Монтаж систем електрообігріву ґрунту та повітря в теплиці

• змонтований дріт засипати шаром піску завтовшки 50 мм або залити цементним розчином завтовшки 30 мм;
• поверх піщаного засипання (або цементної стяжки) насипати поживний ґрунт шаром 250-300 мм.

Нитки нагрівального дроту, а також місця його з'єднання з підвідним кабелем не повинні торкатися одне одного.

При монтажі нагрівального дроту для обігріву повітря необхідно виготовити та закріпити на стінах теплиці підтримувальні гачки і вкласти на них дріт. Відстань між гачками становить:

Для електрообігріву повітря та ґрунту в парниках і теплицях широко застосовують нагрівальні дроти типу ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ. Максимальна допустима температура нагрівання дротів ПОСХВ і ПОСХП дорівнює 70°, а ПОСХВТ — 105 °С.

Останнім часом дуже широко використовуються плівкові обігрівачі з нагрівальними елементами. Вони складаються зі сталевого корпусу, вкритого ізоляційною емаллю, на яку методом пневматичного розпилювання нанесена пастоподібна маса резисторного матеріалу. Зверху електропровідна плівка вкривається термостійким електроізоляційним лаком або епоксидною смолою.

Нагрівальні елементи працюють в умовах підвищених температур, тому стійкість їх проти високої температури і визначає строк служби пристрою.

Найкраще цим вимогам відповідають спеціальні хромонікелеві сплави (ніхроми), залізо-хромоалюмінієві сплави та неметалеві нагрівачі (графітові, вугільні, карбідні тощо).

При робочих температурах до 300-360 °С використовують сталевий оцинкований дріт, що є дешевим і доступним матеріалом. Однак нагрівальні елементи з нього мають суттєві недоліки: значно піддаються окисленню та іржі, мають великий температурний коефіцієнт опору, нестандартність електричних властивостей навіть у межах однієї марки дроту. Елементи, виготовлені зі сталевого оцинкованого дроту, застосовуються для обігріву ґрунту та повітря в парниках і теплицях.

Для ізоляції нагрівальних елементів користуються матеріалами, які крім електроізоляційних властивостей мають хорошу теплопровідність, що забезпечує мінімальний теплоперепад між нагрівальним опором і робочою поверхнею елемента. Високі ізоляційні якості ці матеріали повинні мати як у холодному стані, так і при високій робочій температурі та підвищеній вологості.

Ізолюють електронагрівальні елементи слюдою, азбестом, фарфором або кварцовим піском. Для ізоляції відкритих нагрівальних елементів використовують фасонну кераміку, що є одночасно і каркасом для нагрівача.

При електродному нагріванні велике значення мають матеріали, з яких вони виготовлені. Залізні електроди застосовують тільки при нагріванні води для опалення.

Промисловість виготовляє електронагрівальні елементи герметичними, закритими та відкритими. Герметичні нагрівачі не окислюються і не забруднюються; захищені від механічних пошкоджень; електробезпечні; передають тепло без різких перепадів температури за допомогою конвекції. Найпоширенішими є трубчасті електронагрівачі (ТЕНи). Їх використовують у водонагрівачах, електрокалориферах.

Трубчастий нагрівач складається з металевої трубки, ніхромової спіралі, наповнювача, вивідних шпильок, ущільнювальних втулок, має гайки для кріплення нагрівача. Як наповнювач зазвичай використовують оксид магнію, оскільки він добре проводить тепло і є надійним ізолятором. Спіраль у такому нагрівачі майже не окислюється, що забезпечує тривалість її експлуатації до 10 000 годин. Трубки нагрівачів виготовляють зі звичайної та нержавіючої сталі й латуні. ТЕНи з трубками зі звичайної сталі застосовують для нагріву повітря, а з нержавіючої сталі та латуні — для нагріву води.

Трубчасті нагрівачі повинні працювати тільки в тому середовищі, для якого вони призначені. Якщо електронагрівач призначений для роботи у воді, то вся його активна частина повинна бути занурена у воду так, щоб вони не торкалися одне одного. Виводи слід ізолювати від впливу теплового випромінювання.

