Sistema de aquecimento de estufa faça você mesmo: melhores formas de aquecimento de inverno para estufas

Para manter uma determinada temperatura na estufa, são utilizados diferentes sistemas de aquecimento. A escolha do método de fornecimento de calor depende das dimensões da construção, das condições climáticas da região, da disponibilidade de um determinado tipo de combustível, das capacidades financeiras e de outros fatores.

Alguns artesãos caseiros se encarregam de organizar o aquecimento da estufa faça você mesmo – essa solução permitirá reduzir significativamente os custos com mão de obra, concorda? Claro, a configuração independente de um aquecimento estável – é uma tarefa difícil, mas perfeitamente realizável. Primeiramente, é necessário escolher a fonte de calor.

Vamos contar a você quais opções de aquecimento de estufa existem, quais são suas especificidades de funcionamento, vantagens e desvantagens de uso. Com base nas informações fornecidas, você poderá decidir sobre o tipo de aquecimento, realizar um cálculo preliminar da potência térmica, selecionar os componentes e elementos do sistema.

Especificidade da manutenção da temperatura em estufas

O aquecimento da estufa é necessário para compensar as perdas de calor que ocorrem através das paredes e do teto da estrutura, bem como devido à entrada de ar externo. Para reduzir os custos de aquecimento, é necessário primeiramente isolar adequadamente a estufa e minimizar a troca de ar com o exterior.

Além do material de que a estufa é feita, atenção especial deve ser dada ao ajuste firme da estrutura ao solo. Para isso, é melhor, ao construir a estufa, fazer uma fundação rasa isolada internamente.

Ele deve segurar firmemente a estrutura em ventos fortes, evitar a formação de fendas e minimizar a troca de calor com o exterior através da camada superficial do solo.

Para resolver a última tarefa, mesmo em condições de regiões do norte, uma profundidade de 30 centímetros é suficiente, pois a condutividade térmica do solo é muito baixa. A intensidade da troca de calor vertical entre a camada de solo dentro da estufa e os solos subjacentes é muito pequena.

No inverno, pode-se usar neve como isolante externo natural nas bordas da estufa.

A neve é um excelente material isolante térmico. No entanto, a estrutura da estufa deve ser capaz de suportar o peso adicional e o material não deve ceder sob o seu peso.

Para o crescimento normal das plantas, é necessário manter a temperatura do ar e da camada do solo e da vegetação em uma faixa específica. Se a estufa funcionar continuamente, o solo fértil será aquecido pela troca de calor com o ar interno. Além disso, sua temperatura será praticamente a mesma que em condições naturais no verão.

O solo e as camadas subterrâneas congelam no inverno até uma profundidade que depende da latitude geográfica da região e da estrutura da rocha. Para aquecer o solo e a camada superior adjacente antes do plantio, é necessário manter uma temperatura positiva do ar por um período muito longo (até um mês).

Uma solução alternativa – realizar ações especiais para transferir calor diretamente para a espessura do solo. Isso pode ser feito com um sistema de tubos subterrâneos nos quais é fornecido um fluido de transferência de calor.

A quantidade de energia gasta no aquecimento da estufa depende dos seguintes fatores:

• Área da superfície das paredes e do telhado da estufa. Quanto menor esse indicador, menor a perda de calor. Portanto, para economizar energia, é melhor usar uma forma retangular ou semicircular para a estrutura.
• Coeficiente de condutividade térmica do material. Quanto menor este parâmetro, melhor o material retém calor.
• Diferença de temperatura entre o ar interno e externo. Quanto maior o seu valor, maiores as perdas de calor.
• Troca de ar através de vazamentos. Para reduzir os custos de energia, é necessário eliminar a entrada não controlada de ar frio.

A grande variedade de projetos de estufas particulares e a qualidade de sua instalação dificultam seriamente a modelagem do regime de temperatura. Portanto, a quantidade exata de energia necessária para aquecer um objeto específico só pode ser determinada experimentalmente.

Esses métodos calculam aproximadamente o valor da potência necessária do aquecedor. O problema está na dificuldade de determinar o coeficiente de dissipação para um objeto específico (+)

Aquecimento autônomo baseado em combustão de combustível

O uso do processo de combustão de combustível como fonte de calor é o método mais comum de aquecimento de pequenas estufas. Esse aquecimento tem algumas particularidades, pois é necessário considerar a maior estanqueidade do ambiente, a conveniência de aquecer o solo e a necessidade de manter a umidade.

