Обогрев земли в теплице саморегулирующимся кабелем

Невозможно добиться нужного качества урожая без соответствующих климатических условий. Поэтому агрономы и селекционеры используют парники и теплицы, но в средней полосе РФ даже этого бывает недостаточно. Особенно, если заниматься выращиванием теплолюбивых растений из субтропиков. Зимой тепличные площади нуждаются в дополнительном отоплении – многие культуры даже в закрытом грунте не выдерживают очень низких температур. Весной погода тоже может не радовать, поэтому для ранневесенней высадки цветов и культур прибегают к дополнительным способам подогрева земли в парнике.

Как можно увеличить количество тепла

Чтобы выращивать культуры, температура почвы должна быть в пределах от +14°С до +25°С. Но даже при соблюдении этого условия земля не всегда способна передать именно то количество тепла, что требуется для обогрева всего тепличного пространства. По этой причине приходится реализовывать дополнительный подогрев почвы.

В теплицах частных домашних хозяйств организовывают обогрев:

• воздушным способом,
• водяными полами,
• электрическими полами.

Воздушный считается простейшим вариантом, можно выполнить его самостоятельно, без огромных вложений средств. Но есть нюанс – рекомендовано применять этот способ осенью и весной, зимой он не так эффективен. Его суть состоит в термоаккумуляции – поступающая на протяжении дня энергия тепла накапливается. В качестве аккумулятора задействуют глиняный слой. Обязательное требование есть к его толщине – 200 мм. Укладывают его под растительным слоем почвы.

По асбестовым или пластиковым канализационным трубам с диаметром от 100 до 200 мм перемещается воздух от вентилятора (можно маломощного), который устанавливают в общем коллекторе. В течение дня стенки труб передают тепло от воздуха подушке из глины, а она передает их впоследствии ночью растениям.

Чтобы повысить эффективность этой системы, под глину укладывают теплоизоляционный материал. Отлично с этой функцией справляется пенопласт. Воздушный обогрев можно улучшить и доработать, чтобы сделать возможной зимнюю эксплуатацию. Но это влечет немалые расходы. Обычно процедура предполагает монтаж подходящего обогревателя воздушного типа. Разрешено использовать электро- либо газовый конвектор, дровяную печь. Тепло от обогревателя будет направлено в проложенные трубы, а затем пойдет к земле и растениям.

Применение дровяной печи – более интересный способ. Ее ставят в глубоком приямке так, чтобы закопать дымоходную трубу под грядки, а затем она должна уйти вверх, за пределы строения. Сама печь будет увеличивать температуру воздуха в парнике, пока газоход будет прогревать почву.

У воздушного способа есть слабые стороны:

• обустройство такой системы «съедает» полезную тепличную площадь;
• топка печи – долгий процесс;
• вкапывать трубу придется глубоко из-за ее высокой температуры – на 0,5 м в грунт.

Но его основное достоинство – минимальные затраты. Ведь использовать можно даже самые простые печи-буржуйки.

Водяной способ требует более существенных вложений, однако он универсальный и дает лучший эффект. Универсальность состоит в том, что выбор энергоносителей почти не ограничен. Самое главное – правильная укладка петель нагревательных контуров.

Для установки теплых водяных полов снимают плодородный слой и глину примерно на 0,5 м. Утрамбовывают основание, а на него кладут слой теплоизоляции. Обычно это пенопласт толщиной 10 см. Его накрывают пленкой из полиэтилена, засыпают поверх песком толщиной 5 см. На такое основание укладывают трубу нагревательного контура, выдерживают при этом шаг от 20 до 30 см. И опять засыпают таким же количеством песка.

Полимерные и стальные трубы для отопления годны в качестве греющих контуров. Но если использовать элементы из пластмассы, надо защитить их сеткой, чтобы не повредить при эксплуатации. На эту сетку насыпают почву для выращивания растений. Возможно присоединение выведенных наружу патрубков к общему коллектору.

Коллекторы – обратный и подающий – подключают к источнику тепла. Чтобы система исправно работала, требуется циркуляционный насос. Важно помнить, что для подогрева почвы необходима температура теплоносителя примерно +40°С, а это проблемно для работающих на твердом топливе котлов. Но найти решение можно – есть 2 варианта:

• выполнить сборку смесительного узла с 3-ходовым клапаном и вторым насосом, когда часть теплоносителя уйдет на радиаторы. Это затратный способ;
• перенаправить в теплые полы жидкость из обратки – тогда выйдет полноценная теплица, которая отапливается и в которой подогревается почва.

Для парников подходит газовый котел, нагревающий воду до +40°С. А еще можно подвести магистрали от домашнего бойлера к сооружению. Но надо предварительно убедиться в том, что его мощности хватит.

