Installazione Di Un Sistema Di Riscaldamento Geotermico In Serra

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Installazione Di Un Sistema Di Riscaldamento Geotermico In Serra
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Anonim
  • Il riscaldamento geotermico è la scelta ovvia per un proprietario razionale

    • Benefici della convezione geotermica
    • Principio operativo
    • Costi di installazione
  • Preparazione per la costruzione

    • Determiniamo un sito adatto
    • La base tecnica necessaria per la realizzazione del progetto. Preparazione per il lavoro
    • Calcolo degli indicatori funzionali
  • Realizzazione pratica. Installazione

    • Pit e la sua preparazione
    • Posa e riempimento condotte
  • La fase finale del lavoro

    • Convezione forzata
    • Filtrazione dell'aria ed eliminazione della condensa
Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo

Il dispositivo di serre e serre include molte sfumature che non sono inferiori l'una all'altra per importanza. Il funzionamento efficiente di un sistema di riscaldamento a effetto serra è molto più importante dell'illuminazione o della ventilazione. I progressi moderni nel settore delle comunicazioni ingegneristiche forniscono una soluzione originale per l'implementazione del riscaldamento delle serre basato sulle leggi della natura e sulle risorse energetiche da fonti rinnovabili.

Il riscaldamento geotermico è la scelta ovvia per un proprietario razionale

Il compito principale dell'impianto di riscaldamento è mantenere il livello di temperatura richiesto nella zona delle colture in crescita e in maturazione. Nella stagione invernale, quando la temperatura esterna è inferiore a quella consentita, l'effetto serra non è sufficiente e quindi è necessario utilizzare una fonte di calore aggiuntiva per garantire un clima favorevole. Naturalmente, il sistema di riscaldamento non dovrebbe essere solo altamente efficiente, ma anche il più economico possibile.

Benefici della convezione geotermica

I metodi innovativi di fornitura di energia alternativa sono spesso visti con scetticismo, credendo che non possano esistere metodi gratuiti per ottenere energia. I sistemi di riscaldamento geotermico a convezione possono essere tranquillamente aggiunti a una serie di eccezioni a questa regola. Nonostante la tangibile complessità nell'implementazione, che sarà discussa di seguito, tali sistemi hanno molti vantaggi che più che compensano tutti gli svantaggi:

  1. Completa autonomia. Il sistema non dipende dalla fornitura di energia.
  2. I sistemi di riscaldamento a convezione non comportano alcun costo durante il funzionamento
  3. Non c'è bisogno di manutenzione, approvazione, riparazioni periodiche.
  4. Vita utile - da 50 anni con la giusta disposizione.
  5. Mantenere il clima richiesto durante tutto l'anno.
  6. Creazione di un microclima mite ed equilibrato con regolazione automatica dell'umidità e ventilazione uniforme.
  7. Il sistema è un'ulteriore fonte di anidride carbonica.
Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo

Principio operativo

Per eseguire in futuro un'installazione tecnicamente competente con un tempo minimo, è necessario conoscere i principi di base con cui funziona il sistema di convezione geotermica. La conclusione è che gli strati di terreno profondi hanno una temperatura costante di 5–7 ° C in inverno e di 10–12 ° C in estate. Questo è abbastanza per garantire la temperatura di base, che può essere aumentata molte volte a causa dell'irraggiamento solare durante l'azione dell'effetto serra in inverno.

In estate il sistema protegge le piante dalle alte temperature stabilizzando il clima interno con aria refrigerata. Pertanto, durante tutto l'anno, la temperatura viene mantenuta nell'intervallo 23-27 ° С, che è abbastanza per coltivare ortaggi comuni alle medie latitudini. È importante notare che a causa dello scambio d'aria, il terreno svolge il ruolo di accumulatore di calore: si riscalda durante il giorno ed emette calore in modo uniforme di notte.

