La calefacción de invernadero es una de las condiciones clave para el desarrollo estable de plantas amantes del calor en el invierno. Un microclima equilibrado le permite cosechar 2-3 cosechas al año, lo que es imposible en las regiones del norte a una temperatura estándar sin calefacción artificial. Solo queda decidir sobre un sistema adecuado para regular los parámetros del microclima. Como muestra la práctica, el calentamiento del aire de un invernadero es la mejor solución tanto en términos de rendimiento estructural y técnico como en términos de compatibilidad con los cultivos más populares que se cultivan en interiores.
Requisitos generales para la calefacción de invierno en invernaderos
Los requisitos microclimáticos para la disposición de invernaderos e instalaciones de invernadero están determinados por la documentación de SP 60.13330, que combina las reglas para organizar la calefacción yventilación. En el contexto de considerar un sistema de calentamiento de aire, este conjunto de reglas es especialmente relevante. Entonces, los requisitos principales incluyen lo siguiente:
- Al organizar los sistemas de calefacción y ventilación, se debe tener en cuenta el efecto del equipo no solo en las plantas, sino también en el complejo: en el suelo, la humedad, la velocidad de circulación del aire, etc.
- Es deseable organizar la calefacción de tal manera que proporcione calefacción natural además de artificial. Es decir, estructuralmente, incluso en invierno, el calentamiento del aire del invernadero debe combinarse con la luz solar directa.
- Desde el punto de vista de las posibilidades de regular el equilibrio microbiológico, es deseable combinar el calentamiento de agua y aire. Esta opción, en particular, proporcionará un calentamiento más intensivo del suelo.
- Es importante observar la uniformidad del calentamiento del aire. A una altura de hasta 1 m de la superficie terrestre, se debe organizar el suministro de calor en un volumen de al menos el 40%. Se permite una disminución de este coeficiente en áreas tecnológicas y lugares con plantas que, en principio, no son exigentes para calefacción.
¿Qué es un sistema de calefacción por aire?
Este tipo de sistema de calefacción funciona según el principio de circulación de flujos de aire calentado. Es decir, se deben implementar dos procesos tecnológicos: calentamiento y movimiento de aire. ¿Por qué este sistema se justifica como un medio para regular el microclima del invernadero? Según los expertos, este método de calentamiento permite más rápidamentepara obtener suficiente temperatura del aire en todo el espacio de la habitación. Esto toma unos minutos en promedio, aunque el tiempo específico depende de la temperatura exterior. Por otro lado, también es importante el factor de enfriamiento rápido después del calentamiento. Con el calentamiento del aire del invernadero, se observa una caída intensa de la temperatura después de apagar la calefacción, lo que también debe tenerse en cuenta. Esto se debe al hecho de que el aire tiene una baja capacidad calorífica: calienta rápidamente el espacio, pero también pierde rápidamente el potencial acumulado de energía térmica.
Características del calentamiento del aire en un invernadero
Como puede ver, los sistemas de calefacción por aire tienen sus pros y sus contras. En este caso, vale la pena considerar con más detalle las características operativas de este método de calentamiento del invernadero. En primer lugar, hay que tener en cuenta que el efecto de las masas de aire no es solo un medio de regulación de la temperatura. Un tipo de viento generado puede afectar tanto positiva como negativamente la condición de ciertas variedades de plantas. Por esta razón, el calentamiento del aire del invernadero también se considera en términos de requisitos de ventilación. El aspecto positivo indudable de esta función puede llamarse ventilación, que en cualquier caso debe organizarse junto con otras ingenierías del invernadero.
Ahora deberíamos volver a la capacidad de almacenamiento del aire. Desde esta posición, es apropiado comparar qué opción sería mejor para calentar invernaderos industriales modernos: ¿un sistema de aire o agua? Fluido que circula encircuitos de calefacción, retiene más tiempo la energía térmica, aunque tarda más en calentarse. También podemos mencionar los mayores costos de energía para calentar el anticongelante en los circuitos, pero estas inversiones también pueden compensarse con la alta capacidad calorífica del agua, que cede su calor a las tuberías y radiadores. Es decir, las ventajas del calentamiento de líquidos son obvias, pero no se apresure a sacar conclusiones. El hecho es que el aire tiene una ventaja significativa de un aislante térmico, que es especialmente pronunciado en los invernaderos hechos de policarbonato celular. Los circuitos calentados por agua prácticamente no afectan la función de aislamiento en relación con las paredes de la estructura, pero el aire ambiental actúa como una barrera natural, creando un amortiguador aislante en cualquier estructura con nichos vacíos.
