How-to
Najczęstszym sposobem wykorzystania masy termicznej są beczki z wodą, ponieważ mają one tak dużą pojemność cieplną. Poprzez układanie kilku 55 galonowych beczek z wodą w szklarni, hodowca może włączyć dużo masy termicznej. Beczki powinny być ułożone w stos, gdzie są one w bezpośrednim świetle słonecznym, często na północnej ścianie. Ponieważ rośliny będą cieplejsze wokół beczek z wodą, umieść bardziej delikatne rośliny – takie jak tace do siewu lub uprawy ciepłej pogody – na lub w pobliżu beczek. Uprawa w systemie akwaponicznym – symbiotyczna uprawa ryb i roślin – ma tę miłą zaletę, że zbiorniki z rybami podwajają się jako masa termiczna. Inne warianty obejmują wbudowanie betonu lub kamienia w szklarnię – np. przy użyciu betonowej ściany północnej lub podłogi z kamienia. Nawet gleba w podniesionych łóżkach doda masę termiczną.
Choć najłatwiejsza do zainstalowania, masa termiczna może być powolna w reakcji. Dłużej trwa rozprzestrzenianie ciepła w szklarni, ograniczając jego skuteczność. Ale, biorąc pod uwagę niski koszt początkowy, dodanie masy termicznej do szklarni jest popularną metodą przedłużenia sezonu wegetacyjnego. Być może nie zapewni Ci to całorocznego wzrostu wszystkich roślin, ale z pewnością może przenieść Twoją szklarnię na wyższy poziom.
2) Włączenie wymiennika ciepła
Aby wyjść o krok poza standardową masę termiczną, możesz włączyć wymiennik ciepła do obiegu powietrza przez źródło masy. Ten pomysł nosi wiele nazw. Często nazywany jest akumulatorem klimatycznym lub podziemnym systemem ogrzewania i chłodzenia (SHCS) – nazwa ta została spopularyzowana przez Johna Cruickshanka z sunnyjohn.com. Ceres Greenhouse Solutions, z siedzibą w Boulder, CO, ma również odmianę systemu o nazwie Ground to Air Heat Transfer (GAHT) System.
Istnieje wiele konfiguracji, ale mechanizm transferu energii i przechowywania jest zawsze taki sam. Kiedy szklarnia nagrzewa się w ciągu dnia, wentylator pompuje ciepłe wilgotne powietrze z wnętrza szklarni przez sieć rur zakopanych do 4′ pod ziemią (większość systemów składa się z kilku warstw rur zakopanych na 4′ i 2′ pod powierzchnią). Spadek temperatury zmusza parę wodną do kondensacji, a w procesie tym (zwanym przemianą fazową) uwalniana jest energia. Energia ta jest magazynowana w glebie, co powoduje jej nagrzewanie się. W ten sposób przez cały rok pod szklarnią tworzy się duża masa ciepłej gleby. W nocy, kiedy temperatura w szklarni spada, wentylator włącza się ponownie i pobiera ciepło z gleby. Jest to stosunkowo prosty, sprawdzony system; gruntowo-powietrzne wymienniki ciepła są stosowane w domach od dziesięcioleci.
Gruntowo-powietrzny wymiennik ciepła działa bardzo dobrze z dwóch powodów: Po pierwsze, ilość dostępnej masy (wielkość akumulatora, jak wspomnieliśmy wcześniej) jest ogromna. Na przykład, pod szklarnią o wymiarach 12′ x 16′ znajduje się 768 stóp sześciennych gleby, przy założeniu głębokości 4′. Gdyby wyłożyć całą północną ścianę tej samej szklarni dwoma rzędami 55 galonowych beczek z wodą (16 beczek), miałyby one w sumie 118 stóp sześciennych masy. Oznacza to, że używając objętościowych pojemności cieplnych w powyższej tabeli, podziemny wymiennik ciepła ma około dwukrotnie większą pojemność niż beczki z wodą. Ponadto, ponieważ grunt do powietrza wymiennik ciepła łączy się z głębokiej ziemi, a więc teoretycznie ma nieskończoną pojemność. Dla diagramu, aby lepiej to zrozumieć, zobacz CERES Greenhouses picture here.
Po drugie, ponieważ powietrze jest aktywnie przepychane przez „baterię”, zwiększa to tempo wymiany ciepła. Cieplejsze/chłodniejsze powietrze jest rozprowadzane po szklarni bardziej równomiernie, co zapobiega powstawaniu zimnych kieszeni. Dodatkowo, użycie wentylatorów pozwala na wykorzystanie masy, kiedy chcemy: termostat włącza i wyłącza wentylator w określonych temperaturach. Tzn., wentylator zacznie pompować ciepłe powietrze w dół do gleby, gdy szklarnia osiągnie ustawioną temperaturę (powiedzmy 80 F), i wyciągnąć go z powrotem, gdy spadnie poniżej 50 F. Tak więc, podziemny wymiennik ciepła daje pewną kontrolę nad masą termiczną; to coś w rodzaju podejmowania masy termicznej i uczynienia go mądrzejszym.
