие листы для выполнения расчетов, а также источники материалов для строительства теплиц и подрядчиков.(1994)
  • Солнечные теплицы Барбары Беллоуз, обновлено К. Адамом, специалистами по сельскому хозяйству NCAT. Публикация ATTRA № IP142, 2008 г. Обсуждение основных принципов проектирования солнечных теплиц и вариантов строительства. Книги, статьи и веб-сайты, а также компьютерное программное обеспечение, относящееся к проектированию солнечных теплиц, все представлены в списке ресурсов.
Высокие тоннели
  • hightunnels.org — проект, спонсируемый Министерством сельского хозяйства США, который тестирует и продвигает системы высоких туннелей на Центральных Великих равнинах.Для производителей и педагогов; универсальный источник информации по всем аспектам строительства и использования высотных туннелей.
  • Производство сельскохозяйственных культур в высоких туннелях
Геотермальное отопление

Практические примеры эффективности и сохранения теплиц
Разные ресурсы, связанные с парниковой энергией

Соавторы этой статьи

Авторы

Рецензенты

Как спроектировать круглогодичную солнечную теплицу

Что такое солнечная теплица? Разве не все теплицы используют солнце? Ну да, но солнечная теплица использует солнечную энергию не только для выращивания, но и для удовлетворения всех потребностей теплицы в отоплении.В отличие от традиционных цельностеклянных или цельнопластиковых теплиц, в которых круглый год используется ископаемое топливо, солнечные теплицы могут создавать теплые условия для выращивания круглый год, используя только энергию солнца, природные материалы и энергоэффективный дизайн. . В результате они могут выращивать гораздо больше — цитрусовые, авокадо, плодоносящие помидоры — круглый год, используя меньше энергии, воды и ресурсов.

Вот семь основных элементов дизайна солнечных теплиц. Следуя им, вы можете создать естественный изобильный, самодостаточный растущий оазис, позволяющий вам расти больше с меньшими затратами энергии и хлопот.Для получения дополнительной информации о проектировании своей собственной солнечной теплицы см. Круглогодичную солнечную теплицу: как спроектировать и построить теплицу с нулевым потреблением энергии , , которая включает в себя информацию с практическими рекомендациями, а также множество примеров для адаптации вашей конструкции к любому климат.

Вот где начинается дизайн солнечных теплиц: солнце. Солнце — это не только источник света для роста в теплице, но и источник тепла. Таким образом, если вы выращиваете круглый год в холодном климате, вам необходимо улавливать достаточно солнечной энергии через ваше остекление для обогрева теплицы.Остекление — это просто слово для обозначения прозрачных материалов, таких как стекло или прозрачный жесткий пластик. Все эти светозахватывающие материалы должны быть обращены туда, куда проникает свет: на юг, если вы находитесь в северном полушарии (* В остальной части этой статьи мы будем предполагать местоположение в северном полушарии). Солнце в течение года движется все выше и ниже, но всегда на юге. Очень небольшой процент света исходит непосредственно с севера, поэтому эти стороны лучше изолировать.

Конструкция солнечной теплицы зависит не только от улавливания достаточного количества солнечной энергии, но и от улавливания ее, чтобы поддерживать теплицу в достаточно тепле в холодные периоды.

Это обычно то место, где традиционные теплицы терпят неудачу: они собирают столько же энергии, что и солнечные теплицы (а часто и слишком много), но не могут удерживать это тепло при понижении температуры. Дизайн солнечной теплицы зависит от добавления изоляции на каждую поверхность, которая не требуется для сбора света. Это означает, что вся северная стена должна быть полностью изолирована. Кроме того, вы можете / должны изолировать некоторые восточные и западные боковые стены. Они получают прямое солнце только несколько часов в день и, таким образом, могут терять больше тепла, чем получают, в зависимости от вашего местоположения и климата.

Какой утеплитель подходит? Все зависит от вашего климата и местности. Посмотрите на другие солнечные теплицы или свяжитесь с дизайнером солнечных теплиц, который может предоставить анализ климата или предложения, чтобы получить представление.

3. Изолировать метро


Большинство людей думают о теплице как о четырех стенах и крыше, но они упускают из виду очень важный пятый уровень: землю. Точно так же, как теплица будет терять тепло для наружного воздуха, когда будет холодно, она также будет передавать тепло земле под собой.Верхний слой почвы замерзает так же, как и воздух, и без изолирующего барьера эти температуры замерзания попадут в теплицу через пол.

Кроме того, за счет изоляции по периметру теплицы вы не только предотвращаете потерю тепла через пол, но и соединяете теплицу с большим запасом тепловой массы под землей. Как и другие материалы — вода, бетон и камень — почва действует как тепловая масса, накапливая энергию и медленно высвобождая ее, как аккумулятор. Подключение теплицы к этой изолированной массе помогает естественным образом сглаживать перепады температур.

Существует несколько различных методов изоляции под землей. Задача состоит в том, чтобы установить изоляцию по периметру теплицы, чтобы создать под ней карман из изолированного грунта. Эта рябь связана с почвой глубоко под землей, которая поддерживает постоянную температуру круглый год (часто между 40-60 F в большинстве климатов США). Благодаря теплоизоляции по периметру ваша теплица только что подключилась к источнику устойчивых круглогодичных температур и большого запаса тепловой массы.Это также причина того, почему некоторые люди частично зарывают теплицы под землей. Узнайте больше о подземных или защищенных от земли теплицах здесь.


4. Максимально используйте свет и тепло зимой

Дизайн солнечных теплиц — и пассивных солнечных элементов в целом — основывается на предпосылке стратегического управления светом и теплом. А именно, вы хотите максимально использовать свет, когда он абсолютно необходим (зимой), и уменьшить количество света, когда оно обильно и создает слишком много тепла (летом).

Важно помнить об угле наклона солнца в разное время года, как показано на рисунке выше. Зимой свет падает под небольшим углом, а летом он намного выше в небе (обратите внимание, что эти углы меняются в зависимости от вашей широты). Таким образом, на вертикальных южных поверхностях вы хотите использовать материал с высоким коэффициентом пропускания света, такой как стекло, чтобы поглотить как можно больше этого света и тепла. Ночью вы жертвуете изоляцией, но в это время года свет и тепло являются главными приоритетами.Тепловая масса должна использоваться для хранения части этого тепла для регулирования температуры. Вы также можете наклонить южную сторону теплицы, чтобы она поглощала больше света (и меньше преломлялась), как показано на коммерческой солнечной теплице ниже. Подробнее о выборе оптимального угла для остекления теплицы читайте в этом блоге.

