How-to
Yleisimmin lämpömassaa käytetään vesitynnyreissä, koska sen lämpökapasiteetti on niin suuri. Pinomalla useita 55 gallonan vesitynnyreitä kasvihuoneeseen, viljelijä voi sisällyttää paljon lämpömassaa. Tynnyrit tulisi pinota paikkaan, jossa ne ovat suorassa auringonvalossa, usein pohjoisseinälle. Koska kasvit ovat lämpimämpiä vesitynnyreiden ympärillä, aseta hellävaraisemmat kasvit – kuten kylvöalustat tai lämpimän sään kasvit – tynnyreiden päälle tai lähelle niitä. Vesiviljelyjärjestelmässä – kalojen ja kasvien symbioottisessa kasvattamisessa – on se mukava etu, että kala-altaat toimivat kaksinkertaisena lämpömassana. Muita muunnelmia ovat betonin tai kiven rakentaminen kasvihuoneeseen – esimerkiksi betonisen pohjoisseinän tai kivilattian käyttö. Jopa korotettujen sänkyjen maaperä lisää lämpömassaa.
Lämpömassa on helpoin asentaa, mutta sen reagointi voi olla hidasta. Lämmön leviäminen koko kasvihuoneeseen kestää kauemmin, mikä rajoittaa sen tehokkuutta. Mutta kun otetaan huomioon alhaiset alkukustannukset, lämpömassan lisääminen kasvihuoneeseen on suosittu menetelmä kasvukauden pidentämiseksi. Sillä ei ehkä saada aikaan ympärivuotista kasvua kaikista asioista, mutta se voi varmasti nostaa kasvihuoneesi seuraavalle tasolle.
2) Sisällytä lämmönvaihdin
Kun haluat mennä askeleen pidemmälle kuin tavallinen lämpömassa, voit sisällyttää lämmönvaihtimen, joka kierrättää ilmaa massan lähteen läpi. Tästä ideasta käytetään monia nimiä. Sitä kutsutaan usein ilmastoparistoksi tai maanalaiseksi lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmäksi (Subterranean Heating and Cooling System, SHCS) – nimityksen on popularisoinut John Cruickshank osoitteesta sunnyjohn.com. Boulderissa, CO:ssa sijaitsevalla Ceres Greenhouse Solutionsilla on myös järjestelmän muunnelma nimeltä Ground to Air Heat Transfer (GAHT) System.
Kokoonpanoja on monia, mutta energian siirto- ja varastointimekanismi on aina sama. Kun kasvihuone lämpenee päivällä, tuuletin pumppaa lämmintä kosteaa ilmaa kasvihuoneen sisätiloista putkiverkoston läpi, joka on haudattu jopa 4′ maan alle (useimmat järjestelmät koostuvat parista putkikerroksesta, jotka on haudattu 4′ ja 2′ maanpinnan alapuolelle). Lämpötilan lasku pakottaa vesihöyryn tiivistymään, ja tässä prosessissa (jota kutsutaan faasimuutokseksi) vapautuu energiaa. Tämä energia varastoituu maaperään, mikä aiheuttaa maaperän lämpenemisen. Prosessi synnyttää siis ympärivuotisen kasvihuoneen alle suuren lämpimän maamassan. Yöllä, kun kasvihuoneen lämpötila laskee, tuuletin käynnistyy uudelleen ja ottaa lämpöä maaperästä. Järjestelmä on suhteellisen yksinkertainen ja hyväksi havaittu; maa-ilmalämmönvaihtimia on käytetty kodeissa jo vuosikymmeniä.