Wariacje
Materiał baterii może się różnić. Niektórzy ludzie zasypują obszar pod szklarnią żwirem lub kamieniami zamiast ziemią. Jeśli masz już szklarnię, lub nie możesz wykopać na swojej stronie, aby wykonać wiele prac ziemnych, możesz stworzyć alternatywną baterię nad ziemią. Można zbudować izolowaną masę ziemi lub innego materiału, np. skrzynię z kamieniami rzecznymi przed szklarnią. System działa w ten sam sposób, tylko lokalizacja masy termicznej jest inna.
3) Użyj wydajnego grzejnika zasilanego energią odnawialną
Powyższe systemy pokazują jak wykorzystać słońce i przechowywać energię słoneczną, co jest dobrym pierwszym krokiem do naturalnego ogrzewania. Jeśli potrzebne jest dodatkowe ogrzewanie, rozważ wysoce wydajny system grzewczy, który działa z taniego i odnawialnego paliwa.
Jednym z powszechnych systemów używanych w szklarniach jest grzejnik masy rakietowej, super wydajna odmiana pieca na drewno. Zamiast wydalać gorące powietrze prosto z komina, tak jak robi to standardowy piec na drewno, rakietowy ogrzewacz masowy najpierw cyrkuluje gorące powietrze przez masę kostki brukowej, cegły lub kamienia, zanim zostanie ono wydalone na zewnątrz. Powietrze ogrzewa masę, która zatrzymuje ciepło i powoli wypromieniowuje je z powrotem do szklarni przez długi okres czasu, nawet po zakończeniu palenia w piecu. Rocket Mass heater wykorzystuje również podwójną komorę spalania, dzięki czemu jest znacznie bardziej wydajny niż standardowy piec na drewno – kilka godzin spalania z niewielką ilością drewna może ogrzać szklarnię przez noc. Większość ogrzewaczy masy rakietowej to systemy DIY; będziesz musiał zbadać i zaprojektować system, który pasuje do twojej szklarni, korzystając z mnogości planów i wyjaśnień online.
Innym powszechnym systemem szklarniowym jest ogrzewacz stosu kompostu, który opiera się na magii bakterii tlenowych do rozkładu materiału organicznego i oddawania ciepła odpadowego. Podobnie jak podziemny wymiennik ciepła, nagrzewnica kompostowa również opiera się na wymienniku ciepła: woda krąży w rurach biegnących przez dużą stertę kompostu. Ze względu na tlenowy rozkład, stos kompostu może utrzymywać temperaturę 100-160 F. Ogrzana woda jest następnie rozprowadzana po szklarni, gdzie oddaje ciepło. Ze wszystkich systemów, ten prawdopodobnie wymaga najwięcej majstrowania, aby uzyskać prawo i utrzymać się. Musisz najpierw zbudować stos kompostowy z odpowiedniego materiału i o odpowiedniej konsystencji, aby uzyskać wysoką temperaturę, a następnie dodawać do niego lub ponownie budować stos w miarę rozkładu. Jednakże, duży, prawidłowo skonstruowany stos (patrz zdjęcie poniżej) może utrzymać szklarnię o powierzchni 1000-2000 stóp kwadratowych ogrzewaną przez zimę. Z tych powodów nagrzewnice stosów kompostowych są często najlepszym rozwiązaniem dla większych szklarni.
Podsumowanie
Którą drogę wybrać? W grę wchodzi kilka czynników:
Jakie są Twoje cele (jak dużą powierzchnię chcesz ogrzać i w jakim stopniu)? Każdy system ma inną zdolność do ogrzewania. Jak dużą kontrolę chcesz mieć? (Niektóre systemy są aktywne, a niektóre pasywne. (Tzn., możesz podkręcić podgrzewacz masy rakietowej, ale niewiele możesz zrobić aby zmienić beczki z wodą).
Z jakimi ograniczeniami już pracujesz? (np. trudne/skaliste gleby wykluczą podziemny wymiennik ciepła.) Zastanów się ile miejsca na podłodze w szklarni masz na takie rzeczy jak beczki z wodą. I co najważniejsze, pomyśl o czasie i pracy związanej z instalacją każdego systemu, jak również na bieżąco czas / praca, że może to potrwać, aby uruchomić każdy system (tj. podziemny wymiennik ciepła może być zautomatyzowane, podczas gdy masa rakiety grzejnik nie może być). Ponownie, podczas gdy trzeba zrobić trochę pracy domowej z góry, mając ciepłą szklarnię churning out świeże jedzenie przez całą zimę (i wolne!) jest najlepsza zapłata można dostać.
(Top) Zdjęcia dzięki uprzejmości Ceres Greenhouse Solutions: Rury w podziemnym wymienniku ciepła dla szklarni 12 x 20. Model 3D podziemnego wymiennika ciepła pod ziemią.
(Middle) Zdjęcie dzięki uprzejmości Verge Permaculture: Ogrzewanie masą rakietową w szklarni.
(Dół) Zdjęcia dzięki uprzejmości Golden Hoof Farm: Stos kompostowy w połowie budowy z przewodami do napowietrzania. Ukończona pryzma kompostowa.
Wszyscy blogerzy społeczności MOTHER EARTH NEWS zgodzili się przestrzegać naszych Najlepszych Praktyk Blogowania, i są odpowiedzialni za dokładność swoich postów. Aby dowiedzieć się więcej o autorze tego postu, kliknij na link byline na górze strony.
.