Aquecimento geotérmico da estufa: faça você mesmo

Neste artigo, vamos dizer a você, talvez, a maneira mais ideal de aquecer estufas e estufas – um sistema de aquecimento geotérmico. Você conhecerá os princípios de seu funcionamento, vantagens e também receberá instruções detalhadas sobre como instalar de forma independente este sistema em sua unidade..

O dispositivo de estufas e estufas inclui muitas nuances que não são inferiores umas às outras em importância. A operação eficiente de um sistema de aquecimento de estufa é muito mais importante do que iluminação ou ventilação. Os avanços modernos na indústria de comunicações de engenharia fornecem uma solução original para a implementação de aquecimento com efeito de estufa com base nas leis da natureza e energia de fontes renováveis.

O aquecimento geotérmico é a escolha óbvia para um proprietário racional

A principal tarefa do sistema de aquecimento é manter o nível de temperatura exigido na zona de cultivo e amadurecimento. No inverno, quando a temperatura externa está abaixo do permitido, o efeito estufa não é suficiente e, portanto, uma fonte de calor adicional deve ser usada para garantir um clima favorável. Naturalmente, o sistema de aquecimento não deve ser apenas altamente eficiente, mas também o mais econômico possível..

Benefícios da convecção geotérmica

Métodos inovadores de fornecimento de energia alternativa são freqüentemente vistos com ceticismo, acreditando que métodos gratuitos de obtenção de energia não podem existir. Os sistemas de aquecimento geotérmico de convecção podem ser adicionados com segurança a uma série de exceções a esta regra. Apesar da complexidade tangível na implementação, que será discutida a seguir, tais sistemas têm uma série de vantagens que mais do que compensam todas as desvantagens:

1. Autonomia completa. O sistema não depende do fornecimento de energia.
2. Os sistemas de aquecimento por convecção não incorrem em custos durante a operação
3. Não há necessidade de manutenção, aprovação, reparo periódico.
4. Vida útil – a partir de 50 anos com o arranjo certo.
5. Manter o clima necessário ao longo do ano.
6. Criação de um microclima ameno e equilibrado com regulação automática de umidade e ventilação uniforme.
7. O sistema é uma fonte adicional de dióxido de carbono.

Princípio de operação

Para realizar no futuro uma instalação tecnicamente competente com um mínimo de investimento de tempo, você deve conhecer os princípios básicos de funcionamento do sistema de convecção geotérmica. O resultado final é que as camadas profundas do solo têm uma temperatura constante de 5–7 ° C no inverno e de 10–12 ° C no verão. Isso é suficiente para garantir a temperatura de base, que pode ser elevada várias vezes devido à radiação solar durante a ação do efeito estufa no inverno..

No verão, o sistema protege as plantas de altas temperaturas, estabilizando o clima interno com ar frio. Assim, ao longo do ano, a temperatura é mantida na faixa de 23–27 ° C, o que é suficiente para o cultivo de vegetais que são comuns em latitudes médias. É importante notar que, devido às trocas de ar, o solo desempenha o papel de acumulador de calor: aquece durante o dia e emite calor uniformemente à noite..

Sabe-se que com a ajuda dessas estufas, funcionando perfeitamente nas condições das geleiras eternas, a Groenlândia abastece plenamente sua população de frutas exóticas. É claro que em um clima tão severo, aquecimento adicional é necessário, mas o custo de fornecê-lo é insignificante.

Custos de instalação

Como já mencionado, o processo de construção de sistemas de convecção geotérmica está associado a certas dificuldades. Em primeiro lugar, com a colocação dos principais elementos funcionais no subsolo. A construção de estruturas deste tipo está associada a escavações em grande escala e à organização de comunicações subterrâneas, o que exige um certo investimento de tempo, esforço e dinheiro. Mas a eficiência e economia de tal método de aquecimento para estufas são inestimáveis ​​e, portanto, valem todo o esforço despendido. Além disso, o custo dos materiais de construção será baixo em relação aos fundos investidos na organização do aquecimento a gás ou elétrico..

Preparação para construção

Não é possível equipar uma estufa já construída com aquecimento geotérmico. Em qualquer caso, a eficácia de tal melhoria será muito menor do que se a construção de tal sistema estivesse implícita na fase de projeto..

Nós determinamos um local adequado

Como regra, os sistemas GTK são usados ​​em estufas e estufas razoavelmente grandes, com foco no cultivo de hortaliças ou flores durante o ano todo. A sua utilização é aconselhável quando a área da estufa for de 50 m2. m, e com o aumento do espaço utilizável, esses sistemas funcionam ainda mais eficientemente. Portanto, vale a pena determinar inicialmente o tamanho da estrutura projetada.