ТЕНи розраховані на номінальні напруги 12, 24, 36, 48, 55, 60, 127, 220 і 380 В; мають номінальну потужність 50, 65, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600 і 2000 Вт; мають зовнішні діаметри трубок 7,9; 12,5 і 15,0 мм.

Закриті електронагрівальні елементи поміщені в захисну оболонку, яка захищає їх від механічних пошкоджень, але не заважає доступу повітря. Передача тепла здійснюється за рахунок конвекції.

Відкриті електронагрівальні елементи віддають тепло конвекцією та інфрачервоним випромінюванням.

Нескладний водяний електричний обігрівач можна виготовити самому з корпусу вогнегасника, що відслужив свій строк. Верхівку корпусу видаляють, а біля дна монтують ТЕН від електричного самовара потужністю 1 кВт. Замість видаленої верхівки встановлюють знімну кришку. До корпусу під'єднують дві водопровідні труби, що пов'язують його з радіатором. При встановленні труб використовують гумові ущільнювальні прокладки та гайки від водопровідних згонів.

Електричний обігрів зручний тим, що його легко автоматизувати. Розроблено схеми керування обігрівом електрифікованих теплиць та парників.

За допомогою нескладної електричної схеми та температурного датчика обігрівач автоматично ввімкнеться, коли температура в парнику знизиться до заданої.

Автоматичний електрообігрів: монтаж приладів та налаштування кола

Автоматизація прогріву ґрунту та повітря дозволяє підтримувати стабільний мікроклімат у теплиці без постійної участі людини. Система працює на основі температурних датчиків, які керують нагрівальними елементами (ТЕНами) залежно від поточних умов. При монтажі такої автоматики критично важливо правильно підібрати комутуюче обладнання, щоб уникнути обгорання контактів та збоїв у колі живлення.

• Глибина закладення датчика в ґрунт — 5–7 см
• Мінімальний струм контактів реле — 5 А
• Ємність іскрогасильних конденсаторів — 1000 пФ
• Допустима потужність контактів ртутного термометра — 2–4 Вт

Для збирання керуючого блока при наявності реле змінного струму використовують стандартну схему на базі МКУ-48. Якщо такого реле немає, коло збирають за альтернативною схемою з діодами Д226 та іскрогасильними конденсаторами С1 і С2 ємністю 1000 пФ. У цьому випадку застосовують реле з контактами, розрахованими на струм не менше 5 А. Система автоматичного регулювання працює за циклічним алгоритмом.

1. Електроконтактний термометр КТ встановлюють у ґрунт на глибину 5–7 см.
2. При зниженні температури ґрунту до заданої межі контакти термометра КТ замикаються.
3. Замикання активує реле К1, яке своїми контактами К1.1 замикає коло живлення ТЕНа.
4. Після прогріву ґрунту до потрібної температури терморегулятор розриває коло живлення реле К1, і нагрівач вимикається.

На електродних нагрівачах встановлюють манометричні електроконтактні термометри типів ТПР-СК, ТПП-СК або ТПГ-СК. Вони складаються з термобалона, капіляра, манометричної пружини та стрілки з рухомим контактом. Уся система герметична і заповнена речовиною з високим температурним коефіцієнтом об'ємного розширення. При зміні температури тиск наповнювача змінюється, змушуючи пружину обертати стрілку та замикати коло керування при заданому значенні.

Як наповнювач для герметичної системи манометричних термометрів використовують такі речовини:

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

Для точного контролю температурного режиму застосовують металеві та напівпровідникові датчики (термістори). Елемент із тонкого мідного або платинового дроту намотують на ізоляційний каркас і поміщають у захисний кожух. Термістори мають високу чутливість і малі габарити, але їхні характеристики менш стабільні. Електронні схеми для цих датчиків прості в збиранні та легко збираються зі стандартних радіодеталей.

