Как правильно организовать отопление в теплице: варианты систем, их преимущества и недостатки

Для круглогодичного выращивания овощей, в тепличном хозяйстве требуется организовать обогрев.
Отопление теплицы можно реализовать несколькими разными способами. Поговорим о каждом из них поподробнее.
Устройство отопительной системы
Обычно, отопительная система состоит из двух компонентов:
- теплогенератор: устройство, преобразующее в тепло какой-либо энергоноситель;
- рабочая среда (теплоноситель): передает выработанное тепло обогреваемому объекту.
Циркуляция рабочей среды обеспечивается такими способами:
- принудительно: перекачивается насосом или вентилятором;
- за счет конвекции (естественная или гравитационная циркуляция): нагретую, менее плотную среду сила Архимеда заставляет подниматься вверх.
Далее рассматриваются наиболее распространенные виды отопления.
Биологическое
Принцип работы состоит в следующем:
- выкапывают котлован глубиной 70 см;
- разогревают свежий навоз, заложив в выкопанную в нем яму раскаленные кирпичи (сверху присыпаются навозом);
- выгружают разогретый навоз в котлован и трамбуют, так чтобы его толщина составляла в итоге 50 см;
- поверх навоза укладывают слой плодородного грунта толщиной в 20 см.
Деятельность бактерий разлагающих навоз, сопровождается выделением тепла в течение довольно длительного времени. Затем делают новую закладку.
Электрическое
Электрическое отопление — наиболее удобное, поскольку обладает рядом достоинств:
- работает бесшумно;
- нет выхлопа, а значит, не нужен дымоход;
- минимальный риск пожара (отсутствует открытое пламя).
Но есть существенные недостатки, препятствующие широкому распространению этого вида отопления:
- ограниченная мощность подключения: 10 кВт на одно хозяйство (для увеличения производительности требуется менять оборудование на подстанции);
- высокая стоимость электроэнергии.
Электрические системы отопления делятся на два вида:
- с жидкостным теплоносителем. По периметру теплицы прокладывают контур из труб, концы которого сходятся в приямке с гидроизолированными стенками. В приямке размещают подключенный к электросети ТЭН, после чего его и трубы заполняют водой. Нагретая ТЭНом вода сама циркулирует по трубам. Это самый простой вариант. Более дорогой — установить и подключить к контуру электрокотел с циркуляционным насосом;
- с греющими кабелями. Используются резистивные кабели, выделяющие тепло при протекании через них тока. Лучше применять саморегулирующиеся — они не перегорают при перегреве. Кабели закладывают в грунт, подложив снизу экструдированный пенополистирол (теплоизоляция), а сверху — термостойкий гидроизоляционный материал. Такую систему принято называть «теплым полом».

Электрическое отопление теплицы
Владельцы отопления с жидкостным теплоносителем могут сэкономить, установив теплоаккумулятор (большая емкость для теплоносителя) и перейдя на 2-ставочную систему оплаты электроэнергии. Котел работает только ночью, когда электроэнергия стоит в 3 раза дешевле обычного, а днем используется тепло, накопленное в теплоаккумуляторе.
Газовое
Данный вид отопления лишь немногим уступает электрическому в удобстве, но зато значительно превосходит его в дешевизне, потому является наиболее распространенным. Используется газовый котел, подключенный к уже описанному контуру с жидкостным теплоносителем.
Печное
Достоинства печного отопления:
- используется твердое топливо, зачастую довольно дешевое;
- независимость от работы централизованных систем — газо- и электроснабжения;
- при наличии навыков печь можно сложить самостоятельно, благодаря чему она обойдется гораздо дешевле котла.
В топке или дымоходе устанавливают теплообменник, подключаемый к системе водяного отопления. Недостаток печи — необходимость постоянно подкладывать дрова. Однако, благодаря способности кирпичных стенок накапливать тепло, топить печь приходится намного реже, чем стальной твердотопливный котел прямого горения.
Воздушное
Использование жидкого теплоносителя в автономных системах отопления, на самом деле не оправдано. Это просто результат бездумного следования традиции.

