Indholdet af artiklen
Antropovs grøft drivhuse, Ivanovs vegetariske, øko-drivhus, solcelle drivhuse med varmeakkumulatorer. I denne artikel overvejer vi funktionerne på enheden og fordelene ved disse unikke strukturer..
Drivhuse er strukturer, der markant forlænger væksttiden for forskellige afgrøder. De er nødvendige overalt. I de nordlige regioner er det vigtigt ikke at gå glip af en enkelt varm dag, og hver sparet varmegrad er af største betydning – når alt kommer til alt, når man dyrker grøntsager, er det nødvendigt at holde det inden for meget kort tid. I de sydlige regioner vil drivhuset hjælpe med at dyrke planter næsten året rundt..
Desværre har de traditionelle strukturer, der findes på næsten hvert personligt plot, tre største ulemper:
- På det tidspunkt, hvor solen står lavt, og det sker om morgenen og om aftenen i foråret, efteråret og vinteren, reflekteres dens stråler meget skarpe vinkler, hvilket resulterer i, at kun 25-30 procent af solenergien kan trænge ind i drivhuset.
- I den kolde sæson er det ret vanskeligt at opbevare og spare varme på grund af store tab gennem drivhusdækslet, hvilket fører til enorme spring i dag- og natemperaturer – og dette har en ekstrem negativ effekt på udviklingen og frugtningen af afgrøder.
- Traditionelle drivhuse har direkte ventilation i form af alle slags åbninger, døre og lignende. Og det er igennem det, at alt det, der er så nødvendigt for planter til normal vækst, kuldioxid, nitrogen og næsten al fugt, der fordampes af afgrøder, forlader. Derfor har drivhusbedene brug for konstant vanding og befrugtning..
De unikke principper for drivhusdesign, der diskuteres nedenfor, hjælper med at løse alle disse problemer..
Grøft drivhuse af Vladimir Antropov
Navnet taler for sig selv. Grundlaget for en sådan kvige er en grøft med en dybde på halvanden meter eller mere (det hele afhænger af, hvor dybt grundvandet er placeret på stedet), længden er vilkårlig, bredden er fra to meter. På siderne af grøften er der monteret murstensvægge, der tjener som en vidunderlig varmeakkumulator. Til dyrkning af planter bruges høje senge lavet af mursten her – for en detaljeret beskrivelse af deres design, se artiklen “Økologisk landbrug. Sådan oprettes smarte senge ”. Deres største fordel i dette tilfælde er, at de aktivt akkumulerer varme i løbet af dagen og gradvist frigiver den om natten..
Fra oven er skyttegravdækket dækket med en enkel buet struktur af plastrør bøjet af en bue. Rørene placeres i intervaller på 1,2 meter og fastgøres sammen med tværstænger. Plastfolie strækkes ud på følgende måde: den ene kant af strimlen er fastgjort til skinnen og trækkes med to reb til den anden side. Derefter presses kanterne på filmen mod bunden af drivhuset med trælister ved hjælp af dybler. For at filmen kan holde bedre, presses den til strukturen med reb kastet og strækkes godt mellem rammeledningerne.
Døre, der er placeret næsten under loftet i begge ender fungerer som åbninger i Antropovs grøftdrivhus. Teglsten er lavet af en sådan højde, at deres overflade er placeret under ryggen af drivhuset – dette er det sted, der er en zone med stabil ophobning af varm luft. Med denne ordning er der ingen negativ effekt af kold luft på planter – det flyder jævnt ned på gulvet.
Fordelene ved et skyttegravdrivhus ved dette design er åbenlyse. For det første reduceres varmetab betydeligt i Antropovs drivhuse, og den høje temperatur forbliver her i lang tid. Dette skyldes det faktum, at mursten rekvisitter og høje senge hurtigt opvarmes og akkumulerer en stor mængde varme. Derudover afgiver den dybe jordhorisont om vinteren varme af sig selv. Det relativt lille volumen og det minimale vindblæsningsområde bidrager til øjeblikkelig opvarmning af luften. Som et resultat er natten lufttemperatur i et sådant drivhus om vinteren 8-12 grader højere end i det sædvanlige. Jeg vil gerne bemærke, at der ikke bruges varme her overhovedet. Og for at beskytte planterne mod frost er det nok på de koldeste aftener bare at dække senge med ikke-vævet dækmateriale..
