Sistema de calefacción para invernaderos de bricolaje: las mejores formas de calentar invernaderos en invierno
Para mantener un determinado régimen de temperatura en el invernadero, se utilizan diferentes sistemas de calefacción.La elección del método de suministro de calor depende del tamaño del edificio, las condiciones climáticas de la región, la disponibilidad de un tipo particular de combustible, la capacidad financiera y otros factores.
Algunos artesanos del hogar se comprometen a organizar la calefacción del invernadero con sus propias manos; esta solución reducirá significativamente los costos laborales, ¿no le parece? Por supuesto, organizar una calefacción estable usted mismo no es una tarea fácil, pero es bastante factible. El primer paso es elegir una fuente de calor.
Te contamos qué opciones de calefacción de invernaderos existen, cuáles son sus características específicas, ventajas y desventajas de uso. Con base en la información presentada, podrá decidir el tipo de calefacción, realizar un cálculo preliminar de la potencia térmica y seleccionar unidades de trabajo y elementos del sistema.
El contenido del artículo:
Detalles del mantenimiento de la temperatura en invernaderos.
Calentar un invernadero es necesario para compensar la pérdida de calor que se produce a través de las paredes y el techo de la estructura, así como por la entrada de aire exterior. Para reducir los costos de calefacción, primero es necesario aislar adecuadamente el invernadero y minimizar el intercambio de aire con la calle.
Además del material del que está hecho el invernadero, se debe prestar especial atención al ajuste perfecto de la estructura al suelo. Para hacer esto, al construir un invernadero, es mejor hacer una base poco profunda aislada desde el interior.
Debe sujetar de forma segura la estructura en caso de vientos fuertes, evitar la formación de grietas y minimizar el intercambio de calor con la calle a través de la capa superior de suelo.
Para resolver el último problema, incluso en las condiciones de las regiones del norte, una profundidad de 30 centímetros es suficiente, ya que la conductividad térmica del suelo es muy baja. La intensidad del intercambio de calor vertical entre la capa de suelo dentro del invernadero y la capa de suelo subyacente es muy pequeña.
En invierno, la nieve se puede utilizar como aislamiento exterior natural a lo largo de los bordes del invernadero.
Para el crecimiento normal de las plantas, es necesario mantener la temperatura del aire y de la capa vegetativa del suelo en un cierto rango. Si el invernadero funciona continuamente, el suelo fértil se calentará debido al intercambio de calor con el aire interno. Además, su temperatura será casi la misma que en condiciones naturales en verano.
El suelo y las capas del suelo se congelan en invierno a una profundidad que depende de la latitud geográfica de la región y de la estructura de la roca. Para calentar el suelo y la capa superior adyacente antes de plantar, es necesario mantener una temperatura del aire positiva durante mucho tiempo (hasta un mes).
Una solución alternativa es realizar acciones especiales para transferir calor directamente al suelo. Esto se puede hacer mediante un sistema de tuberías subterráneas a las que se suministra refrigerante.
La cantidad de energía gastada en calentar el invernadero depende de los siguientes factores:
- Superficie de paredes y techo de invernadero.. Cuanto menor sea este indicador, menor será la pérdida de calor. Por lo tanto, para ahorrar energía, es mejor utilizar una forma de estructura rectangular o semicircular.
- Coeficiente de conductividad térmica del material.. Cuanto menor sea este parámetro, mejor retendrá el calor el material.
- Diferencia de temperatura entre el aire interior y exterior.. Cuanto mayor sea su valor, mayor será la pérdida de calor.
- Intercambio de aire a través de fugas.. Para reducir los costes energéticos, es necesario eliminar el flujo incontrolado de aire frío.
La amplia variedad de diseños de invernaderos privados y la calidad de su instalación complican seriamente el modelado del régimen de temperatura. Por lo tanto, determinar con precisión la cantidad de energía necesaria para calentar un objeto en particular es posible sólo de forma experimental.
Calefacción autónoma basada en la combustión de combustible.