Para a construção do sistema de aquecimento, será necessário um local, com dimensões ligeiramente superiores às dimensões da estrutura proposta, no qual não existem árvores e edifícios: durante o processo de construção, este local irá transformar-se numa fossa profunda. A área deste plano deve ser pelo menos um terço maior do que a área planejada da estufa, observada esta dependência em dimensões lineares. Ou seja, se uma estufa for projetada com uma largura de 6 m e um comprimento de 12 m, as dimensões da parcela devem ser de 8×16 m. Com dimensões globais acima de 14 m, a área da cava deve ser aumentada em não mais que 3,5 m: com uma largura e comprimento da estufa de 16×20 m , respectivamente, o poço deve ter um tamanho de 19,5×23,5 m.

A base técnica necessária para a implementação do projeto. Preparação para o trabalho

Em primeiro lugar, é necessário garantir a possibilidade de colocação do solo trabalhado nas imediações da estufa a construir. Além disso, se for impraticável escavar o solo manualmente, deve-se organizar a possibilidade de acesso para o equipamento da escavadeira. Os principais consumíveis utilizados na construção do sistema de aquecimento GTK são areia de rio, brita fina, tijolos de entulho, encanamentos com diâmetro de 110 mm e conexões nodais para os mesmos, bem como placas de espuma de poliestireno. Os custos dos materiais podem variar muito dependendo da densidade projetada do sistema, no entanto, vale a pena começar com $ 120-140 por metro quadrado de estufa pronta. É importante notar que quanto mais quente o clima na região onde a estufa é construída, menor deve ser a densidade de utilidades subterrâneas..

Cálculo de indicadores funcionais

O principal parâmetro técnico que caracteriza o funcionamento do sistema de aquecimento é a quantidade de calorias de energia térmica entregue a um determinado volume fechado. Cálculos detalhados e cálculos para aquecimento geotérmico de estufas estão disponíveis apenas para projetos baseados na operação de bombas de calor. Devido à falta de marcos regulatórios para sistemas de convecção geotérmica, ela permanece contente apenas com as normas estipuladas pelo SNiP 23-01-99 e SNiP 2.04.05-91. Nestes documentos, estamos a falar da concepção e implementação de sistemas climáticos de uso geral, no nosso caso, o sistema de razões básicas vem em nosso socorro, comprovado pela experiência prática.

Para garantir o funcionamento eficiente do sistema, deve-se seguir a seguinte regra: a densidade de colocação dos dutos de ar sob o solo deve ser de no mínimo 2,7 m por metro quadrado de área aproveitável da estufa. Uma diminuição neste indicador tornará a operação do sistema menos eficiente, e uma colocação mais densa de utilidades subterrâneas dará uma vantagem em um clima mais estável com uma amplitude menor de flutuações de temperatura..

Implementação prática. Montagem

O processo de construção de tal sistema de aquecimento pode levar de duas semanas a um mês, dependendo do grau de participação e do tamanho da instalação que está sendo construída. Se for problemático realizar trabalhos de escavação apenas por conta própria, a construção independente de uma rede de comunicações não causará dificuldades.

Poço e sua preparação

O poço deve ter uma profundidade proporcional ao nível de congelamento do solo no inverno. O sistema tem garantia de trabalho a uma profundidade de 3–3,2 m, mas este número pode ser muito menor quando se trata de regiões do sul afetadas por correntes de ar continentais. A camada fértil de solo é removida até uma profundidade de 25-30 cm e é preservada, enquanto a argila e o solo intercalado com ela podem ser parcialmente removidos. A fossa deve ter formato retangular ou trapezoidal, não havendo necessidade de fixação das paredes. As encostas do poço a uma profundidade de mais de 0,7 m são isoladas com placas de poliestireno expandido. O fundo da cava é primeiro coberto com uma camada de brita fina de 10-15 cm, e então – com areia de até 30 cm e levemente compactada. Com o auxílio de fios esticados, são marcados os contornos internos das paredes da futura estufa e seu eixo longitudinal.

1 – solo fértil; 2 – argila; 3 – areia (250-300 mm); 4 – brita ou cascalho; 5 – Placas PPS

Colocação de duto e aterro

Tubos de PVC de esgoto com um diâmetro de 110 mm são fixados no leito preparado com fio laminado a frio de 6 mm de espessura. O assentamento é realizado ao longo de um contorno predeterminado do trecho, o que fornece a densidade necessária do duto subterrâneo. É melhor usar um assentamento de tubo em forma de cobra, dividindo o duto em seções de até 1,5–2 m de largura. Os tubos devem ser colocados a uma distância de 30–50 cm das paredes do poço. Cada seção do duto deve ter uma conexão em T no centro com três soquetes, cujo ramo central é trazido à superfície estritamente ao longo do eixo longitudinal da estrutura planejada, com um possível desvio de até 0,5 m para oeste.