Opciones para la implementación técnica del sistema de calentamiento de aire
La elección fundamental de la tecnología para organizar el calentamiento del aire será determinar qué tipo de equipo formará la base del sistema. Si hablamos de unidades especializadas, estas incluyen pistolas de calor (generadores de viento), calentadores eléctricos y convectores. Debe enfatizarse de inmediato que todos los métodos efectivos para calentar el aire de un invernadero en un grado u otro implican el consumo de otros recursos energéticos. Los sistemas generadores también pueden funcionar con combustible líquido, pero es mejor dar preferencia a los motores eléctricos. Incluso si ignoramos los factores ambientales que siguen siendo decisivos, los sistemas eléctricos se beneficiarán en cualquier caso de una optimizacióndimensiones, ergonomía y seguridad operativa. Por supuesto, hay un matiz en los altos costos de la energía, ya que la electricidad todavía se considera el medio más costoso para respaldar la función de los equipos de calefacción. Pero solo en el caso de los generadores de calor por aire, este no es un defecto tan notable.
Cálculo del calentamiento del aire del invernadero
La principal unidad de cálculo requerida en este caso es la potencia del calentador. Una lista más detallada de datos iniciales en evaluaciones industriales también permite determinar las tasas de circulación y los parámetros óptimos para el calentamiento de zonas precisas, pero en el sector privado será suficiente un simple cálculo por potencia. Para empezar, vale la pena decidir sobre los datos iniciales relevantes para determinar la potencia térmica del equipo. En primer lugar, estamos hablando de los indicadores de temperatura estándar para los que se selecciona el sistema:
- El régimen de temperatura requerido dentro del invernadero es de aproximadamente +5 °C.
- Rango de temperatura exterior -20…-30 °C.
- Ancho de diseño - 2,5 m.
- La altura de la estructura es de 2 m.
- La longitud de la estructura es de 5 m.
- Material de la pared - policarbonato o doble acristalamiento de 5-7 mm de espesor.
Estos son parámetros iniciales estándar y promedio para los cuales es válido el siguiente cálculo del calentamiento del aire del invernadero por potencia: el volumen de la habitación multiplicado por 1 kW de potencia y dividido por un factor de 2. En otras palabras, 25 m3 1 kW / 2=12,5 kW. Esta es la potencia térmica óptima con un margen que será suficiente cuandoinstalación de equipos para modo pico de calefacción en heladas severas. Ahora vale la pena pasar a considerar la organización del sistema de calefacción de diferentes maneras.
Uso de una pistola de aire caliente para calentar
La unidad en sí es un equipo intermedio entre los dispositivos industriales y domésticos utilizados para generar aire caliente. Las turbinas eólicas, en particular, se utilizan en casas de campo y sitios de construcción no solo para calentar, sino también para cambiar el régimen de temperatura al realizar tareas tecnológicas. Esta especificidad de funcionamiento se debe a la posibilidad de dirigir los flujos, lo que puede ser útil en relación con la disposición del invernadero. La colocación de la pistola de calor no requiere operaciones técnicas especiales; lo principal es preparar una base confiable y uniforme sobre la cual se fijará la estructura de soporte del equipo. Como muestran las revisiones sobre calentamiento de aire de este tipo de invernaderos, el mejor resultado se puede lograr con la colocación puntual de varias unidades de potencia media. Además, las posiciones de algunos modelos pueden disponerse en versión suspendida, lo que permitirá de forma puntual y sin obstáculos dirigir los flujos de aire a zonas específicas. Sin embargo, existen importantes inconvenientes en las pistolas de aire caliente. En primer lugar, queman oxígeno intensamente, lo que hace que el aire sea más seco e indeseable para las plantas. En segundo lugar, a la salida de dichos equipos, los caudales suelen estar sobrecalentados independientemente del modo de funcionamiento establecido, lo que impone restricciones a la instalación de carcasas.
Aplicaciónconvector eléctrico para calefacción
Desde el punto de vista del comportamiento estructural, la mejor opción. Son pequeños aparatos de fácil manejo para calefacción delicada que prácticamente no requieren medidas de instalación. Exteriormente, el convector es similar a la misma pistola de calor, pero el principio de funcionamiento tiene diferencias significativas. La convención natural de suministrar aire a través de la carcasa y rociar los chorros desde el interior no seca el aire. Por ejemplo, algunos diseños implican la humectación interna del refrigerante, que también se puede considerar como una función auxiliar del riego por microgotas. Aunque hay que tener en cuenta las normas de organización del riego como tal. Para un sistema de calefacción de aire de invernadero en invierno, una función de humidificación desequilibrada es bastante arriesgada. En cualquier caso, en paralelo con la calefacción y la ventilación, se debe proporcionar una red de suministro de agua de riego completa con un corte de chorro de al menos 50 mm.
