Монтаж систем электрообогрева почвы и воздуха в теплице

• смонтированный провод засыпать слоем песка толщиной 50 мм или залить цементным раствором толщиной 30 мм;
• поверх песчаной засыпки (или цементной стяжки) насыпать питательную почву слоем 250-300 мм.

Нити нагревательного провода, а также места его соединения с подводящим кабелем не должны касаться друг друга.

При монтаже нагревательного провода для обогрева воздуха необходимо изготовить и закрепить на стенах теплицы поддерживающие крючки и уложить на них провод. Расстояние между крючками составляет:

Для электрообогрева воздуха и почвы в парниках и теплицах широко применяют нагревательные провода типа ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ. Максимальная допустимая температура нагрева проводов ПОСХВ и ПОСХП равна 70°, а ПОСХВТ — 105 °С.

В последнее время очень широко используются пленочные обогреватели с нагревательными элементами. Они состоят из стального корпуса, покрытого изоляционной эмалью, на которую методом пневматического распыливания нанесена пастоподобная масса резисторного материала. Сверху электропроводная пленка покрывается термостойким электроизоляционным лаком или эпоксидной смолой.

Нагревательные элементы работают в условиях повышенных температур, поэтому стойкость их против высокой температуры и определяет срок службы устройства.

Лучше всего этим требованиям соответствуют специальные хромоникелевые сплавы (нихромы), железо-хромоалюминиевые сплавы и неметаллические нагреватели (графитовые, угольные, карбидные и т.п.).

При рабочих температурах до 300-360 °С используют стальной оцинкованный провод, являющийся дешевым и доступным материалом. Однако нагревательные элементы из него имеют существенные недостатки: значительно поддаются окислению и ржавчине, большой температурный коэффициент сопротивления, нестандартность электрических свойств даже в пределах одной марки провода. Элементы, изготовленные из стального оцинкованного провода, применяются для обогрева почвы и воздуха в парниках и теплицах.

Для изоляции нагревательных элементов пользуются материалами, которые кроме электроизоляционных свойств имеют хорошую теплопроводность, что обеспечивает минимальный теплоперепад между нагревательным сопротивлением и рабочей поверхностью элемента. Высокие изоляционные качества эти материалы должны иметь как в холодном состоянии, так и при высокой рабочей температуре и повышенной влажности.

Изолируют электронагревательные элементы слюдой, асбестом, фарфором или кварцевым песком. Для изоляции открытых нагревательных элементов используют фасонную керамику, являющуюся одновременно и каркасом для нагревателя.

При электродном нагреве большое значение имеют материалы, из которых они изготовлены. Железные электроды применяют только при нагревании воды для отопления.

Промышленность изготавливает электронагревательные элементы герметичными, закрытыми и открытыми. Герметичные нагреватели не окисляются и не загрязняются; защищены от механических повреждений; электробезопасны; передают тепло без резких перепадов температуры с помощью конвекции. Самыми распространенными являются трубчатые электронагреватели (ТЭНы). Их используют в водонагревателях, электрокалориферах.

Трубчатый нагреватель состоит из металлической трубки, нихромовой спирали, наполнителя, выводных шпилек, уплотнительных втулок, имеет гайки для крепления нагревателя. В качестве наполнителя обычно используют окись магния, так как она хорошо проводит тепло и является надежным изолятором. Спираль в таком нагревателе почти не окисляется, что обеспечивает длительность ее эксплуатации до 10 000 часов. Трубки нагревателей изготавливают из обыкновенной и нержавеющей стали и латуни. ТЭНы с трубками из обыкновенной стали применяют для нагрева воздуха, а из нержавеющей стали и латуни — для нагрева воды.

Трубчатые нагреватели должны работать только в той среде, для которой они предназначены. Если электронагреватель предназначен для работы в воде, то вся его активная часть должна быть погружена в воду так, чтобы они не касались друг друга. Выводы следует изолировать от воздействия теплового излучения.

ТЭНы рассчитаны на номинальные напряжения 12, 24, 36, 48,55,60,127,220 и 380 В; имеют номинальную мощность 50, 65, 80, 100, 125,160, 200, 250, 315, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600 и 2000 Вт; имеют внешние диаметры трубок 7,9; 12,5 и 15,0 мм.

Закрытые электронагревательные элементы помещены в защитную оболочку, которая защищает их от механических повреждений, но не мешает доступу воздуха. Передача тепла осуществляется за счет конвенции.

Открытые электронагревательные элементы отдают тепло конвенцией и инфракрасным излучением.

Несложный водяной электрический обогреватель можно изготовить самому из корпуса отслужившего свой срок огнетушителя. Верхушку корпуса удаляют, а у дна монтируют ТЭН от электрического самовара мощностью 1 кВт. Взамен удаленной верхушки устанавливают съемную крышку. К корпусу подсоединяют две водопроводные трубы, связывающие его с радиатором. При установке труб используют резиновые уплотняющие прокладки и гайки от водопроводных сгонов..

Электрический обогрев удобен тем, что его легко автоматизировать. Разработаны схемы управления обогревом электрифицированных теплиц и парников.

С помощью несложной электрической схемы и температурного датчика обогреватель автоматически включится, когда температура в парнике снизится до заданной.

Автоматический электрообогрев: монтаж приборов и настройка цепи

Автоматизация прогрева почвы и воздуха позволяет поддерживать стабильный микроклимат в теплице без постоянного участия человека. Система работает на основе температурных датчиков, которые управляют нагревательными элементами (ТЭНами) в зависимости от текущих условий. При монтаже такой автоматики критически важно правильно подобрать коммутирующее оборудование, чтобы избежать обгорания контактов и сбоев в цепи питания.