Допускается направление нагретой термальными источниками воды в трубы почвенных контуров. Однако делать это разрешено осенью и весной. Приспособления располагают рядом с парниковым сооружением и подключают к системе благодаря циркуляционному насосу.

Электрический способ предполагает применение средств электроотопления. Он считается затратным, так как придется платить за электричество. Этот вариант оптимален для тех, у кого установлен многотарифный счетчик – включение оборудования преимущественно ночью позволит снизить затраты. Организация самой системы при этом обходится дешевле, по сравнению с водяными полами.

Почву прогревают с помощью:

• электрокабеля,
• кабельных матов,
• инфракрасной пленки.

Обогрев грунта греющим кабелем с использованием электричества делается по той же схеме, что и при монтаже водяных контуров. Разница в том, что требуется подключить систему к электросети и установить терморегуляторы для теплицы. С точки зрения автоматизации электричество – наиболее удобный источник тепла. Он не нуждается во вмешательстве и контроле со стороны человека. Достаточно настроить терморегулятор и погруженный в грунт датчик на нужный температурный режим.

Нагревательные маты представляют собой тот же кабель, но он уже прикреплен к сетке, что делает монтаж проще и быстрее.

Инфракрасную пленку изготавливают из полимерного материала, испускающего инфракрасные лучи с длиной волны от 7 до 20 мкм. Методом напыления на нее наносят широкие медные шины, по которым протекает электроток. Но есть нюанс – ее легко повредить садовым инструментом, поэтому установлена оптимальная глубина для прокладывания – 200 мм.

Зачастую в тепличных сооружениях теплые полы совмещают с радиаторным либо воздушным обогревом. Такой подход актуален для морозной погоды. Ведь нагретая почва обычно не в состоянии прогреть холодный воздух в оранжерее зимой. И те культуры, что получают тепло снизу, могут страдать из-за недостаточной температуры воздуха.

Преимущества и недостатки разных способов организации отопления в теплицах

Выбор системы обогрева грунта в теплицах нередко сопряжен с трудностями. Существует много вариантов – от элементарных до «умных» систем. Поэтому целесообразно учитывать сильные и слабые стороны каждого метода:

• конвекция естественная либо искусственная – простейший способ, при котором пространство парника прогревается благодаря притоку воздушной теплой массы. Задействуют солнечные батареи, печи, открытые горелки, камины, электрические конвекторы. Но минус кроется в неравномерном прогреве, сложном управлении;

• использование коллекторов – систему труб распределяют по нужному земельному участку, по ним циркулирует теплоноситель. Им может быть пар, вода, воздух. Этот метод сложнее в плане установки, но способствует более размеренному распределению теплоносителя. Генераторами энергии становятся печи и котлы;
• инфракрасный обогрев – включает использование нагревательной пленки, конвекторов. Главное преимущество – инфракрасный источник тепла прогревает не воздух, а поверхности предметов, это помогает энергосбережению. Однако сама организация ИК-отопления стоит немало, к тому же нужен точный расчет устройств для конкретной площади;
• подогрев грунта в теплице кабелем – считается самым энергоэффективным и компактным, так как практически все коммуникации находятся под землей. Имеющийся минус считается относительным – провода не дают очень высоких температур, рекомендована их укладка в утепленных участках.

Некоторые овощеводы предпочитают элементарные способы – солнечный и биологический. Только солнечный предполагает зависимость от погодных условий и отсутствие дополнительной защиты растений. Биологический подразумевает смешивание почвы с удобрениями, создающими тепловой эффект при разложении. К ним относятся торф, навоз. Но сама подготовка биоматериала сложна – нужно следить за регулярной подачей кислорода, поддерживать высокую влажность – не ниже 65%. И все это на сезон, не более.

Выбор того или иного варианта производят на основании информации о размерах сооружения, желаемом эффекте. Важен также бюджет, который есть в распоряжении.