5. Уменьшайте количество света и тепла летом

Летом у вас прямо противоположная проблема: в большинстве климатических зон с жарким летом может быть слишком много света, что создает чрезмерную жару.Поскольку дни длиннее, свет в это время года менее необходим. Большинству растений лучше подойдет рассеивающее свет остекление, которое имеет более низкий коэффициент пропускания света, особенно на крыше (где проникает летний свет). В Ceres мы рекомендуем поликарбонатный пластик с как минимум двумя воздушными карманами для хорошей изоляции. Видео о том, как это установлено на жилой теплице, можно посмотреть здесь. Крыша является самой большой площадью потерь тепла в солнечной теплице, поэтому использование более толстого и изолированного материала помогает сократить потери тепла через крышу зимой.

Более подробная информация о том, как найти лучший материал для остекления для вашей теплицы, в том числе информация о источниках и стоимости, представлена ​​в Круглогодичной солнечной теплице .

6. Используйте тепловую массу

Термическая масса — это любой материал, способный накапливать большое количество тепловой энергии. Все материалы обладают некоторой способностью накапливать энергию, но некоторые из них обладают гораздо большей способностью, чем другие. Например, вода может хранить примерно в 4 раза больше тепла, чем воздух, что делает ее одним из наиболее популярных материалов с термальной массой (или радиатором), используемых в теплицах.Другие материалы — бетон, камень или земля под землей.

Самый распространенный метод добавления тепловой массы — это использование большого количества воды, потому что она обладает такой высокой теплоемкостью и ее легко достать. Поставив несколько бочек с водой в теплицу на 55 галлонов, производитель может дешево добавить много тепловой массы. Бочки следует складывать так, чтобы зимой они находились под прямыми солнечными лучами, и их необходимо стабилизировать, чтобы они не упали.Другие методы включают в себя строительство теплицы из бетона или камня, например, с использованием бетонной северной стены или пола из каменной плиты. Некоторые советы по использованию воды в качестве термальной массы в теплице можно найти в этом блоге.

Повышение массы тела

Стандартные или пассивные методы измерения тепловой массы являются наиболее распространенными, но имеют несколько ограничений. Во-первых, вы можете получить микроклимат: масса будет влиять на воздух непосредственно вокруг нее, но эффект нагрева / охлаждения может быть ограничен окружающей средой.Во-вторых, масса может занимать много места в теплице, которое в противном случае можно было бы использовать для выращивания.

Чтобы преодолеть это и добавить дополнительную емкость к тепловой массе, существуют более продвинутые системы, которые делают массу более эффективной. Наиболее распространенным является хранение тепла в почве под землей с использованием системы теплопередачи от земли к воздуху (GAHT) или климатической батареи. Эта система использует вентиляторы для циркуляции воздуха под землей и сохранения тепла в почве под теплицей. Он также использует преимущества стабильной температуры почвы под землей для обеспечения круглогодичного обогрева, охлаждения и некоторой дополнительной циркуляции / осушения воздуха.Работающие вентиляторы потребляют электричество, но система в целом может дать вам гораздо больший эффект для нагрева и охлаждения, чем одна пассивная тепловая масса.

7. Максимизируйте естественную вентиляцию

Мы говорили о пассивном солнечном обогреве теплицы, но это только половина уравнения. Вентиляция необходима для охлаждения теплицы и сохранения здоровья растений. Движение воздуха заставляет растения становиться сильнее и снижает риск появления плесени, насекомых и патогенов.

Чтобы обеспечить максимальную естественную вентиляцию, необходимо создать путь с наименьшим сопротивлением движению воздуха. Расположите воздухозаборники ниже, а вытяжные — выше, чтобы обеспечить естественную конвекцию. Воздухозаборник будет втягивать более холодный наружный воздух, который естественным образом поднимается и выпускается выше. Результат — дополнительный воздушный поток без дополнительной энергии.

Необходимо управлять вентиляцией (вручную или автоматически), чтобы получить необходимое количество охлаждения, но не слишком много.По этой причине я рекомендую автоматические вентиляционные отверстия, либо автоматические вентиляторы, работающие на солнечной энергии (которые используют восковые цилиндры для открытия и закрытия без электричества), либо вытяжные вентиляторы. Подробнее о различных стратегиях вентиляции здесь. Я рекомендую использовать более одного метода, чтобы у вас был запасной вариант, и убедитесь, что вентиляционные отверстия хорошо закрыты и изолированы, когда они не используются.

Сколько вентиляции вам нужно? Это еще одна область, которая зависит от вашего климата и дизайна теплицы. Мы предлагаем несколько практических правил для круглогодичной солнечной теплицы .

Выше приведены общие принципы проектирования пассивных солнечных теплиц. Однако важно понимать, что солнечная теплица должна быть адаптирована к местному климату. Теплицы в штате Мэн потребуют большей изоляции и других материалов для остекления, чем теплицы в Техасе. По этой причине мы рекомендуем и получаем рекомендации от профессионалов или опытных производителей в вашем районе при создании вашего дизайна. Группа Facebook «Круглогодичные тепличные хозяйства» — хорошее место для начала.

Линдси Шиллер — проектировщик теплиц и соучредитель компании Ceres Greenhouse Solutions , которая исследует, проектирует и строит энергоэффективные теплицы круглый год. Вместе с Марком Плинке она также является соавтором книги «Круглогодичная солнечная теплица: как спроектировать и построить теплицу с нулевым потреблением энергии».


Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим рекомендациям по ведению блогов, и они несут ответственность за точность своих сообщений.Чтобы узнать больше об авторе этого сообщения, нажмите на ссылку автора вверху страницы.


Первоначально опубликовано: 11.02.2015 10:14:00

5 примеров северных теплиц для холодного климата

Теплицы отлично подходят для продления вегетационного периода до 2, 3 или даже 4 сезонов. Но что, если вы живете в месте, где действительно холодно или темно в течение многих месяцев в году? Не отчаивайтесь, самостоятельное производство продуктов питания по-прежнему возможно!

Сейчас на Шпицбергене выращивают даже свежую зелень.Знаете, на небольшом норвежском острове, на котором вы , требовалось , чтобы носить с собой винтовку всякий раз, когда вы выходите за пределы поселений, потому что в противном случае белый медведь может вас съесть (также место Глобального хранилища семян Свальбарда, также известного как «Хранилище семян судного дня». ).

Для многих холодных климатов простой холодный каркас или высокий туннель (или любой из этих 6 конструкций теплиц своими руками) могут продлить сезон на недели или даже месяцы как весной, так и осенью. Используя теплые грядки и другие методы, вы потенциально можете выращивать пищу круглый год, в зависимости от того, где вы живете.