Паровой обогрев теплицы
Жидкий теплоноситель — вода или антифриз — ввиду своей большой теплоемкости требуется там, где теплогенератор значительно удален от потребителя, то есть в централизованных системах отопления.
Здесь имеют место высокие теплопотери, потому и требуется большая теплоемкость. В автономной системе теплогенератор расположен прямо в отапливаемом объекте, потому на роль рабочей среды отлично подходит воздух.
Достоинства воздушной системы отопления:
- не бывает протечек;
- в отопительном контуре не возникает пробок, как в водяной системе при завоздушивании;
- элементы системы не подвергаются коррозии;
- вместо дорогих труб и арматуры, используются дешевые воздуховоды и заслонки.
Теплогенератором в системе воздушного отопления может выступать:
- конвектор — печь с вертикальными трубами вокруг топки. Нагретый в трубах воздух устремляется вверх, в подсоединенные к ним воздуховоды;
- тепловая пушка. По устройству напоминает фен: вентилятор прогоняет воздух через разогретые элементы. Пушки бывают электрическими и топливными — газовыми и дизельными.
Котлы для отопления теплиц
Выбирая котел, стоит прислушаться к рекомендациям:
- электрический. Наиболее доступны и практичны — ТЭНовые. Электродные дешевле, но предъявляют высокие требования к теплоносителю. Индукционные неоправданно дороги;
- газовые. Предпочтительней будет модель с закрытой камерой сгорания (воздух для топки забирает с улицы). Ее можно установить в теплице, а не в тамбуре, что исключает потери тепла. Наибольшим КПД обладают конденсационные котлы. Но они работают только с низкотемпературными системами, так что придется устраивать отопление по схеме «теплый пол» (трубы «змейкой» закладываются в грунт);
- твердотопливные. Целесообразно приобретать агрегаты, долго работающие на одной закладке топлива.
Твердотопливные котлы бывают:
- пиролизные. Прочие достоинства: высокий КПД и чистый выхлоп;
- котлы верхнего горения;
- котлы с принудительной подачей воздуха (умеют без участия пользователя работать в режиме «старт-стоп»);
- пеллетные котлы. Работают на гранулах, спрессованных из жмыха или опилок. Те подаются в топку автоматически шнековым питателем, так что пользователю требуется только заполнять время от времени бункер.

Печка для теплицы
Не рекомендуется приобретать котлы, рассчитанные на эксплуатацию в режиме тления (Булерьян и т.п.), хотя и они работают на одной закладке относительно долго. У таких отопителей крайне низкий КПД. А кроме того, у них в дымоходе образуется большое количество очень токсичного конденсата.
Случайно попав в грунт, тот сделает овощи ядовитыми. Такие котлы допускается использовать только в оранжереях, где выращиваются декоративные растения, а не съедобные.
Можно ли использовать инфракрасный обогрев?
ИК-излучение не таит в себе никакой опасности. Такие лучи исходят от любого нагретого тела — солнца, печи, отопительного радиатора. Преимущество ИК-обогрева состоит в отсутствии посредника, коим в прочих системах выступает воздух: растения получают тепло напрямую.
Теплопотери, соответственно, снижаются (в других системах тепло уносится воздухом под потолок), так что ИК-отопление можно считать наиболее экономичным.
Виды ИК-обогревателей
Все ИК-обогреватели для теплиц работают на электричестве. Однако, используя один энергоноситель, они могут иметь различную конструкцию.
Корпусные
Такие приборы еще называют ламповыми ИК-обогревателями. Излучатель — спираль, помещенная в кварцевую трубку (защита от пыли), закреплен в отражателе.

Корпусный ИК-обогреватель
Корпусные ИК-отопители крепят вверху — на стене или под потолком. Минимальное расстояние до растений — 1-1,5 м (зависит от мощности).
Пленочные
Между двумя слоями полиэстера находятся дорожки из углеродистой пасты. На самом деле такие устройства инфракрасными не являются: они нагреваются до температуры не выше +400С (при плохом теплоотводе — до +700С), так что испускают еще менее интенсивное ИК-излучение, чем обычный отопительный радиатор.
Для сравнения: спираль лампового ИК-обогревателя разогревается до температуры в 600С (до красного свечения).
Пленочный обогреватель отдает тепло контактным способом, потому его закладывают в грунт подобно греющему кабелю. Применение такого обогревателя в теплице опасно!
Ленточные
Эти обогреватели устроены аналогично пленочным, но имеют небольшую ширину, равную грядке. Это позволяет экономить, размещая устройства обогрева только под растениями.
Устанавливают ленточные обогреватели и в междурядьях — вертикально. В таком положении они греют воздух подобно низкотемпературным радиаторам большой площади.
Расчет отопления теплицы
Мощность системы отопления соответствует теплопотерям в самый холодный период зимы. Величина теплопотерь зависит от перепада температур внутри и снаружи теплицы, а также от теплопроводности ограждающих конструкций — стен и крыши.
Формула W = 1.25 * Кт * S * (tвн — tнар), где:
- W — мощность теплопотерь, Вт;
- 1,25 — коэффициент, учитывающий теплопотери от проветривания и продувания;
- Кт — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/кв. м*0С (не путать с коэффициентом теплопроводности материала);
- S — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
- Tвн — температура внутри теплицы, принимается равной +180С;
- Tнар — самая низкая температура самого холодного месяца, 0С.
Значения Кт для различных конструкций:
- стекло с металлическими шпросами: 6,4;
- двойное остекление на металлических рамках: 3,3;
- полиэтиленовая пленка: 10;
- полиэтиленовая пленка с конденсатом (в теплицах с высокой относительной влажностью): 7,5;
- двойное пленочное покрытие с воздушной прослойкой: 5,8;
- то же с конденсатом: 4,6;
- бетонный цоколь толщиной 40 см: 2.
Существуют компьютерные программы и онлайн-калькуляторы, выполняющие расчет по введенным пользователем параметрам.
Видео по теме
Об организации водяного отопление в теплице в видео:
Выбор системы отопления зависит от того, какой вид топлива в данном регионе наиболее доступен. Потому признать однозначно какой-либо способ лучшим, — нельзя. При проектировании системы отопления, какой бы она ни была, следует тщательно рассчитать затратную сторону, иначе зимние овощи могут обойтись чересчур дорого.