Преимущества кабельного обогрева теплицы

• Равномерность распределения тепла. Греющему кабелю присуща одинаковая по всей длине отдача тепловой энергии. С его помощью можно исключить переохлаждение или перегрев культур.
• Универсальность. Такой способ прогревания почвы подходит для разнообразных теплиц, оранжерей, парников. При этом не важно, из каких материалов они изготовлены, какова их площадь.
• Простота установки. Монтаж системы не предполагает сложных действий, дополнительные конструкции – котельные, воздуховоды, печи, коллекторы – устанавливать не нужно.
• Возможна любая конфигурация кабеля. Провод укладывают в форме круга, квадрата, прямоугольника, в других более сложных формах. Это не влияет на показатели эффективности, не требует дополнительных трудовых затрат.
• Компактность. Такие системы экономят полезное пространство. За счет того, что находятся под землей, они не занимают ни площадь садового участка, ни территорию в тепличном сооружении.
• Высокая эффективность. Поскольку кабель выступает одновременно теплоносителем и источником тепла, потери энергии при перемещении и нагревании теплоносителя исключены.
• Экономичность. Можно настроить регулятор температуры для теплицы так, что при повышении температуры окружающей среды система в автоматическом режиме будет потреблять меньше энергии.
• Безопасность. Провод укладывают на глубину около 30–40 см, задействуют при этом армирующую сетку, гидроизоляцию. Он не сжигает кислород. Предельная температура нагревания кабеля составляет +65°С – она безопасна для культур.
• Возможность создания собственного микроклимата в разных зонах парника. Расстояние между витками можно делать любое. Это позволяет получить благоприятные для конкретных растений зоны.
• Автономность. Не нужно постоянно контролировать систему. Оставлять ее можно даже на несколько недель. К тому же есть возможность подключить ее к смартфону, чтобы быть в курсе состояния оборудования.

Особенности кабеля для обогрева почвы в теплице

Чтобы обогревать почву в теплицах, требуется двухжильный резистивный нагревательный кабель. Его поставляют в секциях. Для обеспечения температуры от +15°С до +25°С его линейная мощность должна составлять от 14 Вт/м до 17 Вт/м. Резистивный электрокабель имеет фиксированное значение погонной мощности, что отличает его от саморегулирующегося. Поэтому его задействуют также для утепления кровли и напольных покрытий.

Провод состоит из:

• основной токоведущей жилы,
• обратной токоведущей жилы.

Такое строение освобождает от необходимости возвращения силового кабеля к источнику питания при помощи дополнительного отрезка. Конец секции можно расположить в любом месте.

Изоляцию кабеля, обеспечивающую защиту от разрушения и перегревов, изготавливают из тефлона. Температура ее плавления составляет +185°С. Дренажная жила в сочетании с экраном из алюминия способствует заземлению, а экран выступает в качестве механической защиты. Внешняя оболочка провода гарантирует его герметичность, стойкость к воздействиям извне.

Саморегулирующийся кабель в используемых в парниках обогревательных системах не так эффективен. Он способен к саморегуляции, что означает зависимость его мощности от температуры окружающей среды. Из-за этого выходная мощность быстро снижается при функционировании в земляном слое. В итоге провода хватает только на самопрогрев. При этом такие модели просты в установке и эксплуатации, отличаются высокими показателями безопасности.

Приобретают резистивный кабель в готовых комплектах. Он бывает разной длины, этот момент учитывают заранее, так как нельзя менять длину готовой секции – мощность провода обусловливается сечением проводника. Для каждого отрезка секции задействуют электрокабель нужного сечения. При изменении длины нагревательной части поменяются также мощностные параметры всей секции. Это влечет снижение эффективности, перегрев, в худших случаях – замыкание.

Заводские секции имеют силовой кабель для подключения к энергопитанию. Его холодная часть соединяется с греющей муфтированием термоусаживаемыми трубками. Некоторые комплекты для обогрева грунта теплиц позволяют выполнить безмуфтовое соединение – для этого нужно, чтобы область соединения греющей и питающей частей размещалась под внешней оболочкой термокабеля. Этот вариант более безопасен, поскольку здесь не нарушается цельность оболочки. К тому же нет клеевого слоя, подвергающегося коррозии и нарушающего герметичность соединения.

Предельная температура нагрева низкотемпературного греющего термопровода составляет +65°С. Есть еще предельная рабочая температура, показывающая максимум, до которого способен нагреваться термокабель. Но существует также параметр предельной температуры воздействия – он означает температурный предел воздействия окружения, при котором провод сохраняет изначальные характеристики. У низкотемпературных моделей он обычно составляет от +70°С до +85°С. Однако для использования в парниках и оранжереях этот параметр не столь критичен – термокабель располагают в земле, внешняя среда не воздействует на него так, как если он был бы не в почве. Это значение чаще учитывают в случаях, когда планируется его применение при обогреве кровли. На крыше на него будет воздействовать солнечный свет, что приводит к перегреванию оболочки.

Расчет мощности кабеля для обогрева теплиц

Чтобы выращивать растения в парнике зимой, важно подобрать нужную мощность термокабеля. Для этого ориентируются на:

• регион, где расположена теплица;
• материал, из которого она сделана;
• сроки высадки культур.

Усредненное значение мощности на 1 кв. м составляет от 70 до 120 Вт. Чтобы избежать пересушивания системы корней растений, мощность термопровода не должна быть более 20 Вт на 1 м длины греющего кабеля. Оптимальный вариантом считается мощность примерно 15 Вт на 1 м. Такое значение освобождает от необходимости задействовать терморегулятор. Поддерживать нужный температурный режим почвы придется в пределах от +18°C до 25°C. Именно такие условия способствуют лучшей вегетации растений.

