Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do ogrzewania gruntu w szklarniach

View site in: Bahasa Indonesia, català, čeština, dansk, Deutsch, English, español, hrvatski, italiano, latviešu, lietuvių, Nederlands, Norsk, тоҷикӣ, português, русский, română, slovenščina, српски / srpski, suomi, svenska, Tagalog, Türkçe, Tiếng Việt, العربية, українська, български, Guān huà, Ελληνικά, हिन्दी, 日本語, 한국어

Najnowsza aktualizacja: 19 luty 2017

## Instalacja do ogrzewania gruntu w szklarni

Aby wykorzystać energię słoneczną w rolnictwie, zainstalowano w szklarni instalację solarną wyposażoną w kolektory solarne wodne umieszczone na zewnątrz szklarni i dostarczające ciepłej wody do ogrzewania gruntu.
Tak uzyskana ciepła woda przepływa przez wężownice umieszczone w gruncie i ogrzewa glebę gdzie rosną pomidory lub sałata, zależnie od pory roku. Celem ogrzewania gruntu w szklarni jest zwiększenie ilości i jakości zbiorów.

Szklarnia znajduje się w miejscowości Rosières aux Salines w okolicach Nancy (Francja). Projekt przygotowano w Laboratoire de Physique de Dépôts Métalliques
Uniwerytetu w Nancy.

Schemat układu hydraulicznego i elektrycznego jest pokazany na rys. 1. Oznaczenia:

a) Kolektor solarny wodny

b) Termostat bezpieczeństwa zainstalowany na kolektorze

c) Sonda termistatu różnicowego

d) Zawór spustowy

e) Wymiennik ciepła w zbiorniku ciepłej wody użytkowej

f) Sonda, termostat i dodatkowy grzejnik elektryczny

g) Wylot ciepłej wody użytkowej

h) Wlot wody zimnej

i) Układ bezpieczeństwa ze sustem wody

j) Zawór

k) Pompa wody

l) Regulator przepływu wody

m) Zawór jednokierunkowy

n) Zawór trójdrożny sterowany elektrycznie

o) Termostat na powrocie wody z sieci podziemnej

p) Zawór do napełniania i opróżniania instalacji

q) Naczynie wyrównawcze przeponowe

r) Manometr

s) Zawór bezpieczeństwa

t) Wskaźnik (licznik) przepływu

u) Zawory regulacyjne

v) Sieć hydrauliczna podziemna

w) Skrzynka regulacji automatycznej

\_\_\_\_\_\_ Sieć hydrauliczna

\_ \_ \_ \_ Sieć elektryczna regulacji automatycznej

Instalacja składa się on z następujących elementów:

### Zespół kolektorów solarnych wodnych

Składa się on z 7-u kolektorów solarnych płaskich o łącznej powierzchni 16 m².
Powierzchnia czołowa każdego kalektora przykryta jest szłem o grubości 6 mm. Absorber to płaski grzejnik używany normalnie w systemach centralnego ogrzewania, pokryty czarną matową farbą chromową. Dno i boki kolektora są izolowane pianką poliuretanową o grubości 6 cm i włóknem szklanym o grubości 3 cm.

Kolektory są skierunkowane na południe, ich nachylenie jest zmienne i waha się od 12 ° do 63 ° w zależności od miesiąca, tak aby uchwycić maksymalną ilość energii słonecznej (bezpośredniej
i rozproszonej) ciągu roku.

### Zewnętrzna sieć hydrauliczna

Pod tą nazwą są pogrupowane wszystkie rurociągi i organy sterujące
położone pomiędzy kolektorem a siecią podziemną. Rury są z miedzi o średnicy zewnętrznej i wewnętrznej odpowiednio 20/22 mm, są izolowane za pomocą tulei wykonanych z pianki z tworzywa sztucznego. Pompa i systemy kontroli (kontrola przepływu, zawór zwrotny, zawór trójdrożny) znajdują się na rurociągu zimnej wody powracającej z sieci podziemnej.

### Podziemna sieć hydrauliczna

Schemat tej sieci jest pokazany na rys. 2 i 3. Sieć ta składa się z rur polietylenowych (2) o średnicy 26/32 mm, ułożonych w ziemi na siatce umieszczonej na głębokości 40 do 50 cm. Stanowi ją 8 pętli ułożonych równolegle na 140 m² powierzchni gruntu. Pętle te ułożone są na siatce (3) spoczywającej na warstwie wermikulitu (4) będącego materiałem izolacyjnym, co pozwala zmniejszyć straty ciepła do niższych warstw gleby (5) i ułatwić przepływ ciepła w kierunku górnej wierzchniej warstwy gleby (6), a więc do poziomu korzeni roślin (1).

### Pogrzewanie ciepłej wody użytkowej

Dodatkowy układ służy do pogrzewania wody użytkowej w zbiorniku o pojemności 300 litrów. Układ ten włącza się tylko wtedy, gdy temperatura gleby osiągnęła już wartość optymalną i istnieje nadwyżka energii słonecznej.

### System sterowania

Szybkość przepływu płynu w sieci ustawiony jest się na 240 litrów/godz.
Zawory regulacyjne umieszczone są w różnych punktach układu.
Zawór zwrotny zapobiega odwróceniu kierunku obiegu płynu po schłodzeniu ziemi w czasie nocy. Ekspansja cieplna płynu jest równoważona przez zbiornik wyrównawczy o pojemności 25 litrów zaopatrzony w zawór bezpieczeństwa.

## Rezultaty agronomiczne

**Zbiór pomidorów**:

Zbiór całkowity pomidorów na gruncie ogrzewanym wzrósł średnio o 16% w porównaniu ze zbiorem na parceli bez ogrzewania gruntu. Polepszyła się teX jakość zbiorów. Zbór pomidorów dużego kalibru (tzn. o średnidy ponad 67 mm) wzrósł aż o 57%.

**Zbiór sałaty**:

Zbiór sałaty 1-go gatunku na gruncie ogrzewanym wzrósł o 13% w porównaniu ze zbiorem na parceli bez ogrzewania gruntu.

*Źródło*: W artykule wykorzystano m.in. fragmenty pracy doktorskiej "Contribution à l'étude d'une serre associée à des capteurs reliés à un réseau souterrain", Andrzej Kotowski, Faculté des Sciences, Université de Nancy 1985.

## Linki wewnętrzne

* Zasada działania kolektorów solarnych wodnych
* Budowa kolektorów solarnych wodnych
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do podgrzewania wody użytkowej
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do ogrzewania wody w basenach
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych w prysznicach ogrodowych i kempingowych

## Linki zewnętrzne

* Laboratoire de Physique de Dépôts Métalliques