Холодный каркас или дом из обруча — простой и дешевый вариант для начала (вот как их построить), но домики из обруча действительно не предназначены для холодного климата и сильного снегопада. Если вы хотите продлить вегетационный период еще дольше, вам понадобится нечто большее, чем просто минималистичный каркас и тонкое полиэтиленовое пластиковое покрытие.

Приведенные ниже примеры представляют собой теплицы с холодным климатом, в которых можно выращивать продукты круглый год, и все они имеют некоторые общие черты, которые вы найдете в моих основных выводах внизу.Щелкните здесь, чтобы перейти к выводам.

Пассивная солнечная теплица — Groundswell, расположенная в Инвермере, Британская Колумбия, Канада


Это необычный дизайн теплицы. Пассивная солнечная теплица сообщества Groundswell Community Network имеет изолированную заднюю стену и изолированную крышу. У них также есть множество других высокотехнологичных и низкотехнологичных систем, которые делают это здание образцом того, что можно сделать с теплицей в холодном солнечном климате.

Вместо того, чтобы строить «стеклянный ящик», они отказались от обращенной на север стеклянной стены, которая теряет тепло и не пропускает свет.Вместо этого они построили термически массивную бетонную конструкцию стены и пола, а также изолированную крышу, чтобы удерживать тепло.

Самая крутая вещь в этой теплице — это рассчитанная на год гео-солнечная система, где горячий воздух собирается с потолка и закачивается под здание. Позже это тепло можно вернуть и использовать для обогрева теплицы.


Теплица Verge Permaculture’s — Альберта, Канада

Внутри. Обратите внимание на нагреватель массы ракеты вдоль задней стенки.

После пяти лет эксплуатации пассивной солнечной теплицы на севере Канады Роб и Мишель Авис из Verge Permaculture узнали кое-что. Их теплица была представлена ​​в подкасте Permaculture Voices, где он написал часовую статью о пассивных солнечных теплицах.

Подкаст
: Проектирование простых и эффективных пассивных солнечных теплиц

Как говорит Роб, в холодном климате изоляция — это главное.

Это элемент, который больше всего влияет на тепловые характеристики вашего помещения.Мы решили использовать стены R20 по периметру, что по иронии судьбы лучше, чем в большинстве домов в нашем районе. Выбранное вами значение R будет зависеть от того, сколько сезонов вы хотите выращивать (2, 3 или 4), от того, насколько холодно в вашем помещении и от того, как вы планируете обогревать пространство. R20 — хорошее начало для канадских прерий.

Внешний вид оранжереи и сада

По поводу вентиляции Роб говорит: «Я пришел к выводу, что в теплице нет верхнего предела вентиляции.Я рекомендую людям установить зону вентиляции, эквивалентную не менее 30% остекления ».

Роб и Мишель Авис в своем доме в Калгари, Канада.

Последний совет от Роба по термической массе:

Тепловая масса имеет решающее значение для вашего успеха, если вы хотите продлить сезоны. О воде часто говорят как о максимальной термальной массе, но она может замерзнуть и создать беспорядок. Несмотря на то, что они имеют четверть теплоемкости воды, я фанат камня, использованного бетона или глыбы — вам не нужно беспокоиться о них зимой.

Если вы используете воду в качестве тепловой массы, используйте 8–12 л воды на квадратный фут остекления. Если вы используете камень, бетон или глыбу, используйте 40-60 кг на квадратный фут.


Теплица Валгаллы, вдохновленная Земным Кораблем — Квебек, Канада

Команда проекта Valhalla Project называет его «La Serre du Futur» или «Теплица будущего». Они построили теплицу, объединив три концепции; земные корабли, аквапоника и пассивная солнечная энергия.

Результат? Теплица, в которой выращивают рыбу и овощи большую часть года, используя солнце как единственный источник тепла.

Внутри «Теплицы будущего». Если бы это была моя теплица, я бы выращивал больше еды и меньше украшений!

Если вы хотите узнать, как построить свою собственную теплицу в стиле земного корабля, ознакомьтесь с их пошаговым руководством по строительству (DVD + электронная книга) и посмотрите трейлер ниже.

Руководство по строительству теплиц будущего


The Northern Greenhouse Research Project, Юкон, Канада


Исследовательский проект северных теплиц был осуществлен Юконским исследовательским центром при Юконском колледже, и его цель заключалась в изучении проблем, связанных с тепличным хозяйством в северном климате.Это полностью механизированная теплица, где все автоматизировано:

  • Полив (влажность почвы)
  • Жалюзи
  • Освещение
  • Вентиляция (CO2 и RH)
  • Температура слоя
  • Зарядка аккумулятора и работа по Стирлингу

Внутри Северной теплицы

Основные характеристики северной теплицы

Четырехкамерное остекление из поликарбоната 25 мм

Остекление теплиц R-4, Polygal Thermogal, со светопропусканием и показателем R, эквивалентным двойному стеклу.Рассеяние света лучше, чем без остекления.

Светодиодные лампы для выращивания

В условиях низкой освещенности, в которых построена эта теплица, необходимо дополнительное освещение, чтобы растениям было достаточно света в темное время года. Они экспериментировали со светодиодами Growmaster (9 Вт / свет) и Hydrogrow (155 Вт / свет).

Светодиоды Growmaster

Двигатель Стирлинга

Они используют персональную электростанцию ​​ WhisperGen (PPS16), которая обеспечивает как электричество (800 Вт), так и тепло (5.Тепловая мощность 5 кВт / 19 000 БТЕ). WhisperGen может заряжать свинцово-кислотные аккумуляторы и управлять ими для обеспечения источника постоянного тока. Он также обеспечивает тепловую энергию в виде горячего хладагента для отопления помещений и производства горячей воды.

Накопление тепла и модуляция тепла

В теплице используется теплоаккумулятор в виде воды под грядками для улавливания дневного тепла и отвода его в ночное время. Вентиляторы используются для продувки горячего воздуха сверху теплицы через тепловую массу, а затем тепло медленно передается в грядки.

В правом нижнем углу вы видите теплоаккумулятор под грядками для выращивания, алюминиевые банки, наполненные водой.


Driftless Farm Pit Greenhouse — Висконсин, США

Зимняя теплица Driftless Farm

Также известная как Solar Cold Climate Greenhouse (SCCG), эта теплица сделана из собранных на месте деревьев черной акации, которые быстро растут, обладают прочностью и устойчивостью к гниению.

