Электрический обогрев теплиц и парников

В закрытом грунте применяют три вида обогрева — почвенный, воздушный и почвенно-воздушный. Агротехническим требованиям наиболее полно отвечает почвенно-воздушный обогрев, который по затратам энергии наиболее экономичен. В теплицах при почвенно-воздушном обогреве расход тепла почти в 2 раза меньше, чем при почвенном обогреве. В парниках, где объем воздуха сравнительно мал, в большинстве случаев ограничиваются только почвенным обогревом.

Электрообогрев получает распространение в парниковых хозяйствах южной зоны страны. Расходы энергии на электрический обогрев парников меньше, чем на водяной, качество получаемой рассады лучше, а урожай на 10…15% выше, приведенные затраты на электрообогрев парников меньше, чем при обогреве горячей водой от местной котельной.

Электрический обогрев почвы и воздуха применяют в весенних пленочных теплицах, где затраты, связанные с поддерживанием температуры в заданных пределах, окупаются за сезон эксплуатации.

Наиболее распространенные способы электрообогрева почвы и воздуха в парниках и теплицах — это элементный и электрокалориферный. Электродный способ обогрева почвы не получил широкого распространения вследствие повышенной электроопасности и больших расходов листовой стали на электроды.

Элементный обогрев. Существует несколько способов элементного обогрева почвы, отличающихся размещением нагревательных элементов в почве, в асбоцементных или гончарных трубах, которые укладывают в слой песка под растительным слоем почвы; непосредственно в слое песка под почвой; в асфальтобетонном монолите под почвой.

При обогреве воздуха нагревательные элементы подвешивают на конструкциях культивационных помещений или в асбоцементных трубах.

Для почвенного и воздушного обогрева используют сетевое напряжение 380/220 В или пониженное (от 12 до 127 В).

При обогреве почвы нагревательные элементы размещают в асбоцементных или гончарных трубах диаметром 100…150 мм, а при обогреве воздуха — 50…75 мм. Трубы почвенного 1 и воздушного обогрева 2 (рис. 13.3) прокладывают с уклоном 0,002…0,003. Для повышения электроизоляционных и гидроизоляционных свойств асбоцементные трубы предварительно пропитывают в горячем битуме или трансформаторном масле. Стыки труб тщательно заделывают цементным раствором, чтобы в них не попадала вода, в противном случае нагревательные элементы быстро выйдут из строя. Трубы защищают нагревательные элементы от механических повреждений, повышают безопасность обслуживания и способствуют выравниванию температуры поверхности почвы. Увеличение диаметра труб, проложенных в почве, способствует лучшему выравниванию ее температуры.

Внутри труб на изолирующих опорных дисках размещают голую оцинкованную проволоку. На концах скрепленных труб проволоку крепят на изоляторах в монтажных каналах по торцам парника. Удельная мощность трубчатых элементов не превышает 100 Вт/м.

Обогрев тру б чаты м и элементами на сетевом напряжении связан с меньшими капитальными затратами по сравнению с питанием на пониженном напряжении. Однако в последнем случае нужны более надежные мероприятия по охране труда. Пониженное напряжение требует применения понижающих трансформаторов и дополнительного расхода материалов на подводящие шины и провода.

При обогреве почвы неизолированной стальной оцинкованной проволокой ее укладывают параллельными нитями вдоль парника в слое песка толщиной 100…150 мм, находящегося под почвой. Песок, обладая высокой теплопроводностью, улучшает теплоотдачу проволоки и выравнивает температуру

Рис. 13.4. Устройство для обогрева парников нагревательными проводами в слое песка

Рис. 13.3. Устройство для элсктрообогрсва парников нагревательными элементами, расположенными в трубах

по поверхности почвенного слоя. Удельная мощность нагревательных элементов не превышает 15…25 Вт/м. Для питания таких нагревательных элементов в целях безопасности используют напряжение 24…36 В. Число параллельных ветвей выбирают исходя из условий допустимой температуры и равномерности нагрева; оно составляет от 4 до 8. Во избежание интенсивного высыхания почвы и сгорания перегноя температура проволоки не должна быть выше 40 °C.

Обогрев почвы и воздуха нагревательным проводом (рис. 13.4) аналогичен обогреву стальной проволокой. Провод можно укладывать в асбоцементные трубы, уложенные в слое песка под растительным слоем, или непосредственно в слой песка. Прокладка в трубах обеспечивает безопасность обслуживания, легкость замены перегоревшего провода, защиту от механических повреждений. Однако этот способ требует значительного числа труб. Например, для двадцатирамного парника при двухпочвенных и двух воздушных элементах требуется около 86 м асбоцементных труб.

Рис. 13.5. Устройство парника с обогревом нагревательными элементами, расположенными в асфальтовых блоках

При укладке в песок неизолированной оцинкованной проволоки и нагревательного провода 1 от повреждений их защищает металлической сеткой 2с ячейками 30…50 мм, укладываемой в песок над проводом на расстоянии 50 мм, или бетонной стяжкой. Сетку заземляют, и она служит дополнительной мерой электробезопасности на случай повреждения изоляции провода. Расстояние между проводами в песке выбирают из условия, чтобы неравномерность температуры не превышала 3…4°С.

В среднем это расстояние принимают равным 100… 150 мм. Для этого на 1 м² почвы требуется 4…6 м провода. В парниках расстояние между проводами у парубней меньше (ПО…100 мм), а посередине больше (150…160 мм). Воздух подогревается проводом 3, прикрепленным к конструкциям парника.

Для регулирования мощности электрообогрева общую длину провода обогрева почвы и воздуха разбивают на ряд отдельных секций, которые подключают к источнику тока по различным схемам: последовательно, параллельно и смешанно.

Стальную проволоку или нагревательные провода 1 можно укладывать в асфальтобетонные монолитные блоки 2 толщиной

30…70 мм, закладываемые под почвенный слой (рис. 13.5). Такой способ повышает теплоаккумулирующую способность устройства обогрева, допускающую значительные перерывы в подаче электроэнергии, безопасность обслуживания и равномерность распределения температуры по поверхности почвы. В то же время этот способ требует больших затрат на сооружение обогрева, а при повреждении нагревательного элемента его трудно бывает заменить.

Электрокалориферный обогрев почвы и воздуха в весенних теплицах широко распространен. В парниках электрокалориферы обогревают только почву, прогоняя нагретый воздух по воздуховодам и подпочвенным трубам. При обогреве воздуха применяют перфорированные пластмассовые или полиэтиленовые трубы диаметром 18…25 см. Воздух, выходя из этих труб, не должен попадать на растения. При обогреве почвы и воздуха в теплице нагретый воздух после прохождения подпочвенных каналов поступает в воздушную зону теплицы, оттуда вновь забирается калорифером. Установки электрокалориферного обогрева легко автоматизировать, кроме того, их легко перемещать.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Опишите устройство и принцип действия электрокалорифера.
• 2. Как устроен электрообогревательный коврик?
• 3. Опишите устройство электрообогреваемого пола.
• 4. Как осуществляют электрический обогрев теплиц?
• 5. Каким образом регулируют температуру в электронагревательных устройствах?