• Глубина заделки датчика в почву — 5–7 см
• Минимальный ток контактов реле — 5 А
• Емкость искрогасительных конденсаторов — 1000 пФ
• Допустимая мощность контактов ртутного термометра — 2–4 Вт

Для сборки управляющего блока при наличии реле переменного тока используют стандартную схему на базе МКУ-48. Если такого реле нет, цепь собирают по альтернативной схеме с диодами Д226 и искрогасительными конденсаторами С1 и С2 емкостью 1000 пФ. В этом случае применяют реле с контактами, рассчитанными на ток не менее 5 А. Система автоматического регулирования работает по циклическому алгоритму.

1. Электроконтактный термометр КТ устанавливают в грунт на глубину 5–7 см.
2. При снижении температуры почвы до заданного предела контакты термометра КТ замыкаются.
3. Замыкание активирует реле К1, которое своими контактами К1.1 замыкает цепь питания ТЭНа.
4. После прогрева почвы до требуемой температуры терморегулятор разрывает цепь питания реле К1, и нагреватель отключается.

На электродных нагревателях устанавливают манометрические электроконтактные термометры типов ТПР-СК, ТПП-СК или ТПГ-СК. Они состоят из термобаллона, капилляра, манометрической пружины и стрелки с подвижным контактом. Вся система герметична и заполнена веществом с высоким температурным коэффициентом объемного расширения. При изменении температуры давление наполнителя меняется, заставляя пружину вращать стрелку и замыкать цепь управления при заданном значении.

В качестве наполнителя для герметичной системы манометрических термометров используют следующие вещества:

• аргон;
• азот;
• фреон;
• хлористый метил;
• ацетон.

Для точного контроля температурного режима применяют металлические и полупроводниковые датчики (термисторы). Элемент из тонкой медной или платиновой проволоки наматывают на изоляционный каркас и помещают в защитный кожух. Термисторы обладают высокой чувствительностью и малыми габаритами, но их характеристики менее стабильны. Электронные схемы для этих датчиков просты в сборке и легко собираются из стандартных радиодеталей.

Альтернативный обогрев: заготовка и закладка биотоплива

Если подвести электричество к теплице невозможно, обогрев организуют с помощью биотоплива. При его разложении выделяется тепло, которое согревает корневую систему растений и улучшает структуру почвы. В качестве топлива используют любые органические компоненты, способные к перепреванию: навоз, древесные опилки, кору, солому или бытовой мусор. Наибольшую теплоотдачу дает коровяк и сухая опавшая листва лесных деревьев.

Заготовку лесного листа начинают осенью, совмещая этот процесс с защитой садовых посадок. Собранную листву распределяют под кронами плодовых деревьев, где она зимой предохраняет корни от вымерзания. Весной этот слежавшийся биологический материал используют для создания теплых грядок в теплице. Работы по закладке биотоплива начинают ранней весной, как только оттает почва.

1. Весной, сразу после схода снега, соберите слежавшиеся под деревьями листья.
2. Перенесите частично перегнившую органическую массу в теплицу.
3. Уложите подготовленное биотопливо в траншеи под грядками и засыпьте слоем грунта.
4. Оставшуюся часть собранных листьев сложите в компостные ящики для получения перегноя.

Монтаж внутрипочвенного оборудования и естественная вентиляция

Для создания оптимального микроклимата в корнеобитаемом слое и воздухе теплицы требуется точная установка всех систем. При монтаже внутрипочвенных устройств необходимо строго соблюдать проектные геометрические параметры. Это обеспечит равномерное распределение тепла и воздуха в прикорневой зоне растений.

Регулировать температуру и влажность воздуха помогает правильно спроектированная естественная вентиляция. Фрамуги и форточки располагают в торцевых стенах (включая шторные двери), боковых стенах или на кровле. В пленочных теплицах для проветривания можно просто закатывать боковое ограждение с помощью специальных бобин.

Конструкция форточек должна быть герметичной и удобной в управлении. Их крепят на петлях с подвесом к коньку или верхней обвязке боковой стены, обязательно используя уплотнительные прокладки против утечек тепла. Чтобы снизить усилие при открытии вручную или приводом, сместите ось вращения форточки ближе к ее центру.

• Площадь вентиляционных проемов — 10–15% от площади теплицы
• Расход воздуха принудительной вентиляции — 1–1,5 м³/мин на 1 м² площади
• Производительность бытовых вентиляторов — 20–30 м³/мин
• Размер винипластовой пластины привода — 1100х170 мм

Если естественного притока воздуха недостаточно, смонтируйте принудительную приточно-вытяжную вентиляцию. Для этого в одном торце устанавливают вытяжной электровентилятор, а на противоположном — приточные жалюзи. Жалюзи должны быть постоянно закрыты и открываться автоматически за счет разрежения воздуха при запуске вентилятора.

Автоматизация проветривания: электроприводы и терморегуляторы

Автоматическое открытие форточек избавляет от необходимости постоянно контролировать температуру вручную. Для автоматизации используют электромагниты или исполнительные механизмы с электродвигателем. Хорошо подходят промышленные приводы ПР-1М мощностью 50 Вт или бытовые приводы для вращения новогодних елок.

Гораздо проще автоматизировать проветривание с помощью терморегуляторов прямого действия, которые объединяют датчик и исполнительный механизм. Их работа основана на тепловом расширении технического масла в цилиндре, которое при нагреве выталкивает шток. Примером служит промышленный регулятор «Тюльпан».

Другой вариант автономного устройства — оригинальный термопривод из двухслойной пластины (металл и винипласт). Его работа основана на разнице температурного расширения этих материалов. Пластину крепят шарнирно: снизу к цоколю теплицы, сверху — к тяге фрамуги в боковой стенке. При росте температуры пластина изгибается и открывает створку, а при охлаждении возвращается в исходное состояние.