È noto che con l'aiuto di tali serre, perfettamente funzionanti nelle condizioni dei ghiacciai eterni, la Groenlandia fornisce pienamente alla sua popolazione frutti esotici. È chiaro che in un clima così rigido è necessario un riscaldamento aggiuntivo, ma il costo per fornirlo è trascurabile.

Costi di installazione

Come già accennato, il processo di costruzione di sistemi di convezione geotermica è associato a determinate difficoltà. Prima di tutto, con il posizionamento dei principali elementi funzionali nel sottosuolo. La costruzione di strutture di questo tipo è associata a scavi su larga scala e alla sistemazione delle comunicazioni sotterranee, che richiedono un certo investimento di tempo, fatica e denaro. Ma l'efficienza e l'economia di un tale metodo di riscaldamento per le serre sono inestimabili e quindi valgono tutto lo sforzo speso. Inoltre, il costo dei materiali da costruzione sarà basso rispetto ai fondi investiti nell'organizzazione del riscaldamento a gas o elettrico.

Preparazione per la costruzione

Non è possibile dotare una serra già costruita di riscaldamento geotermico. In ogni caso, l'efficacia di un tale miglioramento sarà molto inferiore rispetto a se la costruzione di un tale sistema fosse implicita in fase di progettazione.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo

Determiniamo un sito adatto

Di norma, i sistemi GTK vengono utilizzati in serre e serre abbastanza grandi, incentrate sulla coltivazione di ortaggi o fiori tutto l'anno. Il loro utilizzo è consigliabile quando l'area della serra è di 50 mq. m, e con un aumento dello spazio utilizzabile, questi sistemi funzionano in modo ancora più efficiente. Pertanto, vale la pena determinare inizialmente la dimensione della struttura proiettata.

Per la costruzione dell'impianto di riscaldamento, sarà necessario un sito con dimensioni leggermente maggiori rispetto alle dimensioni della struttura proposta, su cui non sono presenti alberi ed edifici: durante il processo di costruzione, questo sito si trasformerà in una fossa profonda. L'area di questo piano dovrebbe essere almeno un terzo più grande dell'area pianificata della serra, osservando questa dipendenza in dimensioni lineari. Cioè, se una serra è progettata con una larghezza di 6 me una lunghezza di 12 m, la dimensione del terreno dovrebbe essere 8x16 m Con dimensioni complessive superiori a 14 m, l'area della fossa dovrebbe essere aumentata di non più di 3,5 m: con una larghezza e una lunghezza della serra 16x20 m, di conseguenza, la fossa dovrebbe avere una dimensione di 19,5x23,5 m.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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La base tecnica necessaria per la realizzazione del progetto. Preparazione per il lavoro

Innanzitutto è necessario garantire la possibilità di posizionare il terreno lavorato nelle immediate vicinanze della serra in costruzione. Inoltre, se non è pratico scavare il terreno manualmente, è necessario organizzare la possibilità di accesso per l'attrezzatura dell'escavatore. I principali materiali di consumo utilizzati nella costruzione del sistema di riscaldamento GTK sono sabbia di fiume, pietrisco fine, mattoni di macerie, tubi idraulici con un diametro di 110 mm e giunti nodali per essi, nonché lastre di polistirene espanso. I costi dei materiali possono variare notevolmente a seconda della densità prevista del sistema, tuttavia vale la pena partire da $ 120-140 per metro quadrato di serra finita. Vale la pena notare che più caldo è il clima nella regione in cui è costruita la serra, minore dovrebbe essere la densità dei servizi sotterranei.