Теплица площадью 2800 квадратных футов, принадлежащая Роальду Гундерсену, изолирована тюками соломы и опущена в землю для повышения эффективности.

Внутри теплицы Driftless Farm


Основные выводы для теплиц с холодным климатом

Вышеупомянутые теплицы были тщательно продуманы, и некоторым областям было уделено больше внимания, чем другим. Вот несколько общих черт:

Остекление

Без света ничто не будет расти, поэтому убедитесь, что вы выбрали материал, который пропускает достаточно света. Роб из Verge Permaculture рекомендует материалы, пропускающие не менее 70% материала.Однако важно отметить, что по мере увеличения светопропускания значение R (термическое сопротивление) остекления будет снижаться. Роб разделяет его точку зрения:

Мы используем продукт из поликарбоната с коэффициентом пропускания 72% и значением R, равным 2. Существуют материалы с еще лучшими характеристиками, но с увеличением производительности возрастает и стоимость — имейте это в виду.

Изоляция

Типичная оранжерея прозрачна со всех сторон, но не так с теплицей с холодным климатом, потому что вы хотите сохранить как можно больше тепла, чтобы ваши растения пережили более темную и холодную ночь.

Вот почему все теплицы выше имеют остекление только со стороны, обращенной к солнцу. Все остальные стороны, а также крыша утеплены. Отличный и «бесплатный» способ утеплить северную стену — по возможности прикрепить теплицу к южной стороне вашего дома. Это не только обеспечит отличную теплоизоляцию, но и поможет обогреть ваш дом зимой.

Если у вас есть бюджет, возможно, стоит утеплить землю под теплицей, а также по бокам теплицы.Таким образом, тепло, которое накапливается в земле в течение дня, не уходит в землю.

Вы также можете изолировать остекление в часы, когда солнце не светит, с помощью съемных штор, как показано на рисунке ниже.

Мешки из мешковины, наполненные листьями, или холст, набитый рыхлым стекловолокном, служат в качестве ночных изолирующих оттенков на этом рисунке, адаптированном из книги Кэтрин С. Тейлор и Эдит В. Грегг «Зимние цветы в теплице и солнечной яме» (Scribner’s, 1969). .

Вентиляция

Теплицы с холодным климатом созданы для обеспечения оптимальных условий выращивания в более холодные периоды года, поэтому неудивительно, что может быть слишком жарко летом. Вот почему так важно обеспечить в теплице надлежащую вентиляцию и размер, чтобы она обеспечивала достаточную вентиляцию в жаркие летние дни.

Тепловая масса

Используя термальную массу, вы можете собирать и хранить солнечное тепло в течение дня и использовать его для обогрева теплицы всю ночь.Это снижает колебания температуры в теплице и помогает поддерживать температуру в холодные ночи.

Обычные термальные массы — это вода, камень, глыба или даже сама земля. Проблема с водой в том, что она может замерзнуть, но, с другой стороны, это также один из самых гибких материалов с термальной массой, потому что вы можете быстро и легко добавлять или снимать бочки.

Каменная кладка с солнечным коллектором с воздушным охлаждением. Коллектор нагревает камни, которые затем передают тепло в теплицу ночью.

Есть два способа приблизиться, используя тепловую массу. Вы можете использовать его для нагрева air в теплице или для обогрева грядок . Требуется меньше энергии для обогрева только растущих грядок, так же как меньше энергии требуется для обогрева только вашего тела, а не всего вашего дома.

Активный и пассивный нагрев

Большинство этих теплиц сочетают в себе активное и пассивное отопление. Пассивное солнечное отопление — общая черта всех них, но они различаются, когда дело доходит до активного нагрева.

  • Роб из Verge Permaculture построил комбинированный нагреватель тепловой массы и ракетной массы, поэтому в очень холодные дни он может обогревать теплицу древесными отходами или гранулами.
  • Как в теплице с ямой без дрейфа фермы, так и в теплице с пассивной солнечной системой общественного питания используются вентиляторы и трубы, которые нагнетают теплый воздух в землю под теплицей, чтобы сохранить тепло в земле, а когда возникает потребность в тепле, они могут перевернуть вентиляторы и отвести это тепло. обратно в теплицу.
  • Северный исследовательский проект теплицы использует вентиляторы для перемещения теплого воздуха из верхней части теплицы вниз через тепловую массу под грядками.

Как правило, всякий раз, когда вы включаете активные технологии в теплицу, это значительно увеличивает как стоимость, так и техническое обслуживание теплицы. Но это не значит, что вы не можете осуществить это, не потратив много денег, потому что вы можете буквально дешево построить нагреватель ракетной массы, используя натуральные и вторичные материалы.

Стоимость

Теплицы, которые вы здесь видели, стоили недешево. Конечно, не по сравнению со строительством дома-кольца из ПВХ-труб и полиэтилена.Но, как и во всем остальном, все дело в входах и выходах.

Срок окупаемости солнечной фотоэлектрической системы составляет 10-20 лет. Четырехсезонную теплицу следует рассматривать в том же свете, не только с точки зрения снижения долгосрочных затрат на продукты питания, но и с точки зрения большего душевного спокойствия. Душевное спокойствие, зная, что что бы ни случилось с экономикой, и независимо от того, насколько высоки цены на продукты питания, у вас всегда будет место на заднем дворе, которое может обеспечить вас и вашу семью питательными веществами.Для меня такая независимость стоит больше, чем любое количество бумажной валюты.

Нравится? Покажите свою поддержку на Patreon! Давайте изменим мир.

Эффективный дизайн теплицы — Новости тепличных продуктов

Мне сказали, что я гуру теплицы. Мне также сказали, что я бережлив. Когда дело доходит до эффективного проектирования теплиц, я верю в основы. Самая экономичная структура — это такая, которая не оборачивается для банка ни при первоначальной покупке, ни при оплате счетов за коммунальные услуги для поддержания ее работоспособности.

Я проектирую, строю и работаю в теплицах более 15 лет, и я все это видел. От элитных садовых центров до садовых домиков на заднем дворе — ключевой особенностью всех них была эффективность! Итак, что именно нужно для проектирования эффективной теплицы и как сделать существующую конструкцию более эффективной? Что ж, всегда лучше начинать с основ.

Сохраняя простоту

Что вы собираетесь делать со своей теплицей? Это будет для выращивания пробок, однолетних или многолетних растений? Клонирование или размножение? Зимовка? Гидропоника? Независимо от того, какова ваша цель, знание того, для чего вы собираетесь использовать теплицу, поможет вам определить тип конструкции, которая вам понадобится.Есть много поставщиков и производителей теплиц, поэтому может быть немного сложно решить, какой тип конструкции выбрать или даже где ее купить. Знание того, что вы хотите сделать со своей теплицей, будет играть огромную роль в определении вашего бюджета и дизайна.

