Обогрев теплиц кабелем: преимущества, схема укладки, расчет мощности и длины

Для отопления теплиц существует много способов, но одна из самых простых и эффективных технологий — обогрев при помощи кабельных систем. Она экономична и никак не влияет на светопропускную способность стекла, пленки или поликарбоната, что принципиально важно для фотосинтеза растений. Дополнительный плюс метода — возможность реализовать проект своими силами без привлечения специалистов и приобретения дорогих комплектующих.

Кабельный обогрев теплиц позволит раньше начать посадку растений, ускорить их созревание и продлить сезон сбора урожая. Также он поможет сократить расходы на поддержание оптимальной температуры. Этот способ не требует прокладки сложных коммуникаций. Использование методики кабельного обогрева грунта дополнительно позволит укрепить корневую систему и увеличить урожайность, а также защитить растения от заморозков.

Эта технология одинаково хорошо подходит для обогрева теплиц с большой и маленькой площадью в фермерских хозяйствах или на дачах. Кабельный обогрев грунта не сжигает кислород и позволяет поддерживать нужную температуру во всей теплице. Ведь от прогретого грунта теплый воздух поднимается вверх.

Виды греющих кабелей

Для обогрева грунта в теплицах кабелями можно самостоятельно спроектировать индивидуальную систему или использовать готовые решения. Оба варианта эффективны и экономичны. Выбор подходящего решения зависит от площади теплицы и требований к системе обогрева.

Греющие кабели не в комплекте

Для обогрева почвы преимущественно используют двухжильные резистивные кабели, цена которых зависит от линейной мощности и качества защитной оболочки. Они отдают тепло с одинаковой интенсивностью. Их линейная мощность варьируется в пределах 10–25 Вт/м. Поставляются с завода только определённой длины, нельзя укорачивать и удлинять.

Оптимальное значение линейной мощности кабеля для теплиц — до 17 Вт/м. Использование кабелей с более высокой линейной мощностью может привести к высушиванию грунта. Более мощные кабели обычно используют в регионах с низкими температурами.

При выборе такого варианта сборки системы обогрева потребуется не только самостоятельно найти кабель, но и подобрать для него вспомогательные комплектующие:

• муфты для подсоединения;
• терморегуляторы;
• датчики температуры;
• провода для подключения;
• защитную металлическую сетку;
• утеплитель.

Теоретически можно отказаться от использования терморегулирующего оборудования, но в этом случае потребуется самостоятельно следить за температурой и влажностью грунта. Однако даже при постоянном контроле существует риск упустить нужный для выключения момент и спровоцировать перегрев и пересыхание почвы. Поэтому рекомендуется использовать вместе с кабелями датчики температуры и терморегуляторы.

В качестве альтернативы можно рассмотреть возможность укладки саморегулируемых греющих кабелей, которые автономно контролируют процесс тепловыделения. При повышении температуры они самостоятельно уменьшают нагрев. Однако даже в случае покупки саморегулируемых кабелей при обогреве теплиц сложно поддерживать температуру почвы в заданном диапазоне. Поэтому все равно приходится приобретать датчики и терморегуляторы.

Готовые комплекты

Это вид систем обогрева отличается от обычных кабелей тем, что производители самостоятельно выполнили все необходимые расчеты. Готовые комплекты состоят из кабелей определенной длины, которые предназначены для обогрева теплиц с конкретной площадью. Иногда в комплект включены терморегуляторы. Однако сетку, утеплитель и материалы для подключения придется покупать отдельно.

Сегодня в продаже появились усовершенствованные комплекты для отопления грунта в теплицах, состоящие из нагревательной ленты со встроенным термостатом. Такие кабельные системы сразу адаптированы производителем для эксплуатации на грядках. Они обеспечивают точный контроль температуры почвы и снижают риск пересыхания или промерзания.

Расчет длины и мощности кабельных систем

Чтобы определить линейную мощность и точную длину нагревательных кабелей, нужно учитывать климатические условия, конструктивные особенности и площадь теплиц, оптимальную температуру для выращивания тех или иных культур. Точные расчеты смогут выполнить специалисты на месте, поскольку диапазон мощности обогрева достаточно широкий:

• для одинарного остекления — 70–120 Вт/м²;
• для двойного остекления — 50–100 Вт/м².