Utilizar el proceso de combustión como fuente de calor es el método más utilizado para calentar invernaderos pequeños. Dicho calentamiento tiene algunas características específicas, ya que es necesario tener en cuenta la mayor estanqueidad de la habitación, la conveniencia de calentar el suelo y la necesidad de mantener la humedad.
Estufas y calderas de combustible sólido.
Uno de los dispositivos más simples que se utilizan para calentar invernaderos durante las épocas frías es una estufa. La popularidad del uso de un dispositivo de este tipo se debe al bajo costo del combustible. Puede ser leña sin calibrar, pasto seco, carbón y polvo de carbón, basura y líquidos inflamables.
Al calentar con estufas, es necesario garantizar un tiro estable, ya que ventilar el invernadero si entran productos de combustión provocará su enfriamiento.
Cuando se utiliza una estufa de metal, el calentamiento se produce rápidamente y la energía se transfiere al aire circundante. También es el método de calefacción más económico y sencillo de utilizar. Puedes construir una unidad de este tipo tú mismo.
En nuestra web hay una selección de artículos sobre la fabricación de diferentes tipos de estufas metálicas que se pueden utilizar para calentar un invernadero:
- Cómo hacer un horno Buleryan con tus propias manos: instrucciones paso a paso para hacer
- Estufa de barriga de un cilindro de gas con sus propias manos: diagramas, dibujos + guía paso a paso
- Estufa con aceite usado de una tubería: cómo hacer una estufa efectiva usando aceite usado a partir de materiales de desecho
Una estufa de piedra se calienta más lentamente y retiene el calor por más tiempo. Esto es más adecuado para calentar espacios pequeños con un rango de temperatura medio o estrecho. Sin embargo, dicha estufa debe plegarse y, si es necesario, no moverse, como su contraparte de metal.
Existe la idea de calentar el espacio en un invernadero utilizando productos de combustión calientes. Para ello, se propone colocar la estufa en un foso y colocar la chimenea en posición horizontal bajo el nivel del suelo con su posterior salida a la superficie.
Esta opción realmente aumentará la eficiencia de la calefacción.
Sin embargo, durante la implementación práctica surgirán las siguientes dificultades:
- Requisitos para el material de montaje de la chimenea.. La temperatura del aire que sale del horno es muy alta. Por lo tanto, la chimenea no debe tener una buena transferencia de calor, de lo contrario la tierra a su alrededor se quemará.Las tuberías de amianto se pueden utilizar como material para eliminar los productos de combustión.
- Cumplimiento de las normas para la colocación de chimeneas.. Será necesario prever ventanas de inspección en la chimenea para limpiarla del hollín. Por lo tanto, es necesario colocar la tubería entre las camas.
- La necesidad de suministro de energía.. Una sección horizontal larga no contribuye a la creación de un tiro normal, por lo que será necesario instalar un extractor de humos. Esto significa la necesidad de suministrar electricidad al invernadero o recargar periódicamente la batería.
Por lo tanto, la idea de colocar una chimenea subterránea no ha encontrado una amplia aplicación en la práctica.
En lugar de una estufa estándar, puedes utilizar combustible sólido. calderas de combustión prolongada. Queman combustible de manera más eficiente y no permiten una rápida liberación de calor, lo que elimina la posibilidad de dañar las plantas por las altas temperaturas. Estas calderas fabricadas en fábrica son fáciles de usar y mantener, y además son compactas.
Calderas y convectores de gas.
Para los invernaderos, una buena alternativa a la calefacción por estufa es el uso de gas. caldera de gas licuado o convector. Para edificios privados pequeños, generalmente se utilizan equipos que funcionan con cilindros de gas.
Es mejor colocar la bombona de gas fuera del invernadero. Pero en este caso, es necesario solucionar el problema de evitar la congelación de la caja de cambios durante un período prolongado con temperaturas negativas.
Conectar un invernadero a la red de gas es un procedimiento burocrático bastante complicado. Además, durante la inspección anual obligatoria por parte de un especialista del servicio de gas, se harán comentarios.
En cualquier caso, la presencia de una combinación de suministro de gas y el uso de fuego abierto en un espacio confinado requiere mayores medidas de seguridad. La mejor solución es contar con un analizador de gases, así como un sistema automático de extinción de llamas que se active cuando se excede la concentración máxima permitida de una sustancia inflamable en el aire.