1 – T D 110 mm com três soquetes; 2 – curvatura de 90 ° nos dois lados; 3 – ramo lateral; 4 – ramal central

Os ramos laterais de cada segmento também são trazidos à superfície, mas a uma distância de 20–25 cm das paredes da futura estufa e, junto com os ramos centrais, são firmemente abafados com membranas de polietileno ou tampões de plástico. É melhor fixar as seções verticais do duto com pó na base. Quando o sistema de dutos está totalmente montado, a fossa é preenchida até o limite superior da camada isolante de calor, ou seja, até 0,7 m da superfície do solo. Neste caso, é necessário controlar a posição estritamente vertical dos ramos que saem para a superfície.

A fase final do trabalho

Depois de encher o poço até o nível necessário, o local localizado fora do perímetro da estufa é coberto com poliestireno expandido e coberto com terra preta até o nível do solo. Dentro da futura estufa, deve ser formado um poço de 90 cm de profundidade, e suas paredes devem ser protegidas com fôrma de painel e isoladas do lado de fora com placas de PPS. O aprofundamento sob a estufa é preenchido com a quantidade de chernozem necessária para o cultivo, de forma que a superfície da terra fique 35–40 cm abaixo do plano do terreno adjacente. Após a construção da estufa, é necessário estender os ramos centrais do duto para que as extremidades dos tubos fiquem a uma distância de 30–35 cm do nível do telhado. Os galhos laterais permanecem no mesmo nível ou podem ser cortados a 10-15 cm do nível do solo.

Convecção forçada

Um fungo de ventilação convencional pode ser usado como a terminação das saídas que saem para a superfície: o sistema na maioria dos casos funciona bem sem a troca de ar forçada. Se você deseja aumentar o desempenho e evitar fortes quedas de temperatura, pode usar exaustores e unidades de filtragem caseiros. O dispositivo para troca de ar forçada inclui a função de filtragem de ar grosso e pode ser feito de forma independente usando um esquema simples e eficaz..

1 – ventilador; 2 – malha; 3 – selante

Como base de tal dispositivo, uma caixa é usada – uma conexão ou junta de expansão para tubos de esgoto. Um exaustor elétrico é inserido no meio da caixa (observe a direção do fluxo gerado) e fixado com selante de silicone com selagem cuidadosa das lacunas. Ventiladores elétricos usados ​​em sistemas de ventilação forçada são caros e, portanto, dispositivos removidos de grades de ventilação baratas ou resfriadores de caixa para equipamentos de escritório são bastante adequados. Este último, é importante notar, tem uma tensão de alimentação de operação de 12 V, e deve funcionar em modo ligado constante, enquanto os outros ventiladores podem ser ligados por meio de um relé de tempo diário ou periódico: um ligamento de curta duração de 15 minutos por hora é suficiente. O dispositivo acabado é instalado nos ramos laterais e fechado no topo com um fungo de ventilação.

Filtragem de ar e eliminação de condensação

Os filtros não são necessários como tal. É suficiente usar duas camadas de uma rede mosquiteira com uma malha de 0,2–0,4 mm para evitar que os insetos (borboletas, formigas, aranhas) entrem no sistema. É melhor puxar a rede em um aro caseiro e colá-lo em uma caixa com um ventilador.

Devido à diferença de temperatura entre o ar e o solo, grandes quantidades de condensado podem se acumular na tubulação. Para evitar isso, você pode fazer furos com um diâmetro de 5 mm neles antes de colocar os tubos na quantidade de 10-15 peças por metro corrente do tubo. Naturalmente, no assentamento, o tubo deve ser orientado com os furos voltados para baixo. Se tal melhoria for realizada, a água da composição do duto irá para a camada solta do leito, e a umidade do ar na estufa pode ser regulada uniformemente adicionando uma pequena quantidade de água (3-5 litros) a cada segmento do duto.

Um sistema de aquecimento com efeito de estufa baseado na convecção geotérmica do ar é o meio mais econômico de proporcionar um clima estável e quente favorável ao cultivo e maturação das safras. Não requer manutenção, exceto limpeza periódica de filtros de mosquitos, e se recomenda como equipamento de climatização totalmente autônomo.

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