1. Профессор Росси разработал форму теплицы, максимально улавливающую излучение при низком стоянии Солнца. Нет предела человеческому уму! Оказывается, отражатели можно использовать не только внутри, но и снаружи (рис. 26)! Получается «теплица-рефлектор». В снеговых регионах наружным отражателем служит снег. Южане могут и белую плиточку перед тепличкой постелить. А внутренние отражатели – белая краска или зеркальные пленки (отражающие поверхности обозначены пунктиром).
Особенно эффективна такая теплица, когда она «утоплена» в дом (на том же рисунке слева – вид сверху). Установлено: через щели теряется намного больше тепла, чем через герметичное одинарное стекло. Проблема одинарного стекла одна: зимой оно леденеет от конденсата. В целом чем меньше площадь стекла, тем меньше потери тепла. Стены дома согревают теплицу, хорошо сглаживая температуру и спасая растения от весенних морозов. Зимой для накопления тепла стена и пол «рефлектора» затемняются черной пленкой, а летом осветляются белой или зеркальной (рис. 36).
Рис. 36
2. Вместо фрамуг в пристроенных теплицах удобно использовать вытяжные трубы. Тяга в трубе зависит от ее высоты и бывает весьма нехилая! Для теплички в 20 кв. метров вытяжка сечением в четверть квадратного метра плюс легкое притенение в сумме эффективнее, чем вентилятор в 140 Вт!
Чем выше труба, тем сильнее тяга. Каждый метр вытяжки равносилен расширению сечения на 12–15 % или снижению температуры на 1,5–2 °C. Так, вытяжка высотой 7 м и сечением в половину квадратного метра сама, без всякого вентилятора, за минуту высасывает весь воздух из теплицы объемом 45 куб. м, снижая температуру с 40 до 30 °C.
3. Любителям вентиляторов пригодится расчет их мощности. Она совпадает с численным значением скорости воздушного потока, кубометров в секунду. Выяснено: хорошая вентиляция – это когда весь воздух теплицы заменяется новым за одну минуту. Иначе тепло не успевает полностью уходить. Привожу эмпирическую зависимость:
При этом вентилятору здорово помогает высота вытяжной трубы.
4. Интересный подсчет: в пристроенной тепличке площадью 25–30 кв. м люди проводят около 700 часов в год: 200 – отдыхают, пьют чай, и 500 часов – работают! То есть ежедневно – 1–2 часа работы. Ну, это люди, которые не умеют умно лениться. Мы просто обязаны достичь лучшего результата. 150 часов на труд и 550 на чаепития – вот это по-нашему!
Вегетарий А. В. Иванова – уже не просто теплица!
Чтобы летать, не нужно нарушать закон всемирного тяготения!
Еще в начале 50-х киевский учитель физики, Александр Васильевич Иванов, создал свой первый вегетарий. В конце 60-х ему удалось получить патент. За это время вегетарий был изучен, автор получил тьму наград, власти Украины поддержали инициативу – в основном на словах. В 1971 г. А. В. Иванова не стало. В 1988 г. В 1996 г. В Киеве малым тиражом вышла необычная соавторская книга: А. А. Иванько, А. П. Калиниченко, Н. А. Шмат, «Солнечный вегетарий». Это опыт работы вегетариев, с подробными описаниями устройства и работы, чертежами строительства и проектами. Мой добрый знакомый, Олег Янчевский, любезно передал мне экземпляр этой книги. Главное из нее и привожу. Один из соавторов книги, Александр Александрович Иванько, любезно разрешил использовать рисунки из этой книги.
Эту заразительную главу уже читали многие, и некоторые даже пытались построить вегетарий. Посему я обязан сделать честное предуведомление. Попытки создать его по описанному образцу выявил много проблем, в книге не указанных. Очевидно, эксплуатация вегетария была нелегкой и во многом определялась энтузиазмом самого Иванова. Видимо, в 60-х электроэнергия стоила совсем дешево. Возможно, в книге не учтены некоторые важные особенности конструкции – писал-то ее не сам Иванов.
Думаю, конструкцию нужно продумывать заново и здорово улучшать. К примеру, выяснилось, что вентиляторы нужны очень мощные. Что самое трудное – снять летний перегрев, и на юге вентиляторы с этим не справляются – нужны притеняющие сетки. Что почвенные трубы скорее всего должны идти от центра радиально, и потому форма вегетария будет полукруглой. И даже закачка воздуха летом должна быть, видимо, из-под конька, а не снизу. Но несомненно одно: идея замкнутого цикла воздуха – по-настоящему умная и прорывная, и над ней стоит работать. Вот ради этого я и оставляю здесь главу о вегетарии почти в неизменном виде.
Традиционная теплица имеет три главных проблемы. 1. При низком стоянии солнца (весна, осень, зима, утро и вечер) ввиду сильного отражения под острыми углами в теплицу проникает всего 20–30 % солнечной энергии. 2. Огромные потери тепла через покрытие и невозможность запасти его внутри теплицы приводят к огромным скачкам температуры дня и ночи. 3. Прямая вентиляция, необходимая летом, уносит весь углекислый газ (главное питание растений!), часть азота и всю влагу, испаренную листьями – отсюда постоянная нужда в поливах и удобрениях.
