Обогрев теплиц с помощью саморегулирующегося греющего кабеля

Обогрев теплиц с помощью саморегулирующегося кабеля.

Теплицы в средней полосе России в зимний период нуждаются в отоплении, так как без обогрева теплиц и парников практически невозможно получить хороший урожай.

Отапливаемые теплицы дают возможность:

• Быть независимыми от колебаний температуры внешней среды;
• Ускорить рост растений и продлить период их плодоношения;
• Расширить диапазон культивируемых растений и получать необходимые витамины для организма даже зимой (возможно даже выращивать субтропические растения, которые довольно капризны к температурному режиму);
•  Подготовить растения к высадке в открытый грунт;
•  Увеличить урожайность садовых культур;

Для отопления теплицы зимой существует множество методов и у каждого есть свои плюсы и минусы, поэтому приходиться комбинировать несколько способов, для того чтобы обеспечить оптимальную температуру и влажность в теплице.

Чаще всего используют прогрев грунта электрическим кабелем (для защиты корневой системы растений от низких температур) и воздушный обогрев (для обеспечения комфортной температуры воздуха, т. к. саженцы могут себя плохо чувствовать, если температура в теплице будет недостаточной).

В нашей статье мы рассмотрим обогрев теплицы саморегулирующимся кабелем.

Общие преимущества обогрева греющим кабелем:

• Возможность подстраивать нужную температуру земли на разных стадиях роста растения, благодаря термодатчикам. Это оказывает благотворное воздействие на рост и развитие наших плодовых культур и цветов;
• Постоянная готовность системы к работе, не требуется демонтировать ее после окончания сезона;
• Благодаря термодатчикам возможно осуществлять контроль за температурой почвы без непосредственного вмешательства садовода;
• Возможность монтажа своими руками;
• Распределение тепла от греющего кабеля происходит равномерно.
• Безвредность для растений.

Обогрев с помощью саморегулирующегося кабеля является наиболее оптимальным по сравнению с системами на основе резистивного кабеля, так как он не выходит из строя в случае отсутствия теплоотдачи и не перегорает на открытом воздухе. Также систему на основе саморегулирующегося кабеля возможно использовать без специальных теплорегулируемых устройств (термостатов), а за счет свойств графитовой полупроводниковой матрицы такой кабель экономит электроэнергию.

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.

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.

Преимущества обогрева грунта электрическим кабелем

Обогрев парников, теплиц, оранжерей электрическим нагревательным кабелем имеет ряд достоинств:

• незначительные капиталовложения и быстрая окупаемость;
• более длительный период эксплуатации теплиц с электрообогревом позволяет получать несколько урожаев сельхозпродукции в год;
• равномерный обогрев всей площади;
• электрический обогрев грунта с автоматическим контролем температуры позволяет поддерживать разные тепловые режимы на различных стадиях роста растений, а это повышает урожайность культур;
• система постоянно готова к работе;
• безвредность для человека, растений и окружающей среды.

Установка системы обогрева теплицы на основе электрического кабеля позволяет продлить продолжительность ежегодного сезона использования теплицы, увеличить урожайность, то есть повысить производительность тепличного хозяйства.

Электрический кабельный обогрев почвы в теплицах дает возможность получать урожай продукции на протяжении более длительного периода, чем это позволяют климатические условия на большей части территории нашей страны. Кроме того, возможность регулировать температурный режим на разных стадиях развития растений повышает урожайность культур. Но для этого необходимо правильно подобрать мощность устанавливаемого в теплице греющего кабеля.
Особенности эксплуатации обогрева теплиц

Установив систему электрического обогрева теплицы, нужно лишь выполнять простые правила ее эксплуатации, чтобы система работала эффективно, продолжительно и была безопасна.
В чем достоинства обогрева грунта в теплице кабелем

Обогревательная кабельная система грунта в теплице работает аналогично теплому полу в помещениях. По проложенному в грунте электрическому кабелю протекает ток, нагревающий его и всё, что прилегает к нему.

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.

Расчет мощности греющего кабеля для теплиц

Для того чтобы правильно подобрать оптимальную мощность греющего кабеля нужно ориентироваться на климатическую зону, а также сроки посадки растений. В среднем на 1 кв.м требуется 70-120 Вт, для защиты от пересушивания корневой системы растений мощность самого кабеля не должна превышать 20 Ватт на метр длины греющего кабеля. Оптимальным является мощность термокабеля около 15 Вт на метр, в этом случае терморегулятор обычно не используется, так как поддерживаемая температура почвы в этом случае будет составлять около 18-25 гр. С (при данной температуре вегетация растений происходит лучше всего).

Для подбора мощности системы также имеет значение и материал, из которого изготовлена теплица. Например, при остекленении обычным стеклом значение нужной мощности будет больше чем, если теплица будет изготовлена из поликарбоната.
Рекомендуемая мощность саморегулирующегося кабеля для теплиц:

• с одинарным остеклением будет составлять 70-120 вт/кв.м
• с двойным 50-100 вт/кв.м

Пример расчета длины кабеля для обогрева теплицы

Дано: Теплица с одинарным остекленением в средней полосе России. Размер грядки: 1х5 м.
Площадь грядки равна 5 кв.м. Исходя из рекомендаций по подбору мощности выбираем среднее значение — 100 Вт/кв.м.
Получаем формулу
Pсист.= 5 м х100 Вт=500 Вт

Для того чтобы узнать сколько погонных метров кабеля требуется, нужно разделить мощность всей системы на количество Вт самого кабеля. Для примера возьмем оптимальный вариант 15 Вт/кв.м.

Lкаб.=500 / 15 =33,3 м.

Нам потребуется 33 м кабеля мощностью 15 Вт.м для обогрева нашей грядки.