Для подбора мощностных характеристик системы учитывают также материал, из которого сделана теплица. Если она выполнена из обычного стекла, значение мощности должно быть больше, чем в парниках, произведенных из поликарбоната. Рекомендованы такие мощностные параметры саморегулирующегося термокабеля:

• если остекление одинарное – от 70 вт/кв.м до 120 вт/кв.м;
• если двойное – от 50 вт/кв.м до 100 вт/кв.м.

В качестве примера расчета длины термопровода можно взять ситуацию, когда надо обогреть теплицу с одинарным остеклением, находящуюся в средней полосе РФ. Ее площадь равна 18 кв.м (стены 6 м и 3 м соответственно), а грядки, нуждающиеся в утеплении, имеют размеры 1,2 м × 6 м=7,2 кв.м. Эту площадь необходимо умножить на выбранную мощность термокабеля: 7,2 м × 120 Вт = 864 Вт. Это значит, что кабель нужен с мощностью 800 Вт или более.

Если длина и ширина грядки составляет 5 м и 1 м, ее площадь равна 5 кв.м (5 м × 1 м). Можно выбрать среднее значение мощности для одинарного остекления – 100 Вт/кв.м. В таком случае мощность кабеля высчитывают по схеме 5 кв.м × 100 Вт = 500 Вт.

Чтобы узнать количество погонных метров термокабеля, мощность системы делят на количество Вт самого провода. Если взять рекомендованный вариант 15 Вт/кв.м, получится:

Lкаб.=500 Вт /15 Вт =33,3 м.

Для прогрева грядки понадобится купить 33 м термокабеля с мощностью 15 Вт/кв.м.

Этапы установки кабельного обогрева

Монтаж системы выполняют в определенной последовательности:

• Снятие верхнего слоя грунта на глубину от 0,3 до 0,5 м.
• Выравнивание земляной поверхности.
• Нанесение песчаного слоя толщиной 5 см, смачивание его водой, утрамбовка.
• Укладка теплоизоляции (можно брать пенопласт, пенополистерол).
• Укладка гидроизоляции (разрешено брать любой полиэтилен).
• Укладка монтажной сетки.
• Размещение кабеля на сетке с шагом 10–15 см.
• Фиксация кабеля посредством стяжек из пластика.
• Установка датчика в монтажной трубке между витками.
• Укладка еще 5-сантиметрого слоя песка, смачивание водой и утрамбовка для исключения воздушных полостей.
• Размещение защитной мелкоячеистой арматурной сетки.
• Насыпка слоя плодородной почвы толщиной от 25 до 40 см.

Установку можно упростить, если уложить термокабель без гидро- и теплоизоляции. Но теплопотери в этом случае будут больше, хотя корневая система будет чувствовать себя более свободно, ничто не помешает ее росту.

С помощью кабельной системы можно подобрать нужный температурный режим для каждой отдельной грядки. Это дает возможность выращивать в разные виды растений из различных климатических зон.

Продукция «Теплолюкс» для создания благоприятного микроклимата в теплицах

Для обогрева земли теплиц мы предлагаем:

• секции нагревательные кабельные 10SHTL-LT и секции 10SHTL-LT-3 – их используют в антиобледенительных системах обогрева кровель для предотвращения возникновения наледи в водосточных трубах, желобах. Возможно применение в системах обогрева открытых площадей при укладывании непосредственно в бетон, слой плиточного клея, цементно-песчаный раствор. Нагревательная секция состоит из 2-жильного кабеля с концевой и соединительной муфтой, установочным проводом. В набор включены сама секция SHTL и руководство по эксплуатации;

• кабель нагревательный SHTL-LT – его экран выполнен из алюминиевой ленты с заземляющей жилой из меди. Из него изготавливают секции для антиобледенительных систем. Кабель выполнен в соответствии с международными и европейскими стандартами, у него имеются международные сертификаты. Ему присуща усиленная механическая прочность, а оболочка характеризуется стойкостью к ультрафиолетовому излучению;

• кабель нагревательный SHTL – его применяют для изготовления нагревательных секций в антиобледенительных системах. Оплетка выполнена из луженых медных проволок, что способствует высокой механической прочности, защите проводника от помех. Изоляция из термоэластопласта обеспечивает высокие диэлектрические показатели, а многопроволочная конструкция с 2 жилами повышает прочность на излом, надежность контакта в муфте.

Мы работаем с 1994 года – за это время создали собственные разработки, которыми регулярно пользуемся. Наша продукция – с завода-изготовителя, мы не взаимодействуем с посредниками. Выполняем предварительный расчет обогрева без выезда на объект – для этого надо заполнить опросный лист.

Оставить заявку, узнать цену, задать вопрос можно по телефону.