Способы обогрева грунта

В практике защищенный грунт обогревают за счет солнечной радиации, биотоплива, горячей водой или паром от котельных, отходами теплоты промышленных предпри­ятий, а также электронагревательными установками.

Солнечный обогрев используют в сооружениях защищенного грунта наряду с другими дополнительными видами обогрева.

Солнечные лучи, проникая через светопрозрачные ограждения, нагревают почву, воз­дух, растения. Нагретые тела испускают инфракрасные тепловые излучения, которые через светопрозрачные ограждения практически обратно не проникают. Поэтому внутри сооруже­ний происходит накопление теплоты. Однако солнечный обогрев дает большее значение су­точных колебаний температуры: днем она повышается, а ночью резко снижается.

Биологический обогрев осуществляют за счет теплоты, выделяемой органическими материалами в процессе их разложения микроорганизмами. В качестве биотоплива используют навоз животных и органические отходы от промышленных предприятий. После заправки защищенного грунта биотопливом температура его постепенно за 1...3 недели повышается до 60...70°С, затем снижается до 20...30°С и держится на этом уровне в течение двух месяцев. Биологический обогрев наиболее удобен в парниках и весенних небольших теплицах, где постепенное снижение температуры биотоплива компенсируется увеличением солнечной радиации. Однако на заправку биотопливом требуются большие затраты труда, и в то же время практически невозможно управлять температурой его разложе­ния.

Водяной обогрев - самый распространенный вид обогрева благодаря высоким эксплуа­тационным и экономическим показателям. Он характеризуется простотой устройства и низ­кой трудоемкостью, легкостью управления и безвредностью для растений и об­служивающего персонала, доступностью и высоким процентом использования теплоты (65...70%).

Для водяного обогрева почвы в парниках на глубине 60...65 см в песчаной подушке укладывают асбоцементные трубы диаметром 50...100 мм, а для обогрева воздуха проклады­вают вдоль парубней под рамами металлические трубы диаметром 50 мм с уклоном 0,003. Циркуляцию горячей воды создают принудительно при помощи электронасоса.

В блочных теплицах трубы для циркуляции горячей воды укладывают в почве, по по­верхности почвы, а также вдоль стен и под стеклянной кровлей. Зимние теплицы обогрева­ют водой с температурой 70...90 °С, парники - 50...70 °С, утепленный грунт - 40 °С.

В качестве дополнительного и особенно аварийного обогрева используют воздушно-калориферные установки, которые благодаря малоинерционности и легкой управляемости быстро выравнивают температуру по всей площади теплицы. В этом случае источником теп­лоты является водяной, газовый или электрический калорифер, а теплоносителем - воздух теп­лицы, прогоняемый вентилятором через калорифер.

В некоторых теплицах воздушное отопление осуществляют путем непосредственного сжигания газа в теплице с одновременным обогащением атмосферы углекислым газом.

Электрический обогрев используют в основном в парниках. Он бывает почвенный, воздушный и комбинированный - почвенновоздушный. Для электрообогрева применяют трубчатые или оголенные проволочные нагревательные элементы, специальные нагреватель­ные провода или асфальтобетонные нагревательные элементы, электродные и другие.

В качестве трубчатых нагревательных элементов используют оцинкованную проволо­ку диаметром 2,5...3 мм, протянутую внутри керамических или асбоцементных труб диаметром 75...100 мм. Трубы прокладывают в слое песка на глубине не менее 200 мм от поверхности почвы на теплоизоляционной подложке из шлака и гравия.

Нагревательные элементы присоединяют к сети напряжением 380/220 В. Средняя мощность нагревательных элементов для южных зон должна составлять 150...180 и для ос­тальных зон 180... 200 Вт на 1 м² площади.

Оголенные проволочные нагревательные элементы выполняют из стальной оцинко­ванной проволоки диаметром 3...4 мм, которую укладывают в теплоаккумулирующем слое песка петлями под обогреваемой почвой и закрепляют в натяжных планках в торцах обог­реваемого участка. Напряжение питания элементов используют сниженное до 12...50 В от специальных понижающих трансформаторов.

Электропромышленность выпускает подогревательный оцинкованный сельско­хозяйственный провод типа ПОСХП с полиэтиленовой изоляцией. Диаметр провода 1,1 мм, а вместе с изоляцией 3 мм, длительно допустимая температура нагрева изоляции не должна превышать 90 °С, что соответствует удельной мощности 25 Вт на 1 м длины провода. Провод ПОСХП заливают теплоаккумулирующим слоем, состоящим из цементно-песочной смеси (1:10), а сверху насыпают слой почвы. Провод подключают к напряжению 380/220 В. Асфальтобетонные нагревательные элементы выполняют в виде плит толщиной 6...7 см на все дно площади парников. В плиту закладывают зигзагом стальную оцинкованную прово­локу диаметром 2...3 мм, которую подключают к напряжению 380/220 В.

Электродный способ обогрева заключается в том, что в почву закладывают металличе­ские электроды и при их помощи через почву пропускают ток, нагревающий ее. Однако этот способ не нашел использования в практике из-за большого расхода металла (8...9 кг на 1 кВт установленной мощности обогрева), непостоянства сопротивления почвы и большой неравномерности распределения температуры по площади почвы.