Fogões e caldeiras de combustível sólido

Um dos dispositivos mais simples usados para aquecer estufas no período frio é o fogão. A popularidade do uso desse dispositivo se deve ao baixo custo do combustível. Podem ser lenha não calibrada, grama seca, carvão e pó de carvão, lixo e líquidos inflamáveis.

Ao aquecer com fogão, é necessário garantir uma tiragem estável, pois a ventilação da estufa com a entrada de produtos de combustão resultará em seu resfriamento.

Ao usar um fogão de metal, o aquecimento e a transferência de energia para o ar ambiente ocorrem rapidamente. Também é a maneira mais barata e simples de aquecimento. Você pode construir tal aparelho por conta própria.

Em nosso site, há uma seleção de artigos sobre a fabricação de diferentes tipos de fogões de metal que podem ser usados para aquecer a estufa:

1. Como fazer um fogão Buleryan com as próprias mãos: instruções passo a passo para a fabricação
2. Fogão caseiro a partir de botijão de gás: esquemas, desenhos + guia passo a passo
3. Fogão a óleo usado feito de tubo: como fazer um fogão eficiente a óleo usado com materiais disponíveis

O fogão de pedra aquece mais lentamente e mantém o calor por mais tempo. É mais adequado para aquecer pequenos espaços com faixa de temperatura média ou estreita. No entanto, esse fogão precisa ser construído e, se necessário, não pode ser movido como seu equivalente metálico.

Existe a ideia de aquecer o espaço na estufa usando produtos quentes de combustão. Para isso, propõe-se colocar o fogão em um buraco e colocar a chaminé horizontalmente abaixo do nível do solo, com sua posterior saída para a superfície.

Com esse posicionamento da chaminé, ocorrerá um aumento significativo em seu comprimento, fazendo com que os gases quentes liberem mais calor dentro do ambiente.

Essa opção realmente aumentará a eficiência do aquecimento.

No entanto, na implementação prática, surgirão as seguintes dificuldades:

1. Exigência quanto ao material de montagem da chaminé. Na saída do fogão, a temperatura do ar é muito alta. Portanto, a chaminé não deve ter boa transferência de calor, caso contrário, o solo ao redor dela será queimado. Como material para a exaustão dos produtos de combustão, podem ser usados tubos de amianto.
2. Observância das regras de posicionamento da exaustão de fumaça. Na chaminé, será necessário prever janelas de inspeção para limpeza de fuligem. Portanto, o tubo deve ser instalado entre os canteiros.
3. Necessidade de organizar o fornecimento de energia elétrica. Um longo trecho horizontal não contribui para criar uma tiragem normal, portanto, será necessário instalar um exaustor de fumaça. Isso significa a necessidade de fornecer eletricidade à estufa ou recarregar periodicamente a bateria.

Portanto, a ideia de posicionamento subterrâneo da chaminé não encontrou ampla aplicação na prática.

Em vez de um forno padrão, podem-se usar caldeiras de combustão longa a combustível sólido. Elas queimam o combustível de forma mais eficiente e não permitem a rápida liberação de calor, eliminando a possibilidade de danos às plantas devido à alta temperatura. Essas caldeiras de fábrica são fáceis de usar e manter, além de serem compactas.

Caldeiras a gás e convectores

Para estufas, uma boa alternativa ao aquecimento por fogão tornou-se o uso de uma caldeira a gás liquefeito ou convector. Para pequenas construções particulares, geralmente se utiliza equipamento que funciona com base em botijões de gás.

Antes de instalar a caldeira a gás na estufa, é necessário reforçar significativamente uma das paredes à qual ela será fixada.

É melhor colocar o botijão de gás fora da estufa. Mas, neste caso, é necessário resolver a questão de evitar o congelamento do redutor durante um longo período com temperatura negativa.

Conectar a estufa à rede de gás é um procedimento burocrático bastante complexo. Além disso, durante a inspeção anual obrigatória por um especialista do serviço de gás, serão feitas observações.