Альтернативний обігрів: заготівля та закладення біопалива

Якщо підвести електрику до теплиці неможливо, обігрів організовують за допомогою біопалива. При його розкладанні виділяється тепло, яке зігріває кореневу систему рослин та покращує структуру ґрунту. Як паливо використовують будь-які органічні компоненти, здатні до перепрівання: гній, деревну тирсу, кору, солому або побутові відходи. Найбільшу тепловіддачу дає гній та сухе опале листя лісових дерев.

Заготівлю лісового листя починають восени, поєднуючи цей процес із захистом садових посадок. Зібране листя розподіляють під кронами плодових дерев, де воно взимку захищає коріння від вимерзання. Навесні цей злежалий біологічний матеріал використовують для створення теплих грядок у теплиці. Роботи із закладення біопалива починають ранньою весною, як тільки відтане ґрунт.

1. Навесні, відразу після сходу снігу, зберіть злежале під деревами листя.
2. Перенесіть частково перепрілу органічну масу в теплицю.
3. Укладіть підготовлене біопаливо в траншеї під грядками та засипте шаром ґрунту.
4. Частину, що залишилася, зібраного листя складіть у компостні ящики для отримання перегною.

Монтаж внутрішньоґрунтового обладнання та природна вентиляція

Для створення оптимального мікроклімату в кореневмісному шарі та повітрі теплиці потрібне точне встановлення всіх систем. При монтажі внутрішньоґрунтових пристроїв необхідно суворо дотримуватися проектних геометричних параметрів. Це забезпечить рівномірний розподіл тепла та повітря в прикореневій зоні рослин.

Регулювати температуру і вологість повітря допомагає правильно спроєктована природна вентиляція. Фрамуги та кватирки розташовують у торцевих стінах (включаючи шторні двері), бічних стінах або на покрівлі. У плівкових теплицях для провітрювання можна просто закочувати бічну огорожу за допомогою спеціальних бобін.

Конструкція кватирок має бути герметичною і зручною в керуванні. Їх кріплять на петлях із підвісом до гребеня або верхньої обв'язки бічної стіни, обов'язково використовуючи ущільнювальні прокладки проти витоків тепла. Щоб знизити зусилля при відкритті вручну або приводом, змістіть вісь обертання кватирки ближче до її центру.

• Площа вентиляційних отворів — 10–15% від площі теплиці
• Витрата повітря примусової вентиляції — 1–1,5 м³/хв на 1 м² площі
• Продуктивність побутових вентиляторів — 20–30 м³/хв
• Розмір вініпластової пластини приводу — 1100х170 мм

Якщо природного притоку повітря недостатньо, змонтуйте примусову припливно-витяжну вентиляцію. Для цього в одному торці встановлюють витяжний електровентилятор, а на протилежному — припливні жалюзі. Жалюзі мають бути постійно закриті й відкриватися автоматично за рахунок розрідження повітря при запуску вентилятора.

Автоматизація провітрювання: електроприводи та терморегулятори

Автоматичне відкриття кватирок позбавляє необхідності постійно контролювати температуру вручну. Для автоматизації використовують електромагніти або виконавчі механізми з електродвигуном. Добре підходять промислові приводи ПР-1М потужністю 50 Вт або побутові приводи для обертання новорічних ялинок.

Набагато простіше автоматизувати провітрювання за допомогою терморегуляторів прямої дії, які поєднують датчик і виконавчий механізм. Їх робота ґрунтується на тепловому розширенні технічної оливи в циліндрі, яка при нагріванні виштовхує шток. Прикладом служить промисловий регулятор «Тюльпан».

Інший варіант автономного пристрою — оригінальний термопривод із двошарової пластини (метал і вініпласт). Його робота ґрунтується на різниці температурного розширення цих матеріалів. Пластину кріплять шарнірно: знизу до цоколя теплиці, зверху — до тяги фрамуги в бічній стінці. При зростанні температури пластина згинається і відкриває стулку, а при охолодженні повертається в початковий стан.