En anden vigtig fordel ved Antropovs grøftdrivhus er, at lufttemperaturen her ændres jævnt. Overfladen af varmeveksling gennem væggene i senge er tre gange større end gennem jorden. I betragtning af, at mursten perfekt holder varmen, opnås en slags varmesvinghjul, det vil sige, at den overskydende varme absorberes i lang tid, og dens mangel kompenseres i lang tid. Luften i sådanne strukturer overophedes først i midten af juni.
Eco drivhus
Forfatteren af ideen er den amerikanske landmand Anna Edei. Da hun organiserede det økologiske drivhus, brugte Anna ideerne fra grundlæggerne af permakulturbevægelsen, baseret på gensidig tilpasning af alle medlemmer af et vist økosystem til hinanden. Vi talte i detaljer om permakultur i artiklen “Organisk landbrug. Permakultur – liv i harmoni med naturen “.
Arealet af det øko-drivhus, der er bygget af Anna Edei, er 300 kvadratmeter. m. Strukturen er langstrakt i retning fra øst til vest. Den lodrette nordmur er dækket med hvid plast og fungerer som en reflektor for solens stråler. Taget er fladt, skrånende mod syd. Sidevæggene er lavet af fiberglas, og taget er dækket med sagein (pålidelig gennemsigtig varmeisolator), særlig opmærksomhed er tætheden – alt dette sikrer minimalt varmetab.
Men det vigtigste højdepunkt i øko-drivhuset er dens symbiose med dyr. I begge ender af strukturen er der lokaler til vedligeholdelse af dem – på den ene side et kaninhus, hvor 30–40 kaniner bor, på den anden side et hønsehus til 60-70 kyllinger. Disse værelser er også meget lette og lufttætte. Øko-drivhuset har et specielt system med perforerede rør lagt under jorden, hvorigennem varm luft fra gartnerierne pumpes ind i drivhuset ved hjælp af en ventilator. Og sammen med denne luft – varme, ammoniak, kuldioxid og fugt. Som et resultat er det godt for alle – luften i hønsehuset og kaninhuset renses, fodres og derved opvarmes planterne i drivhuset.
Jordens sammensætning i øko-drivhuset er som følger: sodjord, sand, kompost lavet af kylling- og kanindråber, aske. Et velorganiseret drypvandingssystem til undergrund skaber ideelle forhold for planter, når alt affald er samlet til dyrene, der bor i nærheden.
Anna Edei beregnet, at hvert “dyr” giver så meget varme om året, som man kan få fra 10 liter olie – besparelser på opvarmning når 7 tusind dollars pr. År.
Blandt andet akkumuleres en stor mængde varme i et øko-drivhus i vandet. Det samlede volumen af installerede vandtanke er omkring 16 ton, og specielle ventilatorer er monteret under loftet, drevet af solcellepaneler og tændt automatisk i solskinsvejr. De destillerer varm luft ned på containere med vand, indhegnet fra senge med planter ved et gardin om dagen. I løbet af dagen optager disse såkaldte radiatorer enorme mængder varme, som de afgiver om natten. Alle vandbeholdere forbindes med rør, således at varmt vand ovenfra destilleres nedad – således at hele volumen opvarmes jævnt.
Om sommervarmen sparer specialtænkt ventilation planterne fra overophedning i det øko-drivhus. På sydsiden er transomerne placeret lige ved siden af jorden og mod nord – næsten under loftet. Dette gør det muligt for den varme luft at glide op ad rampen og hurtigt undslippe. Tanke med vand udjævner effektivt temperaturforskellen, om natten afgiver de varmen om dagen og om dagen – natkølsomhed, så ventilation kun bruges på meget varme dage.
Vegetar Ivanov
Dette unikke princip om drivhusdesign blev udviklet og patenteret af Kiev-fysiklærer Alexander Vasilievich Ivanov tilbage i 50’erne af forrige århundrede. Vegetarets design er gennemtænkt til den mindste detalje og eliminerer alle tre hovedproblemer ved traditionelle drivhuse, som vi talte om i starten – mangel på sollys, varmetab gennem dækslet, tab af kuldioxid, fugt og nitrogen som et resultat af direkte ventilation. Lad os tale om alt i orden.