Есть много разных типов теплиц, и есть большая разница между бюджетной и высококачественной конструкцией. Теплица может быть такой же простой, как несколько обручей, покрытых одним слоем полимерной пленки толщиной 6 мил, или такой сложной, как теплица с А-образной рамой, с автоматизированным контролем окружающей среды и системами полива, автоматическими раздвижными дверями и множеством других удобств.Звучит здорово, правда? Конечно, есть. Но ориентироваться в различных стилях и конструктивных особенностях может быть непросто. Может быть сложно решить, какие функции необходимы, чтобы сделать вашу структуру наиболее эффективной.

Лучший совет, который я могу вам дать, — сохранять простоту. Простая и эффективная теплица даст те же результаты, что и теплица со всеми прибамбасами. Большинство производителей теплиц предлагают широкий выбор конструкций для удовлетворения различных потребностей отрасли.Независимо от того, ищете ли вы новую структуру или ищете способы сделать существующую структуру более эффективной, эта статья объяснит функции, которые принесут вам максимальную отдачу от вложенных средств.

Проектирование конструкции

Материалы, из которых построена ваша конструкция, играют важную роль в ее эффективности. Каркас не так важен для эффективности, как покрытие, но он все же важен. Рама — это костяк конструкции, и вы хотите, чтобы она была прочной, чтобы обеспечить долговечность и долговечность.

Наклеить покрытие на теплицу не так просто, как может показаться. Есть множество материалов и методов, которые можно использовать при покрытии теплицы, и здесь это может оказаться непростой задачей. Когда целесообразно использовать однослойную полиэтиленовую пленку по сравнению с двойным слоем с системой надувания? Когда использовать поликарбонат? Это кажется сложным, но все дело в способности чехла сохранять тепло.

Получил покрытие

Однослойная полиэтиленовая пленка обеспечивает защиту от элементов, но она не очень эффективна при поддержании внутренней температуры, особенно при резких перепадах температур внутри и снаружи конструкции.Двойной слой полиэтиленовой пленки толщиной 6 мил с системой надувания обеспечивает гораздо большую устойчивость к температурным переменным снаружи и внутри конструкции.

Система надувания создает воздушный карман между двумя слоями полиэтилена, что значительно увеличивает способность покрытия удерживать тепло. Это поможет поддерживать более высокую температуру в помещении в течение более длительного периода времени без использования обогревателя.

Двустенная крышка из поликарбоната еще более устойчива к колебаниям температур и является отличным вариантом для повышения эффективности.Его срок службы более чем в два раза превышает срок службы полиэтиленовой пленки. Важно помнить, что какое бы покрытие ни было у теплицы, в зимние месяцы она будет терять много тепла, особенно ночью.

Сохраняющее тепло

Есть несколько способов улучшить удержание тепла зимой. Один из способов — использовать готовое к зиме остекление из полиэтиленовой пленки, которое обычно используется в северных климатических регионах и является более тяжелым и непрозрачным. Он лучше притягивает тепло днем, а ночью отражает тепло обратно в теплицу.

Другой вариант — установка водяной стены для пассивного солнечного тепла. Это недорогой вариант, который можно сделать с полиэтиленовыми пакетами, наполненными водой. Пакеты с водой поглощают солнечную энергию днем ​​и излучают ее в теплицу ночью.

В дополнение к этим опциям, вы также можете установить подвесную систему теплоизоляции. Подвесная система теплозащитных шторы может работать как на двухтактном, так и на тросовом приводе или вручную. Эти системы представляют собой навесную ткань, подвешенную на моноволоконных тросах, которые прикреплены к каркасу теплицы.Они помогают предотвратить потерю излучаемого тепла, отражая его обратно в зону выращивания. Эти системы также хороши летом. Они могут уменьшить ваши потребности в охлаждении и поливе, затеняя растения в жаркие и засушливые дни.

Тепличное отопление

Теперь, когда ваша конструкция накрыта и сохраняет тепло, мы должны обсудить источник тепла. Большую часть года в большинстве регионов и в зависимости от того, что вы выращиваете, солнце обеспечивает большую часть необходимого тепла. В более прохладные дни и зимой, помимо солнечного излучения, может потребоваться другой источник тепла.Есть много вариантов обогрева теплицы, включая тепловентиляторы, инфракрасные обогреватели, лучистые системы и многое другое.

Самым эффективным из этих вариантов является лучистое отопление. Системы лучистого отопления нагревают объекты, а не воздух. Если вы строите новую теплицу, настоятельно рекомендую установить такую ​​систему отопления в фундамент. Если вы используете существующую конструкцию, вы все равно можете использовать этот вариант обогрева под скамейками или в земле. Независимо от того, какая у вас система отопления, ежегодное техническое обслуживание — лучший способ обеспечить максимальную эффективность вашей системы.

Предотвращение тепловых потерь

От типа вашей системы отопления зависит эффективность теплицы. Тот факт, что у вас есть эффективный обогреватель, не делает вашу теплицу энергоэффективной. Мы уже обсудили сохранение тепла и роль тепличных покрытий, но есть еще несколько вещей, о которых следует помнить. Лучшее, что вы можете сделать, — это установить электронный термостат и контроллер, которые будут автоматически включать и выключать нагреватель по мере необходимости.Кроме того, использование вентиляторов с горизонтальным потоком воздуха поможет поддерживать в теплице равномерную температуру.

Следующее, что нужно сделать, чтобы уменьшить потери тепла, — это убедиться, что в теплице нет утечек воздуха. Это включает в себя держать двери закрытыми, использовать уплотнители вокруг дверей, вентиляционных и вентиляционных отверстий, устранять разрывы в покрытии и использовать изоляцию.

Рекомендации по охлаждению

Если вы используете теплицу в теплые месяцы, охлаждение конструкции становится важным фактором эффективности теплицы.Есть несколько вариантов охлаждения теплицы. Выдвижная система затенения — хороший вариант для уменьшения количества солнечного света, попадающего на растения. Естественная вентиляция является наиболее распространенной, и в зависимости от конструкции вашей теплицы это можно сделать несколькими способами.

