Elektryczne ogrzewanie ziemi w szklarni

Kto nie lubi sięgać po swoje ulubione warzywa, zanim zacznie się jeszcze sezon zbiorów? W sklepach dostępne są jedynie importowane produkty, które podróżują tygodniami, nim trafią na półkę. Tymczasem w Twoim ogródku możesz mieć zupełnie świeże i zdrowe warzywa znacznie szybciej. Jak? Zakładając chociażby niewielką szklarnię. Aby uzyskać odpowiedni efekt, należy ją podgrzać - co stanowi dla wielu osób spore wyzwanie. Jednak nie szukaj do tego celu pieca. O wiele lepiej sprawdzi się elektryczne ogrzewanie gleby. Podniesiona w ten sposób temperatura w szklarni znacznie przyśpieszy czas wzrostu roślin i pozwoli zebrać plony, zanim na otwartych ogrodach zaczną zawiązywać się pączki. Sprawdź, jak łatwo możesz stworzyć taką instalację grzewczą w swoim ogrodzie!

Możliwości ogrzewania szklarni przewodem grzejnym

Dlaczego warto wykorzystać ogrzewanie za pomocą instalacji elektrycznej? Przemawia za tym kilka istotnych powodów:

• Ogrzewana jest przede wszystkim gleba, czyli miejsce, gdzie nasiona kiełkują. We wczesnym etapie rozwoju to właśnie ziemia musi osiągnąć odpowiednią temperaturę, by warzywa szybciej urosły. Alternatywne źródła ogrzewania musiałyby zużyć znacznie więcej paliwa, by osiągnąć ten sam cel.
• Powietrze w szklarni nie nagrzewa się w tak dużym stopniu, więc po wejściu do środka nie odczuwasz duchoty. Tymczasem rośliny wciąż cieszą się optymalnymi warunkami do wzrostu.
• W czasie ciepłych dni, gdy słońce znacząco wspomaga dogrzewanie Twoich małych jeszcze roślin, system elektryczny można łatwo sterować, a nawet automatycznie się wyłączy. Alternatywne sposoby ogrzewania często wymagają czasochłonnego rozpalania ognia, więc w wiosenne, ciepłe dni nie opłaca się ich wygaszać - a to może prowadzić do przegrzania roślin.
• Wysoka temperatura powietrza wspomaga parowanie wody z liści roślin, co nie jest korzystne dla Twoich warzyw. Natomiast podgrzewanie samego gruntu znacznie ogranicza to zjawisko, zapewniając nadal optymalne warunki.
• Wietrzenie namiotu jest niezwykle istotne. Inaczej szybko na warzywach pojawią się grzyby oraz inne choroby. Większość systemów ciepłowniczych ogrzewa powietrze w szklarni, więc w czasie wietrzenia całe wyprodukowane ciepło ucieka na zewnątrz. Inaczej jest przy ogrzewaniu gleby. Ta bowiem w dużym stopniu magazynuje energię cieplną i wychładza się w znacznie wolniejszym tempie.

Ogrzewanie podłoża w szklarni z pomocą przewodu grzejnego ma zatem mnóstwo zalet w porównaniu do innych systemów grzewczych. Już z tego powodu na pewno warto rozważyć to rozwiązanie w swoim ogrodzie.

Optymalna moc grzewcza instalacji

Chcąc zapewnić optymalne warunki do wzrostu swoich warzyw, musisz stworzyć instalację o określonej mocy. Zbyt słabe przewody nie dadzą sobie rady w chłodne wieczory i mroźne noce. Zbyt mocny system grzewczy z kolei może przegrzewać glebę, co również nie jest korzystnym zjawiskiem.

Optymalna temperatura ziemi dla rozwoju większości roślin wynosi od 15 do 20°C. W takich warunkach następuje najszybsza rozbudowa tkanki warzyw. Jednak dopiero poniżej 5°C wzrost ten zatrzymuje się. W późniejszym etapie rozwoju, gdy zaczyna się kwitnienie, optymalny poziom temperatury gleby powinien sięgać nawet 30°C. Nie są to warunki konieczne, a odpowiadające najszybszemu i największemu rozwojowi warzyw w szklarni czy na polu. Warto także pamiętać, że każdy gatunek i odmiana mogą posiadać indywidualne potrzeby odbiegające od uśrednionych wartości - szczególnie odmiany wczesne. Jednak wspomniane dane ułatwią określenie mocy instalacji grzewczej w namiocie.