Maa-ilmalämmönvaihdin toimii erittäin hyvin kahdesta syystä: Ensinnäkin käytettävissä olevan massan määrä (akun koko, kuten aiemmin mainitsimme) on valtava. Esimerkiksi 12′ x 16′ kasvihuoneen alla on 768 kuutiometriä maata, kun oletetaan 4′ syvyys. Jos saman kasvihuoneen koko pohjoisseinä vuorattaisiin kahdella rivillä 55 gallonan vesitynnyreitä (16 tynnyriä), niissä olisi yhteensä 118 kuutiometriä massaa. Tämä tarkoittaa, että käyttämällä edellä olevassa taulukossa esitettyjä tilavuuslämpökapasiteetteja, maanalaisella lämmönvaihtimella on noin kaksinkertainen kapasiteetti vesitynnyreihin verrattuna. Lisäksi, koska maasta ilmaan -lämmönvaihdin on yhteydessä syvään maahan ja sillä on siten teoriassa ääretön kapasiteetti. Kaavio, joka auttaa ymmärtämään tätä paremmin, löytyy CERESin kasvihuoneiden kuvasta täältä.
Toiseksi, koska ilmaa työnnetään aktiivisesti ”akun” läpi, se lisää lämmönvaihdon nopeutta. Kuumempi/viileämpi ilma jakautuu tasaisemmin ympäri kasvihuonetta, mikä estää kylmätaskuja. Lisäksi tuulettimien käytön ansiosta voit käyttää massaa silloin kun haluat: termostaatti potkaisee tuulettimen päälle ja pois tietyissä asetetuissa lämpötiloissa. Eli tuuletin alkaa pumpata lämmintä ilmaa alas maaperään, kun kasvihuone saavuttaa asetetun lämpötilan (vaikkapa 80 F), ja vetää sen takaisin ylös, kun lämpötila on laskenut alle 50 F. Näin ollen maanalainen lämmönvaihdin antaa sinulle jonkinlaisen hallinnan lämpömassaan; se on ikään kuin ottaisi lämpömassan ja tekisi siitä älykkäämmän.
Muunnokset
Patterin materiaali voi vaihdella. Jotkut täyttävät kasvihuoneen alapuolisen alueen soralla tai kivillä mullan sijasta. Jos sinulla on jo kasvihuone tai et voi kaivaa tontillasi paljoa maata, voit luoda vaihtoehtoisen akun maan päälle. Voit rakentaa kasvihuoneen eteen eristetyn massan maaperästä tai muusta materiaalista, kuten laatikollisen jokikiviä. Järjestelmä toimii samalla tavalla, vain lämpömassan sijainti on erilainen.
3) Käytä tehokasta, uusiutuvilla energialähteillä toimivaa lämmitintä
Edellä mainitut järjestelmät osoittavat, miten voit valjastaa auringon ja varastoida aurinkoenergiaa, mikä on hyvä ensiaskel luonnolliseen lämmitykseen. Jos lisälämmitystä tarvitaan, kannattaa harkita erittäin tehokasta lämmitysjärjestelmää, joka toimii halvalla ja uusiutuvalla polttoaineella.
Yksi kasvihuoneissa yleisesti käytetyistä järjestelmistä on rakettimassalämmitin, joka on puuhellan erittäin tehokas muunnelma. Sen sijaan, että kuuma ilma poistettaisiin suoraan savupiipusta, kuten tavallisessa puuhellassa, rakettimassalämmitin kierrättää kuuman ilman ensin mukulamassan, tiilimassan tai kivimassan läpi, ennen kuin se poistuu ulos. Ilma lämmittää massaa, joka pidättää lämmön ja säteilee sen hitaasti takaisin kasvihuoneeseen pitkän ajan kuluessa, jopa sen jälkeen, kun kiukaan palaminen on päättynyt. Rakettimassalämmittimessä käytetään myös kaksinkertaista polttokammiota, mikä tekee siitä paljon tehokkaamman kuin tavallisesta puukiukaasta – parin tunnin poltto pienellä puumäärällä voi lämmittää kasvihuoneen yön yli. Useimmat rakettimassalämmittimet ovat DIY-järjestelmiä; sinun on tutkittava ja suunniteltava omaan kasvihuoneeseesi sopiva järjestelmä käyttäen hyväksi netissä olevia lukuisia suunnitelmia ja selityksiä.
Muuten yleinen kasvihuoneen lämmitysmuoto on kompostikasan lämmitin, joka luottaa aerobisten bakteereiden taikuuteen orgaanisen materiaalin pilkkomisessa ja hajottamisessa sekä hukkalämmön tuottamisessa. Maanalaisen lämmönvaihtimen tavoin myös kompostilämmitin perustuu lämmönvaihtimeen: vettä kierrätetään putkissa, jotka kulkevat suuren kompostikasan läpi. Aerobisen hajoamisen ansiosta kompostikasa voi säilyttää lämpötilan 100-160 F. Lämmitetty vesi kierrätetään sitten kasvihuoneen läpi, jossa se luovuttaa lämpöä. Kaikista järjestelmistä tämä vaatii luultavasti eniten puuhastelua, jotta se saadaan kuntoon ja pysymään käynnissä. Kompostikasa on ensin rakennettava oikealla materiaalilla ja koostumuksella, jotta se saavuttaa korkean lämpötilan, ja sitä on lisättävä tai rakennettava uudelleen, kun se hajoaa. Suuri, oikein rakennettu kasa (ks. kuva alla) voi kuitenkin pitää 1 000-2 000 neliöjalan kasvihuoneen lämmitettynä talven ajan. Näistä syistä kompostikasan lämmittimet soveltuvat usein parhaiten suurempiin kasvihuoneisiin.
Yhteenveto
Mitä kannattaa tehdä? Useat tekijät vaikuttavat:
Mitkä ovat tavoitteesi (kuinka paljon tilaa yrität lämmittää ja missä määrin)? Jokaisella järjestelmällä on erilainen lämmityskapasiteetti. Kuinka paljon säätömahdollisuuksia haluat? (Jotkut järjestelmät ovat aktiivisia ja jotkut passiivisia. (Esim. voit käynnistää rakettimassalämmittimen, mutta vesitynnyreitä et voi juurikaan muuttaa).
Minkälaisten rajoitusten kanssa työskentelet jo nyt? (esim. vaikea/kivinen maaperä sulkee pois maanalaisen lämmönvaihtimen.) Mieti kuinka paljon kasvihuoneen lattiatilaa sinulla on vesitynnyreiden kaltaisille asioille. Ja mikä tärkeintä, mieti kunkin järjestelmän asentamiseen kuluvaa aikaa ja työvoimaa sekä jatkuvaa aikaa/työtä, joka voi kulua kunkin järjestelmän käyttämiseen (esim. maanalainen lämmönvaihdin voidaan automatisoida, kun taas rakettimassalämmitintä ei voida automatisoida). Jälleen kerran, vaikka sinun on tehtävä jonkin verran kotitehtäviä etukäteen, lämpimän kasvihuoneen tuottaminen tuoretta ruokaa koko talven ajan (ja ilmaiseksi!) on paras voitto, jonka voit saada.
(Top) Kuvat ovat Ceres Greenhouse Solutionsin suosittelemia: 12 x 20-kokoisen kasvihuoneen maanalaisen lämmönvaihtimen putket. 3D-malli maanalaisesta lämmönvaihtimesta maan alla.
(Keskellä) Kuva kohteliaisuus Verge Permaculture: Rakettimassalämmitin kasvihuoneessa.
(Alhaalla) Kuvat tarjoaa Golden Hoof Farm: Kompostikasa keskellä rakentamista, jossa on letkut ilmastusta varten. Valmis kompostikasa.
Kaikki MOTHER EARTH NEWS -yhteisön bloggaajat ovat suostuneet noudattamaan bloggaamisen parhaita käytäntöjämme, ja he ovat vastuussa julkaisujensa oikeellisuudesta. Jos haluat lisätietoja tämän postauksen kirjoittajasta, klikkaa sivun yläosassa olevaa byline-linkkiä.