Desde el punto de vista de comparar los costos financieros de instalar y usar estufas y equipos de gas, es imposible sacar una conclusión inequívoca. Un convector de gas simple cuesta entre 12 y 14 mil rublos.
Esto es más caro que los dispositivos metálicos que funcionan con combustible sólido:
- el costo del metal y los consumibles para la fabricación independiente de una estufa de barriga es de aproximadamente 3 mil rublos;
- Una instalación de fábrica de combustible sólido de tamaño pequeño, por ejemplo, el modelo NVU-50 Tulinka, cuesta alrededor de 6,6 mil rublos.
- una instalación de combustión prolongada modelo NV-100 "Klondike" cuesta alrededor de 9 mil rublos.
Una estufa de piedra será más cara que un convector de gas debido al costo de construir los cimientos y colocarlos.
El costo del gas natural o licuado gastado en calentar cualquier habitación será más barato que el de la leña y el carbón comprados. Sin embargo, los invernaderos se calientan, por regla general, con residuos combustibles gratuitos o baratos, lo que siempre es suficiente en las zonas rurales y de dacha.
El problema de las fugas de aire y la humedad
El uso de dispositivos de calefacción en los que se produce una combustión abierta de combustible conduce a la necesidad de eliminar los productos de combustión a través de la chimenea. En este caso es necesario compensar el volumen de aire de escape.
En los edificios, esto es posible a través de entradas incontroladas (infiltración) que se producen debido a la presencia de grietas y agujeros en las paredes y el techo.
El diseño de los invernaderos modernos, como los de policarbonato, crea un espacio hermético. En este caso, el problema de la entrada de aire se resuelve mediante la presencia de rejillas de ventilación y la instalación de una abertura de suministro especial.
Debe colocarse de tal manera que se evite un flujo concentrado de aire frío sobre las plantas. También es posible utilizar varios orificios pequeños para organizar una entrada distribuida.
Los sistemas de escape para convectores de gas de tipo cerrado ya están equipados con un tubo para el flujo de aire exterior hacia la cámara de combustión.
A menudo, después del funcionamiento de hornos y calderas, se observa el efecto del secado al aire. Esto se debe a la menor humedad absoluta del flujo frío entrante (especialmente helado) en relación con el aire caliente que sale del invernadero a través de la chimenea.
Para mantener parámetros precisos de humedad del aire, se utiliza un humidificador con higrómetro, que puede funcionar con una fuente de energía local. Si no es necesario, puede colocar un recipiente abierto con agua en el invernadero. Luego, en caso de un fuerte secado del aire, se producirá naturalmente el proceso de evaporación.
Formas de distribuir el calor de manera uniforme
Para invernaderos pequeños, basta con colocar una fuente de calefacción. La diferencia vertical de temperatura garantizará la circulación del aire en la habitación y, por tanto, distribuirá el aire caliente.
En habitaciones de gran superficie o geometría compleja, es posible formar zonas con diferentes parámetros de microclima. A veces esto se hace a propósito en invernaderos industriales, pero en la mayoría de los casos este fenómeno es indeseable.
Para distribuir el calor de manera uniforme, se utilizan dos métodos:
- Creación de circulación de aire artificial.. Se suelen utilizar ventiladores de aspas. A veces se construye un sistema de conductos de aire con bombas integradas de modo que el aire entre por un extremo de la habitación y salga por el otro.
- Transferencia de calor debido al refrigerante intermedio.. Como regla general, se utiliza un sistema de agua ordinario con circulación forzada. Las tuberías se pueden colocar tanto a lo largo del perímetro del invernadero como debajo de la capa de suelo.
También es necesaria la distribución forzada del calor para evitar la formación de una zona de alta temperatura cerca del calentador. De lo contrario, las instalaciones situadas cerca de la estufa o caldera podrían sufrir daños térmicos.
Métodos de calefacción populares sin fuego abierto.
