Invernaderos inusuales. Aumentamos la eficiencia energética

El contenido del artículo

• Invernaderos de trinchera de Vladimir Antropov
• Invernadero ecológico
• Ivanov vegetariano
• Invernaderos solares con acumuladores de calor

Invernaderos de trinchera de Antropov, invernadero ecológico, vegetariano de Ivanov, invernaderos solares con acumuladores de calor. En este artículo, consideraremos las características del dispositivo y las ventajas de estas estructuras únicas..

Los invernaderos son estructuras que prolongan significativamente el tiempo de crecimiento de varios cultivos. Se necesitan en todas partes. En las regiones del norte, es importante no perderse un solo día cálido, y cada grado de calor ahorrado es de la mayor importancia; después de todo, cuando se cultivan verduras, es necesario mantenerlo en muy poco tiempo. En las regiones del sur, el invernadero ayudará a cultivar plantas casi todo el año..

Desafortunadamente, las estructuras tradicionales que se pueden encontrar en casi todas las parcelas personales tienen tres inconvenientes principales:

1. En el momento de baja posición del sol, y ocurre por la mañana y por la tarde en primavera, otoño e invierno, sus rayos se reflejan en ángulos agudos con mucha fuerza, como resultado de lo cual solo el 25-30 por ciento de la energía solar puede penetrar en el invernadero..
2. En la estación fría, es bastante difícil almacenar y ahorrar calor debido a las grandes pérdidas a través de la cubierta del invernadero, lo que conduce a grandes saltos en las temperaturas diurnas y nocturnas, y esto tiene un efecto extremadamente negativo en el desarrollo y la fructificación de los cultivos..
3. Los invernaderos tradicionales tienen ventilación directa en forma de todo tipo de ventilaciones, puertas y similares. Y es a través de él que todo lo que es tan necesario para que las plantas crezcan normalmente, el dióxido de carbono, el nitrógeno y casi toda la humedad evaporada por los cultivos. Es por eso que los lechos de invernadero necesitan riego y fertilización constantes..

Los principios únicos del diseño de invernaderos que se analizan a continuación ayudan a resolver todos estos problemas..

Invernaderos de trinchera de Vladimir Antropov

El nombre habla por sí solo. La base de dicha novilla es una zanja con una profundidad de un metro y medio o más (todo depende de la profundidad del agua subterránea en el sitio), la longitud es arbitraria, el ancho es de dos metros. A los lados de la zanja, se disponen muros de contención de ladrillo, que sirven como un maravilloso acumulador de calor. Para el cultivo de plantas, aquí se utilizan camas altas hechas de ladrillos; para obtener una descripción detallada de su diseño, consulte el artículo “Agricultura orgánica. Cómo crear camas inteligentes ”. Su principal ventaja en este caso es que acumulan calor activamente durante el día y lo liberan gradualmente por la noche..

Desde arriba, el invernadero de trinchera está cubierto con una estructura arqueada simple de tubos de plástico doblados por un arco. Los tubos están espaciados a intervalos de 1,2 metros y se sujetan con travesaños. La envoltura de plástico se estira de la siguiente manera: un borde de la tira se une al riel y se arrastra con dos cuerdas al otro lado. Después de eso, los bordes de la película se presionan contra la base del invernadero con listones de madera con tacos. Para que la película se sujete mejor, se presiona a la estructura con cuerdas tiradas y bien estirada entre los tubos del marco..

Las puertas ubicadas casi debajo del techo desde ambos extremos actúan como respiraderos en los invernaderos de trinchera de Antropov. Las camas de ladrillo están hechas de tal altura que su superficie está ubicada debajo de la cresta del invernadero; este es el lugar que es una zona de acumulación estable de aire caliente. Con esta disposición, no hay ningún efecto negativo del aire frío en las plantas: fluye suavemente hacia el suelo..

Las ventajas de un invernadero de trinchera de este diseño son obvias. En primer lugar, las pérdidas de calor se reducen significativamente en los invernaderos de Antropov y la alta temperatura permanece aquí durante mucho tiempo. Esto se debe al hecho de que los puntales de ladrillo y las camas altas se calientan rápidamente y acumulan una gran cantidad de calor. Además, en invierno, el horizonte del suelo profundo emite calor por sí mismo. El volumen relativamente pequeño y el área mínima de viento contribuyen al calentamiento instantáneo del aire. Como resultado, la temperatura nocturna en un invernadero de este tipo en invierno es de 8 a 12 grados más alta que en el habitual. Me gustaría señalar que aquí no se utiliza la calefacción. Y en las noches más frías, para proteger las plantas de las heladas, simplemente cubra las camas con un material de cobertura no tejido..

Otra ventaja importante de los invernaderos de trinchera de Antropov es que la temperatura del aire aquí cambia suavemente. La superficie de intercambio de calor a través de las paredes de los lechos es tres veces mayor que a través del suelo. Teniendo en cuenta que el ladrillo retiene perfectamente el calor, se obtiene una especie de volante térmico, es decir, el exceso de calor se absorbe durante mucho tiempo y su deficiencia se compensa durante mucho tiempo. El aire en tales estructuras no se sobrecalienta hasta mediados de junio..

Invernadero ecológico

La autora de la idea es la agricultora estadounidense Anna Edei. Al organizar el eco-invernadero, Anna utilizó las ideas de los fundadores del movimiento de permacultura, basadas en la adaptación mutua de todos los miembros de un determinado ecosistema entre sí. Hablamos en detalle sobre la permacultura en el artículo “Agricultura ecológica. Permacultura – vida en armonía con la naturaleza «.

El área del invernadero ecológico construido por Anna Edei es de 300 metros cuadrados. m) La estructura se alarga en dirección de este a oeste. La pared norte vertical está cubierta con plástico blanco y actúa como reflector de los rayos del sol. El techo es plano e inclinado hacia el sur. Las paredes laterales están hechas de fibra de vidrio y el techo está cubierto con salvia (aislante térmico transparente confiable), se presta especial atención a la estanqueidad; todo esto garantiza una pérdida de calor mínima.

Pero lo más destacado del eco-invernadero es su simbiosis con los animales. En ambos extremos de la estructura hay locales para su mantenimiento: por un lado, una casa de conejos, en la que viven entre 30 y 40 conejos, y por el otro, un gallinero para 60-70 gallinas. Estas habitaciones también son muy luminosas y herméticas. El ecoinvernadero tiene un sistema especial de tuberías perforadas colocadas bajo tierra a través de las cuales se bombea el aire caliente de la colección de animales al invernadero con la ayuda de un ventilador. Y junto con este aire, calor, amoníaco, dióxido de carbono y humedad. Como resultado, todo el mundo está bien: el aire en el gallinero y el conejo se limpia, alimenta y, por lo tanto, calienta las plantas en el invernadero..

La composición del suelo en el invernadero ecológico es la siguiente: tierra de césped, arena, compost a base de excrementos de pollo y conejo, ceniza. Un sistema de riego por goteo del subsuelo bien organizado crea las condiciones ideales para las plantas, después de recolectar todos los desechos van a los animales que viven cerca.

Anna Edei calculó que cada «animal» da tanto calor en un año como se puede obtener con 10 litros de aceite – el ahorro en calefacción alcanza los 7 mil dólares al año.

Entre otras cosas, una gran cantidad de calor en un invernadero ecológico se acumula en el agua. El volumen total de los tanques de agua instalados es de aproximadamente 16 toneladas, y los ventiladores especiales están montados debajo del techo, alimentados por paneles solares y se encienden automáticamente cuando hace sol. Conducen aire caliente a contenedores de agua, cercados de las camas con plantas por una cortina durante el día. Durante el día, estos llamados radiadores absorben una gran cantidad de calor, que emiten por la noche. Todos los depósitos de agua están interconectados por tuberías para que, con la ayuda de una bomba, el agua caliente de arriba se destile hacia abajo, por lo que todo el volumen se calienta de manera uniforme..

En el calor del verano, una ventilación especialmente pensada evita que las plantas se sobrecalienten en el invernadero ecológico. En el lado sur, los travesaños están ubicados cerca del suelo y en el norte, casi debajo del techo. Esto permite que el aire caliente se deslice por la rampa y escape rápidamente. Los tanques con agua suavizan eficazmente la diferencia de temperatura, por la noche emiten calor durante el día y durante el día, la frescura nocturna, por lo que la ventilación se usa solo en días muy calurosos.