De qualquer forma, a combinação de fornecimento de gás e uso de chama aberta em um ambiente fechado exige medidas de segurança reforçadas. A melhor solução é ter um analisador de gás, bem como um sistema de extinção automática de chama que atue quando o limite máximo permitido de substância combustível no ar for excedido.

Do ponto de vista da comparação dos custos financeiros na instalação e uso de fogões e equipamentos a gás, não se pode tirar uma conclusão definitiva. Um simples convector a gás custa cerca de 120-140 €.

Isso é mais caro do que dispositivos metálicos que funcionam com combustível sólido:

• os custos com metal e materiais consumíveis na fabricação caseira de um fogão de lata são de cerca de 30 €;
• uma unidade industrial de combustível sólido de pequeno porte, por exemplo, o modelo NVU-50 “Tulinka” custa cerca de 66 €.
• unidade de combustão longa modelo NV-100 “Klondike” custa cerca de 90 €.

Um fogão de pedra sairá mais caro do que um convector a gás devido ao custo dos trabalhos de construção da fundação e da sua alvenaria.

Instalar um fogão de pedra é aconselhável se houver certeza de que a estufa estará localizada no mesmo local por mais de um ano.

O custo do gás liquefeito ou natural gasto no aquecimento de qualquer ambiente será mais barato do que lenha e carvão comprados. No entanto, as estufas são geralmente aquecidas com lixo combustível gratuito ou barato, que é sempre suficiente em áreas rurais e de dacha.

Problema de sucção de ar e umidade

O uso de dispositivos de aquecimento onde ocorre combustão aberta de combustível leva à necessidade de remover os produtos de combustão através de uma chaminé. Nesse caso, é necessária a compensação do volume de ar que sai.

Em construções, isso é possível através de uma entrada não controlada (infiltração) que ocorre devido à presença de fendas e buracos nas paredes e no teto.

A estrutura de estufas modernas, por exemplo de policarbonato, cria um espaço hermético. Nesse caso, o problema da entrada de ar é resolvido com a presença de janelas e a instalação de uma abertura de entrada especial.

Deve ser posicionado de modo a evitar um fluxo concentrado de ar frio sobre as plantas. Também é possível usar várias pequenas aberturas para organizar uma entrada distribuída.

Os sistemas de exaustão para convectores a gás do tipo fechado já estão equipados com um tubo para entrada de ar externo na câmara de combustão.

No convector com câmara de combustão fechada, o ar externo não resfria o ambiente e os produtos de combustão não podem entrar no interior (+)

Frequentemente, após o funcionamento de fogões e caldeiras, observa-se um efeito de secagem do ar. Isso se deve à menor umidade absoluta do fluxo de entrada frio (especialmente gelado) em relação ao ar quente que sai pela chaminé da estufa.

Para manter parâmetros precisos de umidade do ar, utiliza-se um umidificador com higrômetro, que pode funcionar a partir de uma fonte de energia local. Se não houver essa necessidade, pode-se colocar um recipiente aberto com água na estufa. Assim, em caso de secagem intensa do ar, ocorrerá naturalmente o processo de evaporação.

Métodos de distribuição uniforme de calor

Para estufas pequenas, basta a instalação de uma única fonte de aquecimento. A circulação de ar no ambiente será garantida pela diferença vertical de temperatura e, assim, ocorrerá a distribuição do ar quente.

Em qualquer estufa, durante o aquecimento, ocorre uma pequena diferença vertical de temperatura. É necessário lembrar disso ao posicionar os termômetros.

Em ambientes de grande área ou geometria complexa, é possível a formação de zonas com diferentes parâmetros de microclima. Às vezes, isso é feito intencionalmente em estufas industriais, mas na maioria dos casos esse fenômeno é indesejável.

Para a distribuição uniforme de calor, utilizam-se dois métodos:

• Criação de circulação artificial de ar. Normalmente, são usados ventiladores de pás. Às vezes, constrói-se um sistema de dutos de ar com bombas integradas de modo que a captação de ar seja feita em uma extremidade do ambiente e a descarga na outra.
• Transferência de calor por meio de um fluido intermediário. Geralmente, utiliza-se um sistema comum de água com circulação forçada. Os tubos podem ser instalados tanto ao redor do perímetro da estufa quanto sob a camada de solo.