Calcolo degli indicatori funzionali

Il principale parametro tecnico che caratterizza il funzionamento dell'impianto di riscaldamento è il numero di calorie di energia termica erogate ad un determinato volume chiuso. Calcoli e calcoli dettagliati per il riscaldamento geotermico delle serre sono disponibili solo per progetti basati sul funzionamento di pompe di calore. A causa della mancanza di quadri normativi per i sistemi di convezione geotermica, resta da accontentarsi solo delle norme stipulate da SNiP 23-01-99 e SNiP 2.04.05-91. In questi documenti, stiamo parlando della progettazione e della realizzazione di sistemi climatici di uso generale, nel nostro caso, il sistema di relazioni di base, dimostrato dall'esperienza pratica, viene in soccorso.

Per garantire il funzionamento efficiente del sistema, è necessario seguire la seguente regola: la densità del posizionamento dei condotti dell'aria sotto terra deve essere di almeno 2,7 m per metro quadrato dell'area utilizzabile della serra. Una diminuzione di questo indicatore renderà il funzionamento del sistema meno efficiente e un posizionamento più denso di servizi sotterranei darà un vantaggio in un clima più stabile con un'ampiezza minore delle fluttuazioni di temperatura.

Realizzazione pratica. Installazione

Il processo di costruzione di un tale sistema di riscaldamento può richiedere da due settimane a un mese, a seconda del grado di partecipazione e delle dimensioni della struttura in costruzione. Se è problematico eseguire lavori di scavo solo da soli, la costruzione indipendente di una rete di comunicazione non causerà difficoltà.

Pit e la sua preparazione

La fossa dovrebbe avere una profondità proporzionale al livello di congelamento del suolo in inverno. Il sistema è garantito per funzionare a una profondità di 3–3,2 m, ma questa cifra può essere molto più bassa quando si tratta di regioni meridionali interessate dalle correnti d'aria continentali. Lo strato di terreno fertile viene rimosso ad una profondità di 25-30 cm e viene preservato, mentre l'argilla e il terreno intervallati da esso possono essere parzialmente rimossi. La fossa dovrebbe avere una forma rettangolare o trapezoidale; non è necessario fissare le pareti. I pendii della fossa a una profondità superiore a 0,7 m sono isolati con lastre di polistirene espanso. Il fondo della fossa viene prima coperto con uno strato di pietrisco fine di 10-15 cm, quindi - con sabbia fino a 30 cm e leggermente compattato. Con l'aiuto di fili tesi, vengono contrassegnati i contorni interni delle pareti della futura serra e il suo asse longitudinale.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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1 - terreno fertile; 2 - argilla; 3 - sabbia (250-300 mm); 4 - pietrisco o ghiaia; 5 - Piastre in PPS

Posa e riempimento condotte

I tubi per fognatura in PVC con un diametro di 110 mm sono fissati sul letto preparato utilizzando filo laminato a freddo di 6 mm di spessore. La posa viene eseguita lungo un contorno predeterminato della corsa, che fornisce la densità necessaria del condotto sotterraneo. È preferibile utilizzare la posa di tubi "a serpente", spezzando la condotta in sezioni larghe fino a 1,5–2 m. I tubi devono essere posati a una distanza di 30–50 cm dalle pareti del pozzo. Ogni sezione del condotto deve avere al centro un raccordo a T con tre prese, il ramo centrale dal quale viene portato in superficie rigorosamente lungo l'asse longitudinale della struttura progettata con una possibile deviazione fino a 0,5 m verso ovest.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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1 - tee D 110 mm con tre prese; 2 - curva a 90 ° su entrambi i lati; 3 - ramo laterale; 4 - ramo centrale

Anche i rami laterali di ogni segmento vengono portati in superficie, ma a una distanza di 20-25 cm dalle pareti della futura serra e insieme ai rami centrali sono strettamente ovattati con membrane di polietilene o tappi di plastica. È meglio fissare le sezioni verticali del condotto con polvere alla base. Quando il sistema di condotti è completamente assemblato, la fossa viene riempita fino al limite superiore dello strato termoisolante, cioè fino a 0,7 m dalla superficie del terreno. In questo caso è necessario controllare la posizione strettamente verticale dei rami che raggiungono la superficie.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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La fase finale del lavoro