Например, в средней полосе РФ для наиболее распространенных теплиц с одинарным остеклением оптимальным считается значение 100 Вт/м². То есть для теплицы со средней площадью 15 м² потребуется кабель с общей мощностью 1500 Вт. В зависимости от линейной мощности потребуется от 60 до 150 метров кабеля.

Для более точных вычислений разработан универсальный метод. Он применим для регионов с любыми климатическими условиями. Оптимальную мощность обогрева (P) рассчитывают по формуле

P=(Т1 - Т2)*S *К

Где:

• К — коэффициент теплопроводности;
• Т1 — требуемая температура на грунте и в теплице;
• Т2 — фактическая температура на улице (минимальное значение, при котором начинается сезон);
• S — площадь теплицы.

Поскольку для возведения теплиц используют разные светопропускающие материалы, коэффициент теплопроводности отличается для каждого конкретного случая. Возьмите из таблицы нужное значение.

Рассчитаем длину этим способом для теплицы площадью 15 м², которая обшита поликарбонатом толщиной 6 мм. Требуемая температура грунта составляет 17 °C, а за пределами теплицы она может опускаться до -10 °C (разница значений составляет 27 °C).

P=27 °C *15 м²*3,6 Вт/°C* м²=1458 Вт, то есть длина кабеля в этом случае тоже зависит от его линейной мощности (10–25 Вт/м) и варьируется в пределах 58–146 метров.

Как видим, оба метода дали приблизительно одинаковый результат. Однако второй способ более гибкий и точный — он позволяет учитывать температурные минимумы и максимумы, а также вид облицовочного покрытия для теплиц.

Варианты укладки

Для обогрева грунта кабель укладывают змейкой. Если он одножильный, второй конец необходимо возвращать в точку подключения. При использовании двухжильных резистивных и саморегулирующихся кабелей используется концевая муфта. Сам кабель в таком случае не нужно возвращать в точку подключения.

При монтаже системы обогрева могут отличаться шаг и радиус изгиба, которые зависят от теплотехнических характеристик выбранного кабеля. Однако сам принцип укладки остается общим для всех случаев. Разница заключается в деталях. Можно выполнить монтаж общей системы обогрева для всей теплицы или уложить кабель на отдельных грядках.

Помимо составления схемы укладки, на особенности которой влияют длина и общая площадь грядок, необходимо определить фронт мероприятий. Они состоят из работ по подготовке почвы. Если кабель просто заглубить в грунт, его работа будет непродолжительной и неэффективной. Основа грунта в теплице под укладку кабеля напоминает слоеный пирог (последовательность снизу вверх):

• нижний слой утрамбованного песка толщиной 50 мм — выполняет стабилизирующую функцию;
• гигроскопичная теплоизоляция — необходима для экономии энергии, не дает кабелю нагревать нижние слои грунта;
• плотная полиэтиленовая пленка — выступает в качестве дополнительного (страхующего) гидроизолятора;
• средний слой утрамбованного песка толщиной 50 мм — также выполняет стабилизирующе-амортизирующую функцию;
• нижняя металлическая сетка с ячейкой 10х10 мм — обеспечивает жесткость и служит основой для крепления кабеля;
• верхний слой утрамбованного песка толщиной 50 мм — аккумулирует тепло и постепенно отдает его после выключения кабеля;
• верхняя металлическая сетка с мелкой ячейкой (не более 10х10 мм) — защищает кабель от повреждений садовым инструментом;
• слой плодородной почвы от 300 до 400 мм.

Обе сетки (нижняя и верхняя) должны быть изготовлены из нержавеющей либо оцинкованной стали. В противном случае их быстро уничтожит коррозия.

Заключение

Наличие кабелей с разной длиной, функционалом (резистивные, саморегулируемые, со встроенными терморегуляторами) и линейной мощностью позволяет выбрать максимально подходящий вариант для обогрева грунта. Обращайтесь за бесплатной консультацией к нашим сотрудникам, которые ответят на вопросы и помогут с расчетом.

Автор статьи

Нурхан Туребеков

Специалист по системам электрообогрева для климатических условий Казахстана, стаж более 14 лет