Al organizar la calefacción por medio de un convector eléctrico, es importante asegurar un aislamiento confiable del equipo. Si la pistola de aire caliente está inicialmente diseñada para condiciones de funcionamiento duras incluso en exteriores, entonces los convectores son dispositivos para uso en interiores. Además, el calentamiento de aire de un invernadero hecho por usted mismo puede protegerse de factores externos con la ayuda de materiales aislantes. La solución óptima sería un recubrimiento hidroaislante y termoaislante multifuncional que proteja contra la contaminación y los cambios de temperatura y humedad.
Calefacción a base de aireradiador de coche
A los artesanos del hogar se les debe ofrecer una forma completamente económica de organizar una calefacción eficiente sin equipo especializado. A menos que tenga en cuenta el viejo radiador, que está presente en cualquier automóvil. Por supuesto, debe estar en buen estado de funcionamiento y tener un diseño de una sola pieza. Puede montar el calentamiento del aire del invernadero con sus propias manos desde el radiador de un automóvil utilizando una unidad de computadora, cableado eléctrico de un VAZ y tuberías de plomería. Los sujetadores también deben estar preparados para montar físicamente la estructura en una configuración de piso o colgante.
El proceso de instalación en sí se lleva a cabo en un sitio preparado, al que se deben conectar las tuberías portadoras de calor. En realidad, la tarea del radiador será distribuir los flujos de calor, y la fuente de calefacción puede ser una caldera doméstica con un ramal de tubería conectado al invernadero. En condiciones domésticas, se recomienda organizar el calentamiento del aire de un invernadero desde un radiador de automóvil con un movimiento de paso del refrigerante. Para facilitar el control del flujo, puede conectar una bomba de circulación y una tubería de retorno con una salida de aire.
Características del sistema combinado de calefacción de invernadero
Hay varios conceptos de calefacción combinada. Podemos hablar de combinar varios sistemas para calentar plantas específicas y de un sistema híbrido que atiende a varias áreas funcionales diferentes del invernadero al mismo tiempo. Ambas opciones tienen más probabilidades deproporcionar calefacción de invernaderos por aire y medios eléctricos: este es el esquema óptimo, en el que tanto la calefacción por suelo radiante como los convectores con pistolas de calor están integrados orgánicamente. Por separado, puede ingresar a la infraestructura y las turbinas eólicas como radiadores de automóviles.
La situación es algo más complicada con la calefacción combinada de espacios verdes. Tiene sentido expandir el complejo de calentamiento de aire mediante el calentamiento del suelo con un efecto directo en el sistema de raíces. ¿Cómo se implementa el calentamiento del aire de la tierra en un invernadero? La única forma es dirigir las corrientes cálidas hacia el suelo, y para esto se debe asignar una zona separada sin vegetación. Esta opción no es efectiva, por lo que el calentamiento del aire de la habitación se combina con el calentamiento del agua. A una profundidad de 20-40 cm, se colocan tubos delgados de polipropileno con una capa de drenaje de arena y grava fina. Organizan la circulación del refrigerante con una temperatura de 70–80 °C. Esta combinación de calentamiento de aire y agua debería mejorar el sistema de vegetación de las plantas, lo que afectará directamente el rendimiento.
Conclusión
Un complejo de calefacción organizado racionalmente en un invernadero cumplirá la función principal de crear un microclima favorable y, al mismo tiempo, no será demasiado costoso. El artista se enfrenta a una tarea responsable y difícil de combinar el calentamiento del ambiente del aire y la cubierta del suelo. La clave del éxito será un esquema inicialmente pensado para el soporte estructural y energético de la infraestructuracalentamiento de invernadero. Los métodos de calentamiento por aire y electricidad en combinación con la circulación de un refrigerante de agua le permitirán organizar un sistema óptimo para regular el microclima. Para la conveniencia de su operación, vale la pena incluir controles automáticos, sensores de humedad y temperatura en el complejo de control. Además, no olvide que el desarrollo de las plantas, especialmente en interiores, depende en gran medida de la iluminación, que, junto con el suministro de agua y los sistemas de calefacción, es deseable calcular en una sola solución de diseño.