Opierając się na naszym doświadczeniu oraz licznych próbach, stwierdziliśmy, że optymalny zakres mocy instalacji grzewczej gleby wynosi od 80 do 120 W/m². Przewody grzewcze spełniające ten warunek umożliwiały utrzymywanie temperatury ziemi w pożądanym zakresie, a jednocześnie nie przegrzewały upraw.

Przewód do ogrzewania gleby w szklarni

Jaki przewód grzejny będzie najlepszy? O jak najmniejszej mocy! Dlaczego odpowiedni jest RAYCHEM T2Blue-10 W/m? Przyczyna jest prosta. Aby zapewnić odpowiednią moc całej instalacji, potrzebna jest określona długość przewodu. Dla porównania łatwo można przeliczyć, że dla 1 m² (aby uzyskać moc 100 W/m²) potrzebne będzie 10 m wspomnianego przewodu lub zaledwie 5 m mocniejszego modelu o mocy 20 W/m. Oznacza to, że wybierając słabszy przewód grzewczy, można ułożyć go dwa razy więcej. Choć wydaje się to niewiele mniej ekonomicznie, ma jedną, ogromną zaletę - bardziej równomierne rozmieszczenie ciepła w gruncie. 

W przypadku dla przewodu grzejnego o mocy 20 W/m odstępy między kolejnymi przewodami dla 100 W/m² wyniosą 20 cm. Różnica może wydawać się niewielka, jednak dla roślin w ziemi ma to ogromne znaczenie. Jak wspominaliśmy, ziemia dobrze magazynuje ciepło, zatem cechuje się słabszą przewodnością cieplną. Przy odstępach 20 cm powstaną naprzemienne pasy cieplejszej i zimnej ziemi. Przy dwukrotnie mniejszych odstępach gleba będzie nagrzana bardziej równomiernie, a wschodzące warzywa dadzą podobne zbiory niezależnie od tego, jak daleko od przewodu zostały zasiane. 

Odstępy między przewodami grzejnymi? Oblicz z nami!

Załóżmy, że nasza strefa grzewcza w szklarni ma 5 x 2 m = 10 m² powierzchni. Zatem potrzebna moc grzewcza wynosi:

100 W/m² x 10 m² = 1000 W

Jak dobrać przewód grzejny z oferty sklepu?

Dla przewodu grzejnego T2Blue 10 W/m potrzebny będzie przewód o mocy grzewczej przybliżonej do uzyskanego wyniku 1000 W. W ofercie znajdziemy przewód grzejny który ma moc grzewczą 1015 W który ma długość 101 m.

Jak obliczyć odstępy pomiędzy przewodami grzejnymi? 

Powierzchnię podziel przez długość dobranego przewodu, w powyższym przypadku będzie to:

10 m² : 101 m = 0,099 m 

żeby uzyskać wynik w centymetrach, pomnóż wynik x 100

0,099 m x 100 = 9,90 cm

Przewód grzejny układamy w odstępach (w przybliżeniu) co 10 cm.

Sterowanie ogrzewaniem

Chcielibyśmy zwrócić szczególną uwagę na sterowanie ogrzewaniem gleby w szklarni. Różni się ono bowiem od typowego elektrycznego ogrzewania podłogowego, jakie spotkać można w domu. Szybko rosnące warzywa i obfite zbiory wymagają odpowiedniej temperatury samej ziemi, a nie powietrza. Natomiast ogrzewanie budynku ma zapewnić ciepło w pomieszczeniach, natomiast temperatura wylewki ma drugorzędne znaczenie (choć nie może przekroczyć wartości maksymalnych, nie wpływa na komfort mieszkańców).

Z powyższej różnicy wynika istotna kwestia na temat umiejscowienia czujnika temperatury. Ten ma mierzyć temperaturę gleby, a nie powietrza. Dlatego najważniejszy pomiar wykonywany jest przez czujnik przewodowy. Nie ma też potrzeby zakupu zaawansowanego sterownika z wbudowanym czujnikiem temperatury powietrza - ta w ogóle nie będzie brana pod uwagę w przypadku szklarni. Z tego powodu zalecamy raczej prosty termostat RAYCHEM R-TE. Jest to bardzo proste urządzenie z nastawą żądane temperatury oraz włącznikiem. W przypadku szklarni nic więcej nie jest potrzebne - ani ustawianie programów dziennych, ani dokładna nastawa histerezy nie będzie wykorzystywana. Natomiast wspomniany model można przełączyć na sterowanie zgodnie z odczytem podłączonego czujnika.

