How-to
Den mest almindelige måde at bruge termisk masse på er vandfade, fordi det har en så høj varmekapacitet. Ved at stable flere 55 gallon-tønder med vand i et drivhus kan dyrkeren inkorporere en masse termisk masse. Tønderne bør stables på et sted, hvor de er i direkte sollys, ofte på en nordvæg. Da planterne vil være varmere omkring vandtønderne, bør man placere mere sarte planter – f.eks. såbakker eller afgrøder til varmt vejr – på eller i nærheden af tønderne. Ved at dyrke med et akvaponisk system – hvor fisk og planter vokser i symbiose – er det en god fordel, at akvarietankene fungerer som termisk masse. Andre variationer omfatter indbygning af beton eller sten i drivhuset – f.eks. ved hjælp af en nordvæg af beton eller et gulv af fliser. Selv jorden i højbede vil tilføje termisk masse.
Selv om termisk masse er den nemmeste at installere, kan den være langsom til at reagere. Det tager længere tid at sprede varmen i hele drivhuset, hvilket begrænser dens effektivitet. Men i betragtning af de lave startomkostninger er tilføjelse af termisk masse til et drivhus en populær metode til at forlænge vækstsæsonen. Det giver dig måske ikke vækst året rundt af alle ting, men det kan helt sikkert tage dit drivhus til det næste niveau.
2) Indarbejd en varmeveksler
For at gå et skridt videre end standard termisk masse kan du indarbejde en varmeveksler til at cirkulere luft gennem kilden til masse. Denne idé går under mange navne. Det kaldes ofte et klimabatteri eller et underjordisk opvarmnings- og kølesystem (SHCS) – et navn, der blev populariseret af John Cruickshank fra sunnyjohn.com. Ceres Greenhouse Solutions, der er baseret i Boulder, CO, har også en variant af systemet kaldet et Ground to Air Heat Transfer (GAHT) System.
Der er mange konfigurationer, men mekanismen for energioverførsel og lagring er altid den samme. Når drivhuset varmes op i løbet af dagen, pumper en ventilator varm fugtig luft fra drivhusets indre gennem et net af rør, der er nedgravet op til 4′ under jorden (de fleste systemer består af et par lag rør, der er nedgravet 4′ og 2′ under overfladen). Temperaturfaldet tvinger vanddampen til at kondensere, og i denne proces (kaldet et faseskift) frigives der energi. Denne energi lagres i jorden, hvilket får jorden til at varme op. Processen skaber således en stor masse af varm jord under drivhuset året rundt. Om natten, når temperaturen i drivhuset falder, sætter ventilatoren gang i den igen og trækker varmen ud af jorden. Det er et relativt simpelt og gennemprøvet system; jord til luft-varmevekslere har været anvendt i boliger i årtier.
En jord til luft-varmeveksler fungerer meget godt af to grunde: For det første er mængden af tilgængelig masse (batteriets størrelse, som vi nævnte før) enorm. For eksempel er der 768 kubikfod jord under et 12′ x 16′ drivhus, hvis man antager en dybde på 4′. Hvis hele den nordlige væg af det samme drivhus blev beklædt med to rækker af 55 gallon vandtønder (16 tønder), ville de i alt have en samlet masse på 118 kubikfod. Det betyder, at den underjordiske varmeveksler, hvis man bruger de volumetriske varmekapaciteter i tabellen ovenfor, har ca. dobbelt så stor kapacitet som vandtønderne. Desuden, fordi en jord-til-luft-varmeveksler er forbundet med den dybe jord og dermed teoretisk set har en uendelig kapacitet. For et diagram til bedre forståelse af dette, se CERES Greenhouses billede her.
For det andet, fordi luften aktivt skubbes gennem “batteriet”, øger det varmevekslingshastigheden. Den varmere/køligere luft fordeles mere jævnt rundt i drivhuset, hvilket forhindrer kolde lommer. Desuden giver brugen af ventilatorer mulighed for at bruge massen, når man ønsker det: en termostat sparker ventilatoren til og fra ved bestemte indstillede temperaturer. Dvs. at ventilatoren begynder at pumpe varm luft ned i jorden, når drivhuset når en bestemt temperatur (f.eks. 80 F), og trækker den op igen, når temperaturen er faldet til under 50 F. En underjordisk varmeveksler giver dig således en vis kontrol over den termiske masse; det er lidt ligesom at tage termisk masse og gøre den klogere.
Variationer
Batteriets materiale kan variere. Nogle mennesker fylder området under drivhuset op med grus eller sten i stedet for jord. Hvis du allerede har et drivhus, eller hvis du ikke kan grave på din grund for at lave meget jordarbejde, kan du lave et alternativt batteri over jorden. Du kan bygge en isoleret masse af jord eller andet materiale, f.eks. en kasse med flodsten foran drivhuset. Systemet fungerer på samme måde, blot placeringen af den termiske masse er anderledes.