Det er nødvendigt at opbygge en vegetation på en skråning (15-20 grader). Hældningen kan være naturlig eller løs, men altid skråning mod sydøst- eller sydsiden. Bygningens omtrentlige størrelse: længde 5m, bredde 4m, højde 1,7-2 m. Det flade tag og tre vægge er lavet af glas eller cellulært polycarbonat, hvor sidstnævnte er næsten ideel til denne struktur.
Bagvæggen er solid. Dette kan være en passende væg i et hus eller ethvert bryggers, hvidkalket med kalk, malet med hvid maling og ideelt dækket med en spejlfilm. Det fungerer som en reflektor, der fordobler solens stråler på jorden..
Således øger en hældning på 15-20 grader, et fladt tag og en reflekterende væg om vinteren markant sollys, og jo lavere sol, jo kraftigere er effekten..
Problemer med varme, kuldioxid og kvælstoftab løses takket være en interessant opfindelse, som er en lukket cyklus med varme- og luftudveksling. Plastrør er begravet i jorden til en dybde på 35-40 cm, placeret i en afstand af 60-65 cm fra hinanden i hele drivhusområdet. Deres nedre (sydlige) ender fjernes fra jorden og lukkes med et fint mesh (for ikke at få affald). De øverste (nordlige) er forbundet med en tværgående opsamler, hvorfra der er anbragt en stigning (lodret rør) i hovedvæggen. Stigningen går ikke direkte ud, men gennem et specielt kontrolkammer, der åbner sig ind i vegetaren i en højde af omkring halvanden meter. Både over og under dette kammer er begrænset af spjæld, og ved udgangen til drivhuset er der en almindelig husholdningsventilator med en effekt på 15-20 W. Denne effekt er tilstrækkelig til 3-4 rør, hvis diameter er 7-10 cm. Hvis der er flere rør, er det nødvendigt at montere en anden stigerør med en ventilator.
I løbet af dagen, i solskinsvejr, er temperaturen inde i drivhuset 30-35 grader (selv om vinteren). Den øverste spjæld i kontrolkammeret lukkes, ventilatoren tændes og suges i varm luft og fører den gennem rør i jorden. Samtidig opvarmes jorden, og den afkølede luft blæses tilbage og opvarmes igen. Som et resultat varmer jorden op til en temperatur på 30 grader i hele dagen og bliver en naturlig akkumulator af varme, der varer hele natten. Om natten kører en ventilator varme fra jorden i luften.
Et lignende system bruges i vid udstrækning i mange europæiske lande, især i Skandinavien, hvor varmeakkumulatorer her ikke kun er jorden, men også stenmure, samlere i pooler, stengulve.
Praksis viser, at hvis alt er i orden med tætheden, giver en sådan lukket varmevekslingscyklus fremragende ydelse om vinteren uden opvarmning. Hvis det om vinteren er minus 10 om dagen, i vegetation – plus 18, om natten temperaturer på minus 15 i vegetation – plus 12. I tilfælde af meget svær frost, indsættes en almindelig ikke meget kraftig varmeovn (1-1,2 kW) i kontrolkammeret, ved hjælp af hvilket varm luft køres ind.
Om foråret og den kolde sommer beskytter en lukket cyklus i samme tilstand drivhuset mod overophedning – om natten akkumulerer jorden ikke længere varme, men kølighed, der afkøler luften i løbet af dagen.
I varme sommermåneder fjerner dette varmevekslingssystem perfekt overskydende varme udenfor. Den nederste klap i kammeret lukkes, og den øverste åbnes – ventilatoren uddriver simpelthen varm luft fra det vegetariske udvendigt, men samtidig går også kuldioxid tabt, så det anbefales at bruge sådan ventilation kun i nødsituationer. Det er det lukkede varme- og luftudvekslingssystem, der akkumulerer den mængde CO, der er nødvendig for normal vækst og udvikling inde i drivhuset.2 og nitrogen.