El uso de fuego abierto tiene algunas limitaciones, ya que se liberan residuos de la combustión y se deben observar medidas de seguridad contra incendios. Por lo tanto, a menudo se utilizan otros métodos para liberar calor a la sala del invernadero.
Aplicación de electrodomésticos.
Usar electricidad para calentar un invernadero en invierno es el método más caro. Sin embargo, también es el más sencillo, ya que la instalación de dicha calefacción incluye únicamente el cableado eléctrico y la instalación de dispositivos.
El uso de sistemas de automatización simples libera a las personas de la necesidad de participar en el monitoreo constante del microclima.
La calefacción eléctrica de un invernadero se puede realizar utilizando los siguientes dispositivos:
- Calentador. El dispositivo más sencillo y económico que puedes fabricar tú mismo.
- Convector. La presencia de un ventilador permite, además de calentar el aire, distribuirlo uniformemente por todo el invernadero.
- Bomba de calor. Un potente dispositivo para calentar aire en invernaderos de gran volumen, que a menudo se utiliza junto con un sistema de conductos de aire para distribuir el calor. Para calentar una habitación compacta puedes hacer una bomba de calor por propia cuenta.
- Lámparas infrarrojas. La especificidad del funcionamiento de tales dispositivos es calentar la superficie sobre la que incide la radiación. De este modo, es posible nivelar el gradiente vertical de temperatura en la habitación sin utilizar la circulación de aire.
- Cable calefactor. Se utiliza para calentar áreas locales en un invernadero.
En el caso de locales pequeños, el uso de calefacción eléctrica se justifica por su sencillez y seguridad. En invernaderos grandes e industriales es recomendable utilizar otros métodos.
Liberación de calor bioquímico.
Uno de los métodos interesantes de calefacción es añadir al suelo fertilizante orgánico no podrido: estiércol de animales o excrementos de pájaros.Como resultado de la reacción bioquímica, se libera una gran cantidad de energía, lo que aumenta la temperatura de la capa fértil y del aire dentro de la habitación.
Cuando el estiércol se pudre, se liberan dióxido de carbono, metano, así como pequeñas cantidades de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno. El estiércol también tiene un olor específico. Todo ello impone ciertas restricciones a su uso relacionadas con la necesidad de ventilar la habitación.
En invierno, así como durante las prolongadas olas de frío en primavera y otoño, no es deseable un intenso intercambio de aire. En este caso, restaurar el equilibrio térmico después de la ventilación puede requerir una cantidad de energía significativamente mayor que la liberada como resultado del proceso de descomposición del estiércol.
El uso de un método tan "biológico" para calentar la tierra y el aire se justifica a finales de la primavera, cuando la ventilación se produce a temperaturas diurnas positivas.
Sistemas con fuente de calor externa.
La calefacción del invernadero es posible debido a la ubicación cercana de la casa u otro edificio con calefacción. Esto simplifica todo el procedimiento, ya que no es necesario instalar una fuente de calor autónoma. Utilizando relés por cable o wi-fi, puede recibir información de forma remota sobre la temperatura en el invernadero y regular su microclima desde casa.
Crear un circuito de calefacción independiente
Si la casa utiliza calefacción por agua o vapor, entonces es posible crear un circuito separado que conduzca al invernadero.Debe estar equipado con una bomba separada, ya que la longitud horizontal total del nuevo segmento será grande.
También es necesario instalar un tanque de expansión abierto en el invernadero para eliminar el aire del sistema. Se debe minimizar el área de agua abierta en el tanque para evitar una intensa evaporación de agua caliente en la habitación.
Los radiadores rara vez se instalan en un invernadero, ya que el diseño de sus instalaciones juega un papel secundario. Si falta calor, es mejor alargar el contorno de la tubería, ya que esto es más económico y reduce el riesgo de fugas y averías.
El segmento exterior del circuito debe estar aislado para evitar pérdidas de calor y minimizar el riesgo de congelación. La opción subterránea para colocar tuberías es la más adecuada para estos fines.
La conexión del segmento de calefacción del invernadero al circuito general se puede realizar mediante una válvula de tres o cuatro vías.
También es posible crear un sistema automático de control de temperatura.