Вегетарий, сделанный правильно, решает сразу все эти проблемы. Из опыта знаю: построить его как надо непросто. Но наш человек обожает решать трудные задачи!
Проблема 1. Строится вегетарий на склоне в 15–20°, естественном или насыпном, скатом на юг или юго-восток (рис. 37). При размере 4 на 5 м это вполне реально. Кровля делается плоской – стекло, а лучше сотовый поликарбонат – вот где он действительно незаменим! Результат: солнце падает перпендикулярно, и отражения – почти ноль. По данным авторов, в сравнении с обычными арочными теплицами, приход энергии солнца повышается в 4–5 раз, а утром, вечером и зимой – в 18–21 раз.
Рис. 37
Но и это не все. Задняя стенка – капитальная. Собственно, это стена дома или подсобки. Она побелена, а в идеале – оклеена зеркальной пленкой. При низком солнце она – отражатель, почти удваивающий попадание лучей на почву.
Сам наклон на 15° на широте Киева увеличивает зимнее поглощение лучей на 32 %. Плюс плоская кровля и экран. Чем ниже солнце, тем сильнее эффект. При стоянии солнца под углом 20° поглощается вдвое больше энергии, при 10° – втрое, при 5° – вчетверо. Уклон теплицы в 25° увеличивает поглощение низкого солнца соответственно в 2,5–4–6 раз.
Проблемы 2 и 3 решаются одним изящнейшим изобретением – замкнутым циклом воздухо– и теплообмена.
Под почвой, на глубине 30–35 см, через 55–60 см друг от друга, вдоль всей теплицы лежат пластиковые (или асбоцементные) трубы (рис. 38). Нижние их концы выведены на поверхность и прикрыты от мусора сеточкой. Верхние (северные) концы соединены в один поперечный коллектор. Из коллектора идет вертикальная труба-стояк, проложенный в капитальной стене. Она выходит на крышу, но не напрямую, а сквозь регулировочную камеру. Камера открывается в теплицу примерно на высоте 1,5 м. Снизу и сверху она ограничена заслонками, а выход в теплицу – вентиляторный. Как показали опыты наших природников, вентиляторы нужны весьма мощные, а трубы – не тоньше 150 мм.
Рис. 38
В солнечный день, даже зимой, когда наружи -10 °C, внутри вегетария – +30–35 °C. Верхняя заслонка камеры закрыта. Вентилятор засасывает воздух в трубы и гонит его по трубам снизу вверх (рис. 39). Воздух отдает тепло почве. Остывший воздух вдувается обратно в теплицу – и снова греется. За день почва прогревается до 30° и выше – ВСЯ ПОЧВА становится аккумулятором тепла. Его запасается столько, что хватает почти на всю ночь. Ночью вентилятор продолжает работать, подавая тепло уже из почвы в воздух.
Рис. 39
В последние два десятка лет эта система широко используется в Европе, особенно в Скандинавии. Там теплый воздух закачивают и в почву, и в каменный пол, и в коллекторы внутри бассейнов, и даже в стены прилежащих комнат.
Таким образом, без всякого отопления, при дневном морозе -10° и ночном -15 °C, в вегетарии держится температура: днем – +18 °C, ночью – +12 °C.
Главное – хорошая герметизация покрытия. Для сравнения, в обычной теплице в это же время: с 9.00 до 20.00 – выше 10 °C, с 12.00 до 16.00 – выше 30 °C, а ночью, с 23.00 до 7.00 – около нуля и ниже. Без системы автоматического регулирования нормальная температура в теплице держится лишь четверть времени суток!
На случай сильных морозов в камеру вставляется простой калорифер, и в теплицу задувается теплый воздух. На любой форс-мажор у Иванова хватало калорифера мощностью в 1,0–1.2 КВт. Но таких ночей бывает немного, да и лучше зимой выращивать зелень, не требующую подогрева.
Весной и даже нежарким летом тот же вентилятор в том же режиме может спасать теплицу от перегрева. В почве запасается уже не тепло, а прохлада. Днем греется и отдает свою прохладу остывшая за ночь почва, а ночью – прохладный воздух.
По сути, все излишнее тепло воздуха передается почве. И это – бесценная идея. Ведь нагрев почвы – самый мощный ускоритель развития растений. При температуре почвы 32 °C томаты и огурцы дают вдвое больший урожай на месяц раньше, а баклажаны – вчетверо больший урожай!
И все же при наступлении долгой летней жары приходится отводить лишнее тепло наружу. Тогда закрывается нижняя заслонка камеры, а верхняя – открывается. Меняется и направление продува: вентилятор начинает просто гнать горячий воздух из теплицы наружу. Но при этом теряется СО2 и влага. Посему нужно как можно меньше пользоваться вентиляцией. Лучше на время жары притенять вегетарий – накинуть сверху фитозащитную сетку, тонкий спанбонд, лутрасил или агротекс, укрепленный натянутыми шнурами. Поглощается как раз столько, сколько нужно – около 50 % излучения.
Видимо, проблему поддержания температуры нужно решать комплексно. Летом мощность вентиляторов должна явно увеличиваться. Но в режиме наружной вентиляции вентилятор все равно будет удалять из теплицы влагу и СО2, и тратить на это электричество неразумно. Поэтому скорее всего на верхнем краю кровли стоит все же предусмотреть форточки с умными открывалками.