Вентиляционные отверстия в крыше, откидные или откидные стороны или открытые торцевые панели — все это общие конструктивные особенности, которые обеспечивают достаточный естественный поток воздуха внутри вашей конструкции. Цель этого типа вентиляции — поддерживать внутри теплицы такую ​​же температуру, как и снаружи.Естественная вентиляция может быть дополнена использованием механической вентиляции. Использование циркуляционных вентиляторов, горизонтальных вентиляторов и вентиляционных отверстий — это способы снизить температуру в теплице. Для повышения эффективности важно помнить о том, что оборудование правильно подобрано для той области, которую вы пытаетесь охладить.

Еще один вариант охлаждения теплицы — испарительная система охлаждения. Эти системы работают за счет втягивания воздуха, который охлаждается за счет испарения воды, через зону выращивания.На одном конце теплицы устанавливается испарительная охлаждающая подставка, а на другом — вытяжные вентиляторы. Вытяжные вентиляторы втягивают воздух через подушку испарительного охлаждения. Воздух охлаждается, когда проходит через подушку, а затем проходит через теплицу, охлаждая зону выращивания.

Освещение

Следующим важным фактором для эффективного проектирования теплицы является дополнительное освещение. Естественный солнечный свет обеспечит большую часть необходимого света, но для выращивания зимой или продления светового дня потребуется дополнительный источник света.Существует множество различных вариантов освещения для выращивания, и наиболее распространенными являются светодиоды, газоразрядные лампы высокой интенсивности (HID) и компактные люминесцентные лампы. Самый эффективный вариант освещения — светодиоды. Они потребляют на 40–70% меньше энергии, чем лампы HID, могут работать более 50 000 часов без ухудшения качества света, а срок службы ламп более чем в 10 раз дольше. Недостаток светодиодов в том, что они дороги. В конечном итоге вы сэкономите деньги, но первоначальные затраты будут значительными.

Поскольку мы рассмотрели основы эффективного проектирования теплиц, давайте вернемся к моему первоначальному совету, заключающемуся в простоте.Существует огромное количество разнообразных продуктов, и это может стать ошеломляющим для любого, кто работает в тепличной промышленности. Подойдет простая и эффективная конструкция с покрытием из полиэтиленовой пленки, эффективным обогревом и освещением. Убедитесь, что вы сможете окупить свои инвестиции в течение нескольких лет после покупки здания. Помните, каковы ваши цели в отношении структуры и что вы будете развивать. Знайте, что вы хотите делать с теплицей, что хотите выращивать и каковы ваши возможности.Поговорите с людьми в отрасли или поговорите с людьми, у которых вы хотите приобрести структуру, так как у них есть ноу-хау, чтобы вы начали, и они могут дать отличный совет и ответить на любые ваши вопросы.

Эффективный дизайн теплицы

Виктор Энсиниас

Виктор Энсиниас является менеджером по развитию тепличных систем в компании Growers Supply и имеет более чем 15-летний опыт проектирования, строительства и работы в теплицах. Для получения дополнительной информации об эффективном проектировании теплиц посетите веб-сайт www.Growerssupply.com.

Energy Efficient Greenhouse — Проектирование теплицы (Feat. Hortinergy)

Выращивание в теплице дает много преимуществ. Способность использовать естественный солнечный свет при одновременном контроле за окружающей средой имеет решающее значение для современного выращивания. Но эксплуатация теплиц требует больших затрат энергии, особенно когда они не рассчитаны на энергоэффективность.

Проектировать теплицу сложно. Необходимо учитывать множество факторов, которые часто бывают сложными и трудными для понимания.Большинство этих факторов также влияют друг на друга, что значительно усложняет дизайн. Для большинства новых или модернизированных теплиц рекомендуется проконсультироваться с профессионалами, например, для обеспечения энергетически эффективной и прибыльной работы.

В этом посте рассматриваются различные факторы, необходимые для создания энергоэффективной теплицы.

8 Рекомендации для энергоэффективных теплиц

Это основные факторы, которые необходимо учитывать для повышения энергоэффективности перед проектированием или модернизацией теплицы:

  • Расположение и география
  • Тип, размер и покрытие теплицы
  • Тип и плотность культуры
  • Желаемый микроклимат теплицы
  • Тепловые экраны, затемняющие и затемняющие экраны
  • Освещение и излучение
  • Отопление и охлаждение
  • Контроль влажности

Расположение и география

Перед проектированием теплицы важно понимать местный климат.Наружная погода играет огромную роль в определении условий внутри теплицы. Чтобы достичь оптимальных условий, важно знать, с чего начать.

Продолжительность дня и радиация определяют количество необходимого освещения. Температура и влажность определяют необходимость обогрева, охлаждения и осушения.

Чтобы принимать правильные решения на этапе проектирования, лучше всего полностью понимать местные погодные условия, включая температуру, влажность, ветер и продолжительность светового дня.

Тип, размер и покрытие теплицы

Размер теплицы определяет необходимую мощность климатического оборудования, такого как HVAC, котлы или осушители. Чем больше площадь, тем больше должна быть емкость, чтобы быть эффективной.

Конструкция, покрытие, материалы и тип теплицы также влияют на условия внутри. Различные крышки будут обеспечивать разные характеристики, когда дело касается изоляции и проникновения излучения.

Вид и плотность культуры

Урожай внутри теплицы также оказывает большое влияние на условия.

Во-первых, растения определяют условия, необходимые в теплице. Для выращивания перца потребуются другие условия, чем для выращивания каннабиса. Понимание потребностей растений лежит в основе тепличного выращивания.

Во-вторых, сами растения влияют на условия в теплице. Растения — это живые существа, которые постоянно взаимодействуют с окружающей средой. Они влияют на температуру и влажность в помещении, и их необходимо учитывать. Количество растительного вещества и плотность (часто измеряемая как индекс площади листа — LAI) играют большую роль в определении необходимого количества осушения.

Желаемый микроклимат теплицы

Прежде чем вы начнете регулировать климат в теплице, и чтобы убедиться, что вы делаете это эффективно, важно знать, каковы ваши заданные значения.

Желаемый климат, включая температуру, влажность и освещение, должен быть адаптирован к растениям в теплице.

Фермеры должны учитывать текущую среду обитания — местоположение, климат, размер и площадь теплицы, а также понимать, какое оборудование для контроля климата необходимо для соответствующей корректировки окружающей среды в теплицах.

Тепловые экраны, затемняющие и затемняющие экраны

Экраны — важная часть тепличного выращивания. Использование комбинации тепловых, затемняющих или затемняющих экранов резко увеличивает контроль производителей над окружающей средой.

