How-to
A hőtömeg felhasználásának leggyakoribb módja a vízhordó, mivel annak nagy a hőkapacitása. Több 55 gallonos vízhordó egymásra halmozásával az üvegházban a termesztő sok hőtömeget építhet be. A hordókat olyan helyre kell rakni, ahol közvetlen napfény éri őket, gyakran az északi falra. Mivel a növények melegebbek lesznek a vizes hordók körül, a zsengébb növényeket – például a vetőtálcákat vagy a melegebb időjárású növényeket – helyezze a hordókra vagy a hordók közelébe. Az akvapóniás rendszerben történő termesztés – a halak és a növények szimbiózisban történő termesztése – azzal a szép előnnyel jár, hogy az akváriumok megduplázzák a hőtömeget. Más variációk közé tartozik a beton vagy kő beépítése az üvegházba – például egy északi betonfal vagy egy járólapos padló használata. Még a talaj a magasított ágyásokban is termikus tömeget ad.
Míg a legkönnyebben telepíthető, a termikus tömeg lassan reagálhat. Hosszabb időbe telik, amíg a hő eloszlik az egész üvegházban, ami korlátozza a hatékonyságát. Tekintettel azonban az alacsony kezdeti költségekre, a termikus tömeg hozzáadása az üvegházhoz népszerű módszer a tenyészidőszak meghosszabbítására. Lehet, hogy ezzel nem érheti el az egész éves növekedést mindenből, de biztosan a következő szintre emelheti az üvegházát.
2) Hőcserélő beépítése
Hogy egy lépéssel tovább menjen a hagyományos hőtömegnél, beépíthet egy hőcserélőt, amely a levegőt keringeti a tömegforráson keresztül. Ennek az ötletnek sokféle neve van. Gyakran nevezik klímaakkumulátornak vagy földalatti fűtési és hűtési rendszernek (SHCS) – ezt a nevet John Cruickshank a sunnyjohn.com oldalról népszerűsítette. A Boulderben, CO-ban található Ceres Greenhouse Solutions szintén rendelkezik a rendszer egy változatával, amelyet Ground to Air Heat Transfer (GAHT) System-nek neveznek.
Van sokféle konfiguráció létezik, de az energiaátvitel és -tárolás mechanizmusa mindig ugyanaz. Amikor az üvegház napközben felmelegszik, egy ventilátor meleg, nedves levegőt pumpál az üvegház belsejéből egy akár 4′ föld alá ásott csőhálózaton keresztül (a legtöbb rendszer néhány réteg csőből áll, amelyeket 4′ és 2′ mélyen a felszín alá ásnak). A hőmérsékletcsökkenés hatására a vízgőz kondenzálódik, és ebben a folyamatban (amelyet fázisváltozásnak nevezünk) energia szabadul fel. Ez az energia a talajban tárolódik, ami a talaj felmelegedését okozza. Így a folyamat során egész évben nagy mennyiségű meleg talaj keletkezik az üvegházhatást okozó talaj alatt. Éjszaka, amikor az üvegház hőmérséklete csökken, a ventilátor ismét beindul, és kivonja a hőt a talajból. Ez egy viszonylag egyszerű, időtálló rendszer; a talaj-levegő hőcserélőket már évtizedek óta használják az otthonokban.
A talaj-levegő hőcserélő két okból is nagyon jól működik: Először is, a rendelkezésre álló tömeg (az akkumulátor mérete, mint már említettük) hatalmas. Például egy 12′ x 16′ méretű üvegház alatt 768 köbméternyi talaj van, 4′ mélységet feltételezve. Ha ugyanennek az üvegháznak az egész északi falát két sor 55 gallonos vízhordóval (16 hordó) bélelnénk ki, akkor összesen 118 köblábnyi tömegük lenne. Ez azt jelenti, hogy a fenti táblázatban szereplő térfogati hőkapacitásokat felhasználva a föld alatti hőcserélőnek körülbelül kétszer akkora a kapacitása, mint a vizes hordóknak. Ráadásul, mivel a föld-levegő hőcserélő a föld mélyére csatlakozik, így elméletileg végtelen kapacitással rendelkezik. Ennek jobb megértéséhez lásd a CERES üvegházak képét itt.
Másrészt, mivel a levegőt aktívan átnyomják az “akkumulátoron”, ez növeli a hőcsere sebességét. A melegebb/hűvösebb levegő egyenletesebben oszlik el az üvegházban, megakadályozva a hideg zsebek kialakulását. Ráadásul a ventilátorok használata lehetővé teszi, hogy akkor használja a tömeget, amikor akarja: egy termosztát bizonyos beállított hőmérsékleten be- és kikapcsolja a ventilátort. Vagyis a ventilátor elkezdi a meleg levegőt lefelé pumpálni a talajba, amikor az üvegház eléri a beállított hőmérsékletet (mondjuk 80 F), és visszahúzza, amikor 50 F alá csökken. Így a föld alatti hőcserélő némi kontrollt biztosít a hőtömeg felett; ez olyan, mintha a hőtömeget okosabbá tennénk.
Variációk
Az akkumulátor anyaga változhat. Vannak, akik talaj helyett kaviccsal vagy kövekkel töltik fel az üvegház alatti területet. Ha már van üvegháza, vagy nem tud ásni a telkén, hogy sok földmunkát végezzen, létrehozhat egy alternatív föld feletti akkumulátort. Építhet egy szigetelt masszát talajból vagy más anyagból, például egy doboznyi folyami kőből az üvegház elé. A rendszer ugyanúgy működik, csak a hőtömeg elhelyezkedése más.
3) Használjon hatékony, megújuló energiával működő fűtőberendezést
A fenti rendszerek megmutatják, hogyan hasznosíthatja a napot és tárolhatja a napenergiát, ami jó első lépés a természetes fűtés felé. Ha további fűtésre van szükség, fontolja meg egy rendkívül hatékony fűtési rendszer alkalmazását, amely olcsó és megújuló tüzelőanyaggal működik.
Az üvegházakban gyakran használt rendszerek egyike a rakétamasszás fűtőberendezés, a fatüzelésű kályha szuperhatékony változata. Ahelyett, hogy a forró levegőt egyenesen a kéményen keresztül szívná ki, mint a hagyományos fatüzelésű kályha, a rakétamasszás fűtőberendezés a forró levegőt először egy kobak-, tégla- vagy kőtömegen keresztül keringeti, mielőtt kifelé áramlik. A levegő felmelegíti a masszát, amely megtartja a hőt, és lassan visszasugározza azt az üvegházba hosszú időn keresztül, még azután is, hogy a kályha már nem ég. A rakétamassza fűtőberendezés kettős égőkamrát is használ, így sokkal hatékonyabb, mint egy hagyományos fatüzelésű kályha – egy pár órás égetés kis mennyiségű fával egy üvegházat akár egy éjszaka alatt is felmelegíthet. A legtöbb rakétamassza fűtőberendezés barkácsrendszer; az interneten található rengeteg terv és magyarázat segítségével meg kell vizsgálnia és meg kell terveznie az üvegházához illő rendszert.
Egy másik gyakori üvegházi rendszer a komposzthalom fűtőberendezés, amely az aerob baktériumok varázslatára támaszkodik a szerves anyagok lebontásában és a hulladék hő leadásában. A föld alatti hőcserélőhöz hasonlóan a komposztfűtés is hőcserélőre támaszkodik: a vizet egy nagy komposztkupacban futó csöveken keresztül keringetik. Az aerob bomlásnak köszönhetően a komposztkupac képes 100-160 F hőmérsékletet fenntartani. A felmelegített vizet ezután az üvegházban keringetik, ahol a hőt leadja. Az összes rendszer közül valószínűleg ezt a rendszert kell a legtöbbet bütykölni ahhoz, hogy jól működjön. A komposztkupacot először a megfelelő anyaggal és állaggal kell felépítenie, hogy magas hőmérsékletű legyen, és folyamatosan hozzá kell adnia vagy újra kell építenie a kupacot, ahogy az lebomlik. Egy nagy, megfelelően felépített halom (lásd az alábbi képet) azonban egy 1000-2000 négyzetméteres üvegházat is képes télen át fűteni. Ezen okok miatt a komposzthalmok fűtőberendezései gyakran a nagyobb üvegházak számára a legalkalmasabbak.
Összefoglaló
Melyik utat válasszuk? Számos tényező játszik bele:
Milyen céljai vannak (mekkora területet szeretne fűteni, és milyen mértékben)? Minden rendszernek más a fűtési kapacitása. Mennyi szabályozást szeretnél? (Egyes rendszerek aktívak, mások passzívak. (Pl. egy rakéta tömegű fűtőberendezést fel tudsz tekerni, de a vízhordók megváltoztatására nem sokat tudsz tenni).
Milyen korlátok között dolgozol már most is? (pl. a nehéz/köves talaj kizárja a földalatti hőcserélőt.) Gondold át, hogy mennyi helyed van az üvegházban az olyan dolgok számára, mint a vizes hordók. És ami a legfontosabb, gondoljon az egyes rendszerek telepítésével járó időre és munkára, valamint az egyes rendszerek működtetéséhez szükséges folyamatos időre/munkára (pl. egy föld alatti hőcserélő automatizálható, míg egy rakétás tömegfűtés nem). Ismétlem, bár előzetesen el kell végeznie némi házi feladatot, egy meleg üvegház, amely egész télen friss élelmiszert termel (ráadásul ingyen!), a legjobb megtérülés, amit kaphat.
(Top) Fotók a Ceres Greenhouse Solutions jóvoltából: Egy 12 x 20-as üvegház földalatti hőcserélőjének csövei. Egy földalatti hőcserélő 3D modellje a föld alatt.
(Közép) Fotók a Verge Permaculture jóvoltából: Rakéta tömegű fűtőberendezés egy üvegházban.
(Alsó) Fotók a Golden Hoof Farm jóvoltából: Komposztkupac az építés közepén, csövekkel a levegőztetéshez. Elkészült komposztkupac.
A MOTHER EARTH NEWS közösségi bloggerek mindegyike vállalta, hogy követi a blogolás legjobb gyakorlatait, és felelősek a bejegyzéseik pontosságáért. Ha többet szeretne megtudni a bejegyzés szerzőjéről, kattintson az oldal tetején található névsor linkre.