Солнечный обогрев теплиц и парников

Назначение теплиц и парников — поддержание внутри них микроклимата, благоприятного для развития растений. Главные характеристики при этом — влажность и температура воздуха и почвы. Расходы на обогрев теплиц составляют львиную долю стоимости продукции крупных тепличных хозяйств. Дачники, как правило, не могут позволить себе энергозатратные производственные технологии.

Один из наиболее перспективных способов обогрева теплиц и парников на дачном участке — использование гелиоэнергии. Общие принципы парникового эффекта, лежащего в основе солнечного отопления теплицы, хорошо известны. Обогрев парника происходит благодаря тому, что солнечные лучи, проходящие через прозрачное покрытие, нагревают почву и предметы, от которых, в свою очередь, разогревается воздух. Удержание тепла внутри теплицы обеспечивается надежностью конструкции и качеством укрывного материала.

Уровнем солнечного излучения управлять невозможно. Задача дачника состоит в том, чтобы максимально эффективно использовать то, что предоставляет природа. Эффективность использования солнечной энергии зависит от месторасположения теплицы и ее ориентации относительно сторон горизонта, формы теплицы и материала покрытия, применения дополнительных способов аккумулирования энергии.

Выбор места для теплицы

С точки зрения сбора и сбережения солнечной энергии теплицу целесообразно размещать там, где в течение дня чаще бывает солнце. Место должно быть открыто для солнечных лучей максимально возможное время. В полдень, когда солнце в зените, наиболее освещены теплицы, ориентированные с востока на запад.

Если нет возможности выбрать место, освещенное солнцем в течение всего светового дня, предпочтение надо отдавать участкам, освещаемым утром, до полудня. Предрассветные часы самые холодные. Под утренними лучами солнца растения быстрее отогреются, в то время как в тенистых местах холод сохранится значительно дольше. Чем раньше начнется обогрев теплицы, тем лучше она прогреется к вечеру, тем эффективнее будет использоваться энергия.

Теплица должна быть защищена от ветров и сквозняков. Герметичный материал покрытия, как правило, обеспечивает надежное удержание воздуха внутри накрытого пространства. Но само покрытие под ветром интенсивно охлаждается, что приводит к потерям энергии за счет повышенного конвекционного теплообмена.

Колышущий листья и тоненькие веточки слабый ветер скоростью 5 м/с снижает температуру внутри теплицы на 5оС. Поэтому на открытом месте сооружение целесообразно защищать от ветра искусственными препятствиями, защитными насаждениями, плетнями, тентами.

Форма теплицы

Как известно, наименьшие теплопотери — у шарообразных объектов. Наиболее приближены к такой форме арочные теплицы с округлым сводом и в виде шатра. Стоит, однако, учесть, что в теплицах с наклонными стенками возле них невозможно выращивать рослые растения.

Для эффективного использования солнечной энергии высота теплицы или парника должна быть как можно ниже. В высоких сооружениях теплый воздух скапливается вверху, в то время как земля и растения находятся в холодной зоне. С другой стороны, для рослых растений нужен простор, да и в теплице ниже человеческого роста дачнику практически невозможно работать. Облегчить уход за насаждениями поможет траншея для прохода глубиной примерно по пояс, вырытая посреди теплицы.

Практически весь поток солнечной энергии поступает в теплицу с южной стороны. Исходя из этого, главное требование к северной стенке — уменьшение потерь. Для этого ее можно сделать полностью непрозрачной, утеплить и выкрасить изнутри белой глянцевой краской или даже покрыть фольгой.

Как видим, требования к форме теплицы достаточно противоречивы. Ориентируясь на «золотую середину», наиболее удобной и эффективной является теплица в форме трапеции с высокой утепленной северной стенкой, более низкой южной и наклонной крышей.

Материал покрытия

Не менее формы важен прозрачный материал, которым накрыта теплица. Чем выше его светопроницаемость, тем больше солнечной энергии проникнет в теплицу, чем лучше теплоизолирующие свойства, тем меньше энергии теряется. Для устройства теплиц дачниками чаще всего используется стекло, различные пленки и поликарбонат.

Самый популярный вариант благодаря его дешевизне — обычная полиэтиленовая пленка. Светопроницаемость новой пленки сравнима с параметрами стекла. Однако следует знать, что полиэтилен — нестабильный материал, свойства которого значительно ухудшаются под действием солнечного света. Причем не только светопроницаемость, но и прочность. Кроме того, пленка плохо держит тепло. Обычный полиэтилен способен сохранить не более 2/3 тепла, удерживаемого однослойным стеклом.

Значительно улучшают свойства пленки современные полимерные добавки. Стабилизирующие добавки снижают светопроницаемость, но продлевают срок службы пленки. Люминофорные — изменяют спектр солнечного излучения, преобразуют вредную ультрафиолетовую часть в инфракрасную, повышая энергетическую эффективность пленки. Отличными энергосберегающими свойствами обладают многослойные воздушно-пузырьковые пленки.

Традиционный материал для теплиц — стекло. Оно пропускает свет лучше всех остальных материалов. Однако по способности удерживать тепло стекло уступает современным полимерным материалам. Кроме того, стекло является хрупким и тяжелым материалом, что увеличивает расходы на строительство и содержание теплицы.

Хит последних лет — поликарбонат. Производители расхваливают его свойства Светопроницаемость поликарбоната ниже, чем у стекла, но этот недостаток компенсируется высокими теплоизолирующими свойствами, легкостью, простотой монтажа и длительным сроком службы. Однако оценки дачников, эксплуатирующих теплицы, покрытые поликарбонатом, часто менее оптимистичны.

Листы поликарбоната в процессе эксплуатации покрываются микротрещинами и царапинами, что существенно снижает их светопроницаемость, и делает малопригодными для использования в теплицах. Из-за этого недостатка поликарбонат приходится менять в сроки, соизмеримые с заменой современных пленочных покрытий.

Сравнительные характеристики покрытий из пленки, стекла и поликарбоната приведены в таблице.

Как видно из таблицы, наилучшими энергосберегающими способностями обладает новое поликарбонатное покрытие. Однако, учитывая разницу в стоимости материала и сдержанные отзывы, выбор многослойной воздушно-пузырчатой пленки, возможно, окажется более практичным.

Хорошего урожая!