Использование тепловых экранов позволяет при необходимости задерживать теплый воздух внутри, уменьшая потребность в обогреве. Один тепловой экран может снизить потери тепла на 60%. Объединение 2-3 экранов может снизить до 90%.

При использовании осушителей тепловые экраны могут оставаться закрытыми еще дольше, в то время как микроклимат внутри теплицы остается в идеальном диапазоне.

Затемняющие и затемняющие экраны дают производителям больший контроль над освещением. Продолжительность дня не всегда совпадает с желаемой продолжительностью светового дня растений. Некоторые растения очень требовательны к дневному и ночному циклу и требуют строгого режима.

Например, каннабису

требуется 8-12 часов полной темноты для оптимального роста, в зависимости от сорта и стадии роста.

Освещение и излучение

Дополнительное освещение используется для увеличения излучения, измеряемого в кВтч / м2, при недостаточном солнечном свете, а также для увеличения продолжительности светового дня.

Использование искусственного освещения имеет решающее значение в большинстве регионов, так как дни становятся короткими и радиация может быть заблокирована облаками. Итак, важно убедиться, что ваш свет является энергоэффективным.

Хотя установка HPS-светильников в 5 раз дешевле в установке, выбор светодиодных светильников может сэкономить до 70% энергии, что делает их разумным вложением в большинство теплиц.

Светодиодные лампы

более эффективны, потому что они излучают меньше тепла и потребляют больше энергии для освещения. Это также помогает производителям более эффективно контролировать температуру в теплицах и особенно необходимо в теплом климате, где теплицы часто требуют охлаждения.

Отопление и охлаждение

После рассмотрения условий как снаружи, так и внутри теплицы, производители должны определить необходимое количество обогрева и / или охлаждения.

Есть много способов нагрева или охлаждения. От сложных трубопроводных систем до систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Эти методы различаются по мощности, эффективности, инфраструктуре и стоимости.

Отопление и охлаждение — одни из самых больших источников энергии при выращивании в теплицах. Таким образом, адаптация их характеристик к вашей теплице имеет решающее значение как с точки зрения эффективности, так и с точки зрения эффективности.

Контроль влажности

Одним из наименее изученных факторов, влияющих на энергию, является влажность теплицы.

Влажность — серьезная проблема в теплицах. Чтобы справиться с повышенной влажностью, цветоводы прибегают к одному или к комбинации нескольких методов.

Наиболее часто используемый метод — это отопление и вентиляция. Производители открывают теплицу, чтобы выпустить водяной пар и снизить влажность. В отапливаемой теплице это требует повторного нагрева, так как тепло также уходит.Это один из крупнейших потребителей энергии при традиционном тепличном выращивании.

Гораздо более эффективным вариантом является использование осушителя воздуха в теплице. С осушением воздуха производители могут держать теплицу закрытой, сохраняя тепло и энергию.

Как и в случае с температурой, производители должны знать, какой уровень относительной влажности требуется их культурам. Им также следует знать о влажности и температуре на открытом воздухе, чтобы выбрать лучший метод и оборудование для своих нужд.

Производительность осушителя должна соответствовать скорости испарения, иначе влажность будет продолжать расти.Плотность растений, радиация, температура и влажность — все это влияет на скорость испарения воды.

В DryGair мы просим потенциальных клиентов заполнить анкету перед покупкой нашей продукции. Анкета охватывает все факторы, описанные в этой статье. Это гарантирует, что ваш осушитель будет соответствовать потребностям теплицы с точки зрения покрытия и мощности.

Использование правильного оборудования для теплицы обеспечивает наилучшие условия для выращивания сельскохозяйственных культур и экономит энергию.

Проконсультируйтесь со специалистами по проектированию энергоэффективной теплицы

Спроектировать энергоэффективную теплицу — непростая задача. Большинству производителей рекомендуется обратиться за помощью к профессиональным инженерам, чтобы понять тонкости физики теплицы, оптимально спроектировать ее и выбрать подходящее оборудование.

Такие компании, как Hortinergy, проводят анализ энергии и климата для тепличных проектов. Это делается путем сбора данных, как представлено выше, и создания подробного отчета об энергопотреблении на основе расчетов и моделей.

Модели могут учитывать несколько сценариев, предоставляя отчеты для каждого. Сравнение различных конструкций теплиц и оборудования перед строительством новой теплицы или модернизацией существующих помещений позволяет производителям принимать наилучшие решения.

Грамотное проектирование теплицы или внедрение нового оборудования, основанное на расчетах, значительно повышает эффективность выращивания. Фермеры могут расти с меньшим потреблением энергии, меньшими счетами за коммунальные услуги и лучшими результатами.

вещей, которые производитель теплиц может сделать для повышения энергоэффективности

Вентиляционные отверстия на крыше должны плотно закрываться, без трещин или отверстий.

Производители теплиц в Пенсильвании и других местах сегодня вынуждены снижать эксплуатационные расходы, чтобы оставаться конкурентоспособными на сегодняшнем динамично развивающемся рынке, поскольку они работают над выращиванием высококачественных и недорогих культур.

часть от рабочей силы, энергия, вероятно, является самой высокой стоимостью эксплуатации для большинства производителей. Следовательно, один из лучших способов помочь снизить затраты — повысить энергоэффективность их работы.Энергоэффективные теплицы дешевле в эксплуатации и в некоторых случаях работают лучше, чем менее эффективные помещения. Когда вы думаете о колеблющихся и (обычно) растущих ценах на энергию, имеет смысл только убедиться, что ваша теплица будет максимально энергоэффективной. В следующем списке приведены некоторые из наиболее распространенных успешных мер, которые производители теплиц могут использовать для снижения энергопотребления без ущерба для производительности своей теплицы.

«Затяните» дом

Многие теплицы очень «негерметичны», что означает наличие трещин, отверстий и отверстий в стенах или крыше, через которые холодный воздух проникает в дом, а теплый воздух выходит наружу.Эта «инфильтрация» может составлять значительную часть счета за отопление теплицы зимой и часто может быть устранена с помощью острого глаза, баллончика с пеной и тюбика герметика. Эта мера часто может снизить ваш счет за отопление на 5-10%. Укрепление дома дает дополнительное преимущество в виде улучшения контроля над схемами воздушного потока в доме, что может сделать температуру и влажность более однородными.

Металлические стойки и рамы, встроенные в стены или крышу теплицы, являются еще одним местом, где может происходить утечка тепла.Несмотря на то, что здесь нет физического отверстия, позволяющего выходить горячему воздуху, металл с его высокой теплопроводностью обеспечивает легкий «путь» для теплопередачи из помещения наружу. По возможности закройте эти структурные элементы изоляцией.