Ivanov vegetariano

Este principio único de construcción de invernaderos fue desarrollado y patentado por el profesor de física de Kiev Alexander Vasilyevich Ivanov en los años 50 del siglo pasado. El diseño del vegetariano está pensado hasta el más mínimo detalle y elimina los tres problemas principales de los invernaderos tradicionales, de los que hablamos al principio: falta de luz solar, pérdida de calor a través de la cubierta, pérdida de dióxido de carbono, humedad y nitrógeno como resultado de la ventilación directa. Hablemos de todo en orden.

Es necesario construir una vegetación en una pendiente (15-20 grados). La pendiente puede ser natural o suelta, pero necesariamente una pendiente hacia los lados sureste o sur. Tamaño aproximado del edificio: largo 5 m, ancho 4 m, alto 1,7-2 m. El techo plano y las tres paredes son de vidrio o policarbonato celular, siendo este último casi ideal para esta estructura..

La pared trasera es sólida. Puede ser una pared adecuada de una casa o cualquier cuarto de servicio, encalada con cal, pintada con pintura blanca e idealmente cubierta con una película de espejo. Actúa como un reflector que duplica los rayos del sol en el suelo..

Por lo tanto, una pendiente de 15-20 grados, un techo plano y una pared reflectante en invierno aumentan significativamente la penetración de la luz solar y, cuanto más bajo el sol, más poderoso es el efecto..

Los problemas de pérdida de calor, dióxido de carbono y nitrógeno se resuelven gracias a una interesante invención, que es un ciclo cerrado de intercambio de calor y aire. Los tubos de plástico se entierran en el suelo a una profundidad de 35 a 40 cm, ubicados a una distancia de 60 a 65 cm entre sí en toda el área del invernadero. Sus extremos inferiores (sur) se retiran del suelo y se cubren con una malla fina (para que no se llenen de escombros). Los superiores (norte) están conectados a un colector transversal, desde el cual se coloca un tubo vertical (tubo vertical) en la pared principal. El elevador no sale directamente, sino a través de una cámara de control especial, que se abre al vegetariano a una altura de aproximadamente un metro y medio. Tanto arriba como abajo, esta cámara está limitada por amortiguadores, y en la salida del invernadero hay un ventilador doméstico común con una potencia de 15-20 W. Esta potencia es suficiente para 3-4 tubos, cuyo diámetro es de 7-10 cm. Si hay más tubos, entonces es necesario montar otro elevador con un ventilador..

Durante el día, cuando hace sol, la temperatura dentro del invernadero es de 30 a 35 grados (incluso en invierno). El amortiguador superior de la cámara de control se cierra, el ventilador se enciende y aspira aire caliente, conduciéndolo a través de las tuberías hacia el suelo. Al mismo tiempo, el suelo se calienta y el aire enfriado se expulsa y se calienta nuevamente. Como resultado, la tierra se calienta a una temperatura de 30 grados durante todo el día y se convierte en un acumulador natural de calor, que es suficiente para toda la noche. Por la noche, un ventilador impulsa el calor del suelo al aire..

Un sistema similar se usa ampliamente en muchos países europeos, especialmente en Escandinavia, los acumuladores de calor aquí no son solo el suelo, sino también paredes de piedra, colectores dentro de piscinas, pisos de piedra..

La práctica muestra que si todo está en orden con estanqueidad, un ciclo de intercambio de calor tan cerrado proporciona un rendimiento excelente en invierno sin calefacción. Si en invierno es menos 10 durante el día, en la vegetación, más 18, en la noche la temperatura en menos 15 en la vegetación, más 12. En caso de heladas muy severas, se inserta un calentador ordinario, no muy potente (1-1.2 kW) en la cámara de control, con la ayuda se impulsa aire caliente.

En primavera y verano frío, un ciclo cerrado en el mismo modo protege el invernadero del sobrecalentamiento: por la noche, el suelo ya no acumula calor, sino frescor, que enfría el aire durante el día..