3) Brug et effektivt opvarmningsanlæg drevet af vedvarende energi
De ovenstående systemer viser dig, hvordan du kan udnytte solen og lagre solenergi, hvilket er et godt første skridt til naturlig opvarmning. Hvis der er behov for yderligere opvarmning, skal du overveje et meget effektivt opvarmningssystem, der kører på billigt og vedvarende brændstof.
Et af de almindelige systemer, der bruges i drivhuse, er raketmassevarmeren, en supereffektiv variant af en brændeovn. I stedet for blot at udsugning af varm luft direkte ud af en skorsten, som en almindelig brændeovn gør, cirkulerer raketmassevarmeren først den varme luft gennem en masse af brosten, mursten eller sten, før den udsuges ud. Luften opvarmer massen, som holder på varmen og langsomt udstråler den tilbage i drivhuset over en lang periode, selv efter at brændeovnen er færdig med at brænde. Raketmassevarmeren anvender også et dobbelt forbrændingskammer, hvilket gør den meget mere effektiv end en almindelig brændeovn – et par timers brændetid med en lille mængde træ kan opvarme et drivhus natten over. De fleste raketmassevarmere er gør-det-selv-systemer; du bliver nødt til at undersøge og designe et system, der passer til dit drivhus, ved hjælp af det væld af planer og forklaringer, der findes på nettet.
Et andet almindeligt drivhussystem er kompostbunkevarmeren, som er afhængig af aerobe bakteriers magi til at nedbryde organisk materiale og afgive spildvarme. Ligesom den underjordiske varmeveksler er et kompostvarmelegeme også afhængig af en varmeveksler: vand cirkuleres gennem rør, der løber gennem en stor kompostbunke. På grund af den aerobe nedbrydning kan en kompostbunke opretholde en temperatur på 100-160 F. Det opvarmede vand cirkulerer derefter gennem drivhuset, hvor det afgiver varme. Af alle systemerne er dette nok det system, der kræver mest arbejde for at få det til at fungere og holde det i gang. Du skal først opbygge din kompostbunke med det rigtige materiale og den rigtige konsistens for at få den op på en høj temperatur, og du skal blive ved med at tilføre til den eller genopbygge bunken, efterhånden som den nedbrydes. En stor, korrekt opbygget bunke (se billedet nedenfor) kan dog holde et drivhus på 2.000-2.000 kvadratmeter opvarmet i en vinter. Af disse grunde er kompostbunkevarmere ofte bedst egnet til større drivhuse.
Summary
Hvilken vej skal man gå? Flere faktorer spiller ind:
Hvad er dine mål (hvor meget plads forsøger du at opvarme, og i hvilken grad)? Hvert system har en forskellig kapacitet til opvarmning. Hvor meget kontrol ønsker du at have? (Nogle systemer er aktive og andre er passive. (Du kan f.eks. skrue op for en raketmassevarmer, men der er ikke meget du kan gøre for at ændre vandfade).
Hvilke begrænsninger arbejder du allerede med? (Dvs. vanskelig/rolig jordbund vil udelukke en underjordisk varmeveksler.) Tænk på, hvor meget gulvplads i drivhuset du har til ting som vandtønder. Og vigtigst af alt, tænk over den tid og det arbejde, der er forbundet med at installere hvert system, samt den løbende tid/det løbende arbejde, det kan kræve at drive hvert system (dvs. en underjordisk varmeveksler kan automatiseres, mens en raketmassevarmer ikke kan automatiseres). Igen, selv om du er nødt til at gøre noget hjemmearbejde på forhånd, er det bedste udbytte, du kan få, at have et varmt drivhus, der producerer friske fødevarer hele vinteren (og gratis!).
(Top) Fotos venligst udlånt af Ceres Greenhouse Solutions: Rør i en underjordisk varmeveksler til et 12 x 20 drivhus. 3D-model af en underjordisk varmeveksler under jorden.
(Midt) Foto venligst udlånt af Verge Permaculture: Rocket massevarmer i et drivhus.
(Nederst) Fotos med tilladelse fra Golden Hoof Farm: Kompostbunke midt i konstruktionen med slanger til beluftning. Færdig kompostbunke.
Alle bloggere fra MOTHER EARTH NEWS-fællesskabet har indvilliget i at følge vores bedste praksis for blogging, og de er ansvarlige for nøjagtigheden af deres indlæg. Hvis du vil vide mere om forfatteren af dette indlæg, skal du klikke på linket byline øverst på siden.