Dopo aver riempito la fossa al livello richiesto, il sito situato all'esterno del perimetro della serra viene coperto con polistirolo espanso e coperto con terra nera fino al livello del suolo. All'interno della futura serra dovrebbe essere formata una fossa profonda 90 cm e le sue pareti dovrebbero essere fissate con casseforme a pannelli e isolate dall'esterno con piastre PPS. L'approfondimento sotto la serra è riempito con la quantità di chernozem necessaria per le colture in crescita in modo che la superficie della terra sia 35-40 cm sotto il piano del terreno adiacente. Dopo che la serra è stata costruita, è necessario estendere i rami centrali del condotto in modo che le estremità dei tubi siano a una distanza di 30-35 cm dal livello del tetto. I rami laterali rimangono allo stesso livello o possono essere tagliati a 10-15 cm dal livello del suolo.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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Convezione forzata

Un fungo di ventilazione convenzionale può essere utilizzato come terminazione delle uscite che escono in superficie: il sistema nella maggior parte dei casi funziona bene senza ricambio d'aria forzato. Se vuoi aumentare le prestazioni ed evitare forti sbalzi di temperatura, puoi utilizzare aspiratori e unità filtranti artigianali. Il dispositivo per il ricambio d'aria forzato comprende la funzione di filtrazione grossolana dell'aria e può essere realizzato autonomamente utilizzando uno schema semplice ed efficace.

Riscaldamento geotermico in serra. Fallo da solo
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1 - ventilatore; 2 - maglia; 3 - sigillante

Come base di un tale dispositivo, viene utilizzata una custodia: un giunto di collegamento o di dilatazione per tubi di fognatura. Una ventola di scarico elettrica è inserita al centro della custodia (notare la direzione del flusso generato) e fissata con sigillante siliconico con un'attenta sigillatura delle fessure. I ventilatori elettrici utilizzati nei sistemi di ventilazione forzata sono costosi e quindi i dispositivi rimossi da griglie di ventilazione poco costose o i refrigeratori per le apparecchiature da ufficio sono abbastanza adatti. Questi ultimi, da notare, hanno una tensione di alimentazione di esercizio di 12 V, e devono funzionare in modalità accesa costante, mentre gli altri ventilatori possono essere commutati tramite un relè orario giornaliero o periodico: è sufficiente un'accensione breve per 15 minuti all'ora. Il dispositivo finito viene installato sui rami laterali e chiuso in alto con un fungo di ventilazione.

Filtrazione dell'aria ed eliminazione della condensa

I filtri non sono necessari in quanto tali. È sufficiente utilizzare due strati di zanzariera con una dimensione della maglia di 0,2–0,4 mm per evitare che insetti (farfalle, formiche, ragni) entrino nel sistema. È meglio tirare la rete su un telaio fatto in casa e incollarla in una custodia con un ventilatore.

A causa della differenza di temperatura tra l'aria e il terreno, nella tubazione possono accumularsi grandi quantità di condensa. Per evitare ciò, è possibile praticare fori con un diametro di 5 mm prima di posare i tubi nella quantità di 10-15 pezzi per metro lineare del tubo. Naturalmente, durante la posa, il tubo deve essere orientato con i fori verso il basso. Se viene eseguito un tale miglioramento, l'acqua dal condotto andrà nello strato sciolto del letto e l'umidità dell'aria nella serra può essere regolata in modo uniforme aggiungendo una piccola quantità di acqua (3-5 litri) a ciascun segmento del condotto.

Un sistema di riscaldamento delle serre basato sulla convezione geotermica dell'aria è il mezzo più economico per fornire un clima stabile e caldo favorevole alla coltivazione e alla maturazione delle colture. Non necessita di alcuna manutenzione, fatta eccezione per la pulizia periodica dei filtri antizanzare, e si consiglia come apparecchiatura di climatizzazione completamente autonoma.

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