En los calurosos meses de verano, este sistema de intercambio de calor elimina perfectamente el exceso de calor exterior. La solapa inferior de la cámara se cierra y la superior se abre: el ventilador simplemente expulsa aire caliente del exterior vegetariano, pero también se pierde dióxido de carbono, por lo tanto, se recomienda usar dicha ventilación solo en caso de emergencia. Es el sistema cerrado de intercambio de calor y aire que acumula la cantidad de CO necesaria para el crecimiento y desarrollo normal dentro del invernadero.₂ y nitrógeno.

El sistema de tuberías perforadas, enterradas en el suelo de la vegetación, en ciclo cerrado, permite solucionar el problema de pérdida de aire y humedad del suelo. Dicho sistema en sí mismo es un colector de condensado eficaz..

Cuando el aire caliente pasa por las tuberías frías, desprende mucha agua, que cae en forma de condensación en las paredes. Tuberías: perforadas (se perforan agujeros con un diámetro de lápiz cada 20 centímetros a lo largo de todo su fondo), colocadas sobre una capa delgada de piedra triturada o arcilla expandida, que permite que el agua pase libremente al suelo.

Entonces, cuando se enciende el sistema cerrado de intercambio de calor y aire, el agua que las plantas y el suelo evaporan se devuelve a las raíces a la fuerza. El suelo cálido se humedece con agua tibia; no se puede pensar en nada mejor para las plantas. En la temporada de calor, cuando se hace necesario utilizar ventilación abierta y hay falta de humedad, se utiliza un sistema de riego por goteo en la vegetación..

Otro punto muy importante es que el ventilador montado en la cámara de control está equipado con los sensores de temperatura más simples. Todo el sistema se apaga automáticamente cuando la temperatura del aire en las tuberías subterráneas y en el conjunto general del invernadero se iguala..

El Vegetariano de Ivanov no es solo un invernadero. Esta estructura única de capital se considera un ejemplo de tecnología para el uso racional de la energía solar. Si la temperatura exterior no desciende por debajo de los 10 grados bajo cero, no se requiere calefacción excepto por los rayos del sol. Los agrónomos, que han aprendido la efectividad de un invernadero de este tipo en la práctica, dicen que los costos de mantener el microclima requerido en un vegetariano son 60 a 80 veces menores que en un invernadero tradicional ordinario. Vegetariano vale la pena en el primer año, a pesar de la necesidad de construcción de capital.

Invernaderos solares con acumuladores de calor

Como ya hemos descubierto, uno de los principales problemas de los invernaderos tradicionales es la enorme pérdida de calor a través de la cubierta exterior. Por lo tanto, si desea cultivar verduras en un invernadero regular durante la estación fría, debe cuidar la calefacción y el aislamiento térmico adecuado. Esto se describe en detalle en el artículo «Calefacción eléctrica de un invernadero: elección del sistema de calefacción óptimo»..

Puede ahorrar en calefacción utilizando el diseño del llamado invernadero solar (invernadero solar), equipado con acumuladores de calor confiables. El diseño de tales invernaderos se asemeja al vegetariano de Ivanov descrito anteriormente. Es decir, una pared sólida, cubierta con un material reflectante, el techo y las paredes están hechos de material confiable (el policarbonato celular o el doble acristalamiento son los más adecuados), lo que reduce efectivamente la pérdida de calor..

Lo más destacado de los invernaderos solares es un acumulador de calor del subsuelo, organizado de la siguiente manera. Basado en un área de invernadero de 100 metros cuadrados. m, se cava un hoyo en el medio, de 1 metro de ancho, 15 metros de largo y 1,2-1,4 metros de profundidad, que se rellena con trozos de granito o ladrillo roto con una fracción de 150-200 mm. Los canales de ladrillo se realizan en toda su longitud, saliendo a través de tubos de plástico con un diámetro de 350 mm. Por un lado, se instala un ventilador de 0,1 kW en un canal de ladrillo. Durante el día, la batería se carga con calor, que sirve como calefacción por la noche..

Por lo tanto, examinamos los principios únicos del diseño de invernaderos, que ayudan a mantener un microclima óptimo para el cultivo de plantas sin costo adicional. Habiendo construido tales estructuras, puede cultivar verduras casi todo el año, lo que le proporcionará a su familia no solo verduras y hierbas frescas, sino que también tendrá la oportunidad de organizar un negocio adicional o principal muy rentable, especialmente en invierno..