Sterownik R-TE od nVent RAYCHEM posiada najdłuższą 12 letnią gwarancję na rynku i sprzedawany jest z czujnikiem przewodowym z kablem o długości 3 m.

Inną zaletą tego modelu jest moc - może sterować układami nawet do 16 A. Czy to jest dużo? Jest to równoważność przewodu o mocy 3 500 W, zatem (przyjmując nasze wymagania do 120 W/m²) wystarczy na ogrzanie nawet 30 m² szklarni. Co istotne, każdy namiot czy pojemnik, który jest oddzielony fizycznie od sąsiednich, wymaga osobnej instalacji grzewczej z własnym termostatem - temperatura w każdym z nich może być bowiem inna z różnych powodów, więc każdy wymaga osobnego pomiaru i sterowania.

Jak prawidłowo wykonać instalację elektrycznego ogrzewania szklarni?

Ziemia w szklarni będzie przekopywana. Także zbieranie plonów może prowadzić do uszkodzenia źle wykonanej instalacji. W jaki sposób zatem zabezpieczyć system podgrzewania gleby, by był w pełni bezpieczny i mógł pracować długie lata?

Najłatwiej wykonać instalację w kuwetach, posiadających stalowe ramy. W przypadku szklarni również można wykonać metalową ramę, choć nie jest to konieczne.

1. Na samym dole układamy 5 cm styroduru (lecz nie jest od obowiązkowy) na który wysypuje się pierwszą warstwę piasku 5 cm.
2. Układamy siatkę metalową do której mocujemy opaskami nylonowymi kable grzewcze w wyliczonych wcześniej odstępach (optymalnie będzie to około 10 cm dla przewodu 10 W/m). 
3. Na tak ułożoną instalację zasypujemy piaskiem 5 cm, a następnie zabezpieczamy ją metalową grubszą siatką z oczkami max 10 x 10 mm. Metalowa siatka zabezpiecza kable przed wbiciem za głęboko szpadla lub innymi pracami ogrodniczymi.
4. Całość jeszcze raz warto zasypać piaskiem 5 cm, wyrównać i w końcu położyć właściwą warstwę gleby uprawnej w/g potrzeby 20 - 30 cm.

Gdzie umieścić czujnik temperatury?

Czujnik temperatury musi mieścić się w warstwie ziemi uprawnej. Z tego powodu będzie on bardziej narażony na uszkodzenia. Dlatego radzimy umieścić go w miedzianej lub aluminiowej rurce o średnicy zbliżonej do wielkości czujnika (czyli nieco większej, aby można było go umieścić w środku). Końcówkę rurki można spłaszczyć, aby urządzenie pomiarowe nie uciekło na zewnątrz. W ten sposób będzie on bezpieczny w razie przekopywania szklarni łopatą.

Warzywa i rośliny wymagają częstego podlewania, co stanowi duże zagrożenie dla sterownika. Aby uchronić się od awarii, instalujemy termostat w zamkniętej skrzynce w bezpiecznym miejscu. Może to być pod stołem lub na zewnątrz namiotu. W celu odpowiedniego zabezpieczenia sterownika, zdarza się, że musimy dodatkowo przedłużyć przewód do czujnika. 

Alternatywą może być również sterownik w rozdzielnicy. Przydatne są wtedy przeźroczyste drzwiczki, umożliwiające bieżącą kontrolę pracy urządzenia. W tej samej skrzynce znajdzie się też ochrona nadprądowa i różnicowoprądowa (popularnie nazywane "esami" oraz "różnicówką"). Jest to niezbędny element każdej instalacji, zapewniający bezpieczne użytkowanie. Zgodnie z przepisami, cała instalacja powinna być wykonana przez specjalistę z uprawnieniami SEP, a następnie przez niego zmierzona i odebrana jako w pełni sprawna i niestwarzająca zagrożenia. Nasi pracownicy posiadają takie uprawnienia, dlatego też chętnie podejmiemy się wykonania tego typu ogrzewania gleby dla Ciebie.