Добавьте тепловой экран.

Покрытия теплиц прозрачные, чтобы в дом проникал солнечный свет. К сожалению, прозрачные панели также являются плохими изоляторами. Вы можете свести к минимуму потери тепла в ночное время зимой, используя подвижный тепловой экран, который можно протянуть через крышу и стены теплицы.Часто эти тепловые экраны могут выполнять двойную функцию — обеспечивать тень от чрезмерного солнечного света в разгар лета и обеспечивать теплоизоляцию в зимние ночи. Снижение затрат на отопление будет варьироваться в зависимости от вашей ситуации, но может достигать 30 или 40%.

Закройте вентиляторы

Когда вентиляторы выключены, жалюзи вентилятора автоматически закроют отверстие вентилятора. По крайней мере, так это должно работать. К сожалению, в теплицах слишком часто встречаются изогнутые или неисправные жалюзи, равно как и просверленные отверстия или зазоры вокруг корпуса вентилятора.Это приводит к утечке воздуха зимой, что приводит к более высоким счетам за отопление. Неисправные жалюзи необходимо отремонтировать, а все отверстия или трещины закрыть. Производители также могут накрыть вход вентилятора листом пенопласта в самые холодные месяцы, когда вентилятор не нужен.

Утеплить периметр теплицы

Одно из мест потери тепла зимой находится по периметру теплицы — через землю и через нижнюю часть боковины.Вы можете уменьшить потери энергии, установив утепленную доску, которая простирается с высоты скамеек теплицы вниз в почву по периметру теплицы. Типичная экономия будет варьироваться, но в условиях Пенсильвании составляет порядка 5%.


Чертеж поперечного сечения, показывающий установку изоляции по периметру.

Изолировать северную стену

Северная стена теплицы пропускает на удивление мало света, особенно зимой, когда солнце низко в южном небе.Вы можете обнаружить, что покрыть северную стену теплицы изолирующей панелью рентабельно, чтобы снизить тепловые потери. Если изоляция окрашена в белый цвет, она может даже повысить уровень освещенности внутри теплицы за счет «отражения» зимнего солнечного света, который в противном случае прошел бы через северную стену.


Чистые и ухоженные вентиляторы потребляют меньше энергии.

Замените вентиляторы на высокоэффективные модели

Вентиляторы различаются по своим характеристикам.Если вы приобрели самые дешевые из доступных, скорее всего, они также очень неэффективны с точки зрения энергопотребления. Возможно, сейчас самое время перейти на модель с более высокой эффективностью — попросите производителя вентилятора дать вам «коэффициент эффективности вентиляции» своего продукта или поищите его в Интернете. Большие вентиляторы часто более эффективны, чем меньшие, но разница в эффективности от одного вентилятора к другому может быть довольно большой. (см. график)


Высокоэффективные вентиляторы часто требуют дополнительных затрат.


Эффективность вентилятора в зависимости от размера.Обратите внимание, что эффективность для данного размера вентилятора сильно варьируется от модели к модели. Кроме того, большие вентиляторы обычно более эффективны, чем меньшие.

* Лаборатория биоэкологических и структурных систем ведет онлайн-базу данных с данными о вентиляторах.

Модернизация освещения

Не все теплицы используют электрическое освещение, но тем, в которых оно есть, следует рассмотреть возможность модернизации своей системы до более эффективной. Относительно высокая стоимость освещения в теплице делает эту меру важной, особенно если система освещения остается включенной в течение длительного времени.


Можно добавить отражатели, чтобы лампы направляли больше света на растения и уменьшали количество необходимых светильников.

Очистите вентиляторы

Производители теплиц обычно гораздо больше заботятся о своих растениях, чем о своих вентиляторах — это одна из вещей, которая делает их хорошими садоводами. Тем не менее, время от времени стоит проверять вентиляторы, чтобы убедиться, что они в хорошем рабочем состоянии или нуждаются в чистке. Скопление пыли на лопастях вентилятора и защитном экране может увеличить потребление энергии вентиляции на 20%! Все, что нужно для решения этой проблемы, — это тряпка и немного смазки для локтей.Обязательно отключите электрическую цепь вентилятора перед запуском, на всякий случай.

Замените двигатели энергосберегающими моделями соответствующего размера.

Электродвигатели работают наиболее эффективно, если они работают на полную мощность — двигатель, который в два раза больше, чем должен быть, будет потреблять дополнительное электричество, чтобы поддерживать себя под напряжением, что приводит к дополнительным расходам. затраты на энергию. Электрические измерения, проводимые компетентным электриком, необходимы, чтобы определить, является ли двигатель слишком большим или нет, но экономия от замены крупногабаритного оборудования может быть значительной.Вы также можете подумать о переходе на «энергоэффективные» двигатели, которые стоят немного дороже, но потребляют меньше электроэнергии, чем стандартные двигатели.

«Настройте» систему управления

Автомобили нуждаются в регулярной настройке, если они хотят работать должным образом, и то же самое можно сказать о системе управления вашей теплицы. Независимо от того, используете ли вы механические термостаты или модную компьютерную систему, все равно стоит проверить ее работу, чтобы убедиться, что все работает правильно. Тщательная проверка системы управления требует некоторых технических знаний об оборудовании управления.Однако любой человек может уловить простые проблемы простым наблюдением. Например, если вентиляторы работают при включенном обогреве, вероятно, что-то не так. Если в теплице горит свет, когда в доме нет растений, стоит выяснить, почему и устранить проблему.

Другие способы сэкономить деньги на энергии

Самая большая стоимость энергии в большинстве теплиц Пенсильвании — это расходы на отопление зимой. Если вы используете дорогое топливо для отопления, возможно, стоит перейти на более экономичный вариант.Это не снижает количество потребляемой вами энергии, но может значительно снизить ваши эксплуатационные расходы.


Типичная разбивка годового энергопотребления теплицы в Пенсильвании.

Одним из наиболее интересных вариантов топлива является сжигание древесины или другой биомассы — часто это очень рентабельно, а также является возобновляемым и производимым на месте. Не всегда легко определить, какое топливо является самым дешевым в использовании — некоторые виды топлива продаются галлонами, некоторые — кубическими футами, другие — тоннами и так далее.Инструмент «Выбор энергии» расширения Penn State Extension может помочь вам преодолеть эту путаницу и выяснить, какие виды топлива наиболее экономичны в использовании.

Выводы

Энергоэффективность вашей теплицы — отличный способ снизить ваши эксплуатационные расходы и повысить прибыльность вашей деятельности.

Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *