Умная теплица

Простой расчет показывает: если бы эти 22,6 КДж не тратились на преобразование воды в пар, их бы хватило, чтобы за эти десять минут нагреть 2 кубометра воздуха, расположенного над этой почвой, почти на 9 градусов! Весной теплица постоянно охлаждается прохладным ветерком, обдувающим ее снаружи, а кроме того, есть неизбежная потеря теплого воздуха через щели. И представьте, каждые 10 минут мы недополучаем 9 градусов такого нужного сейчас тепла!

Испарение воды — это пустая потеря энергии, которая могла бы быть направлена на обогрев теплицы. Конечно, при конденсации это тепло должно выделяться обратно, но и оно теряется безвозвратно: чем выше влажность, тем скорее влага начинает конденсироваться изнутри на поверхности пленки — а та охлаждается «забортным» воздухом. Мокрая пленка отдает тепло в атмосферу, а вода падает вниз в виде холодной капели, которая тоже не сулит ничего хорошего — это может привести к болезням листьев. Часть влаги к тому же улетает через щели и форточки. Фактически, наша теплица обогревает улицу!

Такой прибор, в котором в одном месте происходит испарение жидкости, а в другом ее конденсация, называется тепловой машиной, или тепловым насосом. Он позволяет быстро переносить большое количество тепла. На таком принципе, например, работают холодильники и кондиционеры. В нашем с вами случае такой насос усердно откачивает тепло (и воду заодно!) из тепличной почвы в атмосферу.

Но ведь мы не для того строили теплицу, чтобы какой–то самозванный тепловой насос откачивал наше (уже наше!) тепло наружу! Солнце, поставленное на службу народу, должно приносить нам пользу, а не воду воровать!

Как же остановить этот ненужный процесс?

Понятно, что лучше поверхность земли закрыть, например, слоем мульчи — рыхлого органического материала. Чрезмерный нагрев вреден для почвы и корней; к тому же открытая, незамульчированная почва теряет слишком много влаги. Поэтому оголять почву весной, когда вода в дефиците, нерационально. Но вот проблема — мульча часто бывает светлой (опилки, солома, прошлогодняя трава) и недостаточно поглощает солнечное излучение. Отразившись от мульчи, оно может пройти обратно сквозь стекло и пленку и безвозвратно потеряется. А весной почва еще холодная, и подогреть ее совсем не помешало бы… К тому же под слоем органической мульчи почва прогревается гораздо медленнее, чем «голая». Что же, значит, нужно отказаться от мульчирования? Ни в коем случае!

Легко можно регулировать подачу тепла с помощью тепловых экранов — «солнечных батарей». Это могут быть любые плоские листы черного цвета — например, ДВП, пластика или просто черной полиэтиленовой пленки. Эти простые предметы и являются преобразователями света в тепло! Быстро нагреваясь на солнце, они передают тепло воздуху в теплице. Разместите их так, чтобы они максимально использовали площадь, освещенную лучами солнца, особенно утреннего.

Их можно не только класть на поверхность почвы, но и устанавливать вертикально или наклонно (например, на бордюрах, у западной и северной стены теплицы — дополнительный сбор тепла!) Чем ближе к перпендикуляру угол падения лучей, тем сильнее нагрев. Там, где есть необходимость подогреть почву, замульчируйте ее тёмным материалом, например, черной полиэтиленовой пленкой.

Если говорить о почве, то её, без сомнения, гораздо лучше подогревать с помощью теплых гряд — тепла гниющей органики. Теплая гряда, в отличие от солнца, греет круглосуточно и равномерно, кроме того, является еще источником углекислого газа, необходимого растениям. Однако тепла гниющей органики недостаточно для обогрева воздуха в теплице — тут нужна помощь солнышка.

Если укрыть почву прозрачной плёнкой, то всё тепло окажется под ней — почва «сварится», а воздух почти не нагреется. Но если покрыть почву поверх мульчи черной пленкой — всё наоборот. Тепловые лучи почти не проникают через нее и почву почти не нагревают. От самой горячей пленки нагревается только поверхность мульчи. Корни при этом не страдают: мульча играет роль теплового буфера. Почвенная влага также может испаряться, но она будет конденсироваться не на тёплой пленке, а в более прохладных полостях под слоем мульчи — и снова увлажнять почву. В этом случае тепловой насос перекачивает тепло из почвы не на улицу, а в поверхностный слой почвы; таким образом, почва не перегревается, вода не испаряется, воздух нагревается — и тепло остается внутри теплицы!

Достаточно нескольких плотно прижатых к почве полос черной пленки, закрывающих поверхность земли между рядками растений, чтобы сберечь почвенную влагу и повысить температуру воздуха в теплице на 10-15 градусов. При наступлении жаркой погоды легко убрать такие «солнечные батареи» до того момента, когда они вновь понадобятся, а поверхность почвы замульчировать более светлым материалом — соломой, опилками и т. п.

Физика для огородников