A distribuição forçada de calor também é necessária para evitar a formação de uma zona de alta temperatura perto do aquecedor. Caso contrário, as plantas localizadas próximas ao fogão ou à caldeira podem sofrer danos térmicos.

Métodos populares de aquecimento sem chama aberta

O uso de chama aberta tem algumas limitações, pois ocorre a liberação de resíduos da combustão, além da necessidade de observar medidas de segurança contra incêndio. Portanto, outros métodos são frequentemente usados para gerar calor no interior da estufa.

Aplicação de aparelhos elétricos

O uso da eletricidade para aquecer a estufa no inverno é o método mais caro. No entanto, também é o mais simples, pois o trabalho de instalação desse aquecimento envolve apenas a conexão da fiação elétrica e a instalação dos aparelhos.

O uso de sistemas simples de automação libera a pessoa da necessidade de participar do controle constante do microclima.

O esquema de ligação de vários aquecedores através do termostato é bastante simples. O único problema pode ser uma falha de energia, portanto, é necessário prever a conexão de fontes de alimentação adicionais (+)

O aquecimento elétrico da estufa pode ser realizado com o uso dos seguintes aparelhos:

• Calorífero. O aparelho mais simples e barato, que pode ser feito por conta própria.
• Convector. A presença de um ventilador permite, além de aquecer o ar, distribuí-lo uniformemente pela estufa.
• Bomba de calor. Um aparelho potente para aquecer o ar em estufas de grande volume, que frequentemente é usado em conjunto com um sistema de dutos de ar para distribuir o calor. Para aquecer um ambiente compacto, é possível fazer uma bomba de calor por conta própria.
• Lâmpadas infravermelhas. A especificidade do funcionamento de tais dispositivos consiste em aquecer a superfície sobre a qual a radiação incide. Dessa forma, é possível equalizar o gradiente vertical de temperatura no ambiente sem a necessidade de circulação de ar.
• Cabo de aquecimento. É usado para aquecer áreas locais na estufa.

No caso de espaços pequenos, o uso de aquecimento elétrico é justificado devido à sua simplicidade e segurança. Em estufas grandes e industriais, é mais adequado usar outros métodos.

O cabo de aquecimento é adequado para aquecer o solo. Sua temperatura máxima não é alta, portanto não há risco de queimar o solo e perder suas qualidades.

Liberação de calor por método bioquímico

Uma das formas interessantes de aquecimento é aplicar no solo adubo orgânico não decomposto – esterco animal ou excrementos de aves. Como resultado de uma reação bioquímica, uma grande quantidade de energia é liberada, aumentando a temperatura da camada fértil e do ar dentro do ambiente.

Durante a decomposição do esterco, há liberação de dióxido de carbono, metano, além de pequenas quantidades de hidrogênio e sulfeto de hidrogênio. O esterco também possui um odor característico. Tudo isso impõe certas limitações ao seu uso, relacionadas à necessidade de ventilação do ambiente.

No inverno, e também durante longos períodos de frio na primavera e no outono, a troca intensa de ar não é desejável. Nesse caso, para restaurar o equilíbrio térmico após a ventilação, pode ser necessária uma quantidade de energia significativamente maior do que a liberada pelo processo de decomposição do esterco.

O uso desse método "biológico" de aquecimento do solo e do ar é justificado no final da primavera, quando a ventilação ocorre com temperaturas diurnas positivas.

Sistemas com fonte de calor externa

O aquecimento da estufa é possível devido à proximidade de uma casa ou outra construção aquecida. Isso simplifica todo o processo, pois não é necessário instalar uma fonte de calor autônoma. Com relés com ou sem fio (wi-fi), é possível obter informações remotamente sobre a temperatura na estufa e ajustar seu microclima a partir de casa.

Um conjunto comum de temperatura wi-fi composto por sensor e relé custa cerca de 20 €. Quando a temperatura sai da faixa permitida, ele transmite seus valores para dispositivos com Windows ou Android.

Criação de um circuito de aquecimento separado

Se a casa utiliza aquecimento a água ou a vapor, é possível criar um circuito separado que vá até a estufa. Ele deve obrigatoriamente ser equipado com