Systemet med perforerede rør, der er begravet i vegetationsjord i en lukket cyklus, gør det muligt at løse problemet med tab af luft og jordfugtighed. Et sådant system er i sig selv en effektiv kondensatopsamler..
Når varm luft passerer gennem kølige rør, afgiver det meget vand, der falder som kondens på væggene. Rør – perforeret (huller med en blyantdiameter stanses hver 20 centimeter langs hele bunden), lagt på et tyndt lag knust sten eller udvidet ler, som tillader vand at passere frit i jorden.
Når det lukkede varme- og luftudvekslingssystem tændes, tvinges vandet, der fordampes af planter og jord, tilbage til rødderne. Varm jord fugtes med varmt vand – intet bedre for planter kan tænkes på. I den varme sæson, når det bliver nødvendigt at bruge åben ventilation, og der er en mangel på fugtighed, anvendes et dryppvandingssystem i vegetation.
Et andet meget vigtigt punkt er, at ventilatoren monteret i kontrolkammeret er udstyret med de enkleste temperatursensorer. Hele systemet slukkes automatisk, når lufttemperaturen i de underjordiske rør og i den generelle række af drivhuset udjævnes.
Ivanovs vegetar er ikke kun et drivhus. Denne kapital unikke struktur betragtes som et eksempel på teknologi til rationel anvendelse af solenergi. Hvis temperaturen uden for ikke falder under 10 grader under nul, er der ikke behov for opvarmning bortset fra sollys. Agronomer, der har lært effektiviteten af et sådant drivhus i praksis, siger, at omkostningerne ved at opretholde det krævede mikroklima i en vegetar er 60-80 gange mindre end i et almindeligt traditionelt drivhus. Vegetar betaler sig det første år på trods af behovet for kapitalbyggeri.
Solvarmehuse med varmeakkumulatorer
Som vi allerede har fundet ud af, er et af hovedproblemerne ved traditionelle drivhuse det enorme varmetab gennem yderdækslet. Derfor, hvis du vil dyrke grøntsager i et konventionelt drivhus i den kolde sæson, skal du passe på opvarmning og korrekt varmeisolering. Dette er beskrevet detaljeret i artiklen “Elektrisk opvarmning af et drivhus – valg af det optimale varmesystem”.
Du kan spare på opvarmning ved at bruge designen af det såkaldte sol drivhus (sol drivhus) udstyret med pålidelige varmeakkumulatorer. Udformningen af sådanne drivhuse ligner Ivanovs vegetar beskrevet ovenfor. Det vil sige en solid væg, dækket med et reflekterende materiale, taget og væggene er lavet af pålideligt materiale (cellulært polycarbonat eller dobbeltglas er bedst egnet), hvilket effektivt reducerer varmetab.
Det vigtigste højdepunkt i solcelle drivhuse er en underjordisk varmeakkumulator, organiseret som følger. Baseret på et drivhusareal på 100 kvm. m, i midten graves der en pit 1 meter bred, 15 meter lang og 1,2-1,4 meter dyb, som er fyldt med stykker granit eller brudt mursten med en brøkdel på 150-200 mm. Teglkanaler fremstilles i hele længden og kommer ud gennem plastrør med en diameter på 350 mm. På den ene side er en 0,1 kW ventilator installeret i en murstenkanal. I løbet af dagen oplades batteriet med varme, der fungerer som opvarmning om natten.
Så vi undersøgte de unikke principper for drivhusdesign, som hjælper med at opretholde et optimalt mikroklima til dyrkning af planter uden ekstra omkostninger. Når du har bygget sådanne strukturer, vil du være i stand til at dyrke grøntsager næsten året rundt, hvilket vil give din familie ikke kun friske grøntsager og urter, men også få muligheden for at organisere en ekstra eller vigtigste meget rentabel forretning, især om vinteren..
Hvilke specifikke foranstaltninger træffes for at øge energieffektiviteten i disse usædvanlige drivhuse? Er der innovative teknologier eller designelementer, der bidrager til at reducere energiforbruget og minimere miljøpåvirkningen? Interesseret i at vide mere om bæredygtighedsaspekterne og de positive virkninger på energiregnskabet.