Esto se puede hacer de las siguientes maneras:
- Cambiar el volumen de agua caliente que pasa según las lecturas de los sensores de temperatura. En este caso, es necesario adquirir una bomba con control de potencia.
- Encendido y apagado del circuito de calefacción del invernadero. Para ello se utilizan sistemas de control automático de grúas.
En lugar de cambiar manualmente la posición de una válvula de tres o cuatro vías, se pueden utilizar dispositivos servo. Su unidad de control electrónico se ajusta a las lecturas ubicadas en el invernadero. sensores de temperatura.
Si es necesario cambiar el modo de calefacción, se envía una señal de control al motor, que hace girar la varilla y establece una posición diferente de la válvula.
Calefacción mediante aire extraído
Se puede obtener una buena calefacción utilizando aire caliente de la ventilación por extracción de un edificio residencial. Dirigiendo un conducto de ventilación aislado al invernadero, se puede obtener un flujo entrante constante con una temperatura de 20-25°C.
La única condición es la ausencia de exceso de humedad e impurezas en el aire, típicas de cocinas y baños.
La salida de aire del invernadero se puede organizar de dos formas:
- Local extractor de aire a la calle en forma de tubo sin ventilador. Debe tener una sección transversal pequeña para crear un caudal elevado. En este caso, a temperaturas negativas de la calle, la zona de formación de condensación se ubicará a cierta distancia del tubo, lo que evitará la formación de hielo.
- Devolver el flujo mediante un conducto de aire adicional y conexión obligatoria a la campana general de la casa. De lo contrario, los olores del invernadero se extenderán por todas las zonas de la casa.
Este método es el más económico en términos de costos únicos de instalación del sistema y costos recurrentes de uso de combustible. La única pregunta sigue siendo si el volumen de la campana es suficiente para mantener la temperatura requerida. Es mejor comprobar esto experimentalmente.
Si a veces, durante las olas de frío extremo, la temperatura del aire en el invernadero desciende por debajo del nivel permitido, entonces se puede construir un pequeño calentador de aire en el conducto de aire o instalar un dispositivo eléctrico adicional en la propia instalación.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Estufa casera con chimenea larga para calentar un invernadero:
Varias opciones para estufas de leña en un invernadero real:
Quemadores de gas como fuente de calor. Tuberías en todo el invernadero:
No existe una opción universal para calentar un invernadero. La elección a favor de uno de los métodos o su combinación debe hacerse teniendo en cuenta su confiabilidad, el bajo costo de instalación y uso de los equipos, los precios de la energía y la duración de la batería.
La mayoría de los proyectos se pueden implementar internamente, lo que reducirá su costo y brindará la oportunidad de una mayor modernización independiente.
¿Tiene experiencia personal en el diseño e instalación de calefacción en un invernadero? ¿Quieres compartir tus conocimientos acumulados o hacer preguntas sobre el tema? Deje comentarios y participe en las discusiones; el formulario de comentarios se encuentra a continuación.
El año pasado calenté el interior del invernadero con un calentador eléctrico, pero consumió mucha electricidad. Decidí construir una estufa de piedra: la gastaré una vez, pero será de gran calidad y durará mucho tiempo. Todavía no voy a cambiar la ubicación del invernadero, los materiales para la estufa están disponibles, comenzaré la construcción, usaré la información de tu artículo, todo es accesible y detallado.
Las verduras importadas son económicas, incluso a pesar de las sanciones. Además de la calefacción, en invierno se necesita mucha luz para ampliar las horas de luz.Instalar calefacción sólo tiene sentido si te interesa. Es casi imposible ganar dinero con esto. De todas las propuestas, solo la opción con calefacción por estufa se puede implementar sin costes elevados. Yo mismo caliento el invernadero solo en primavera con una vieja estufa de barriga. Es portátil y liviano. Y no es difícil colocarle un tubo y sacarlo por la ventana. Sin embargo, todavía queda algo de humo, lo que es incluso beneficioso para las plantas.
Calentar un invernadero también es beneficioso. Sólo necesitas saber qué cultivar. Con las fresas, por ejemplo, se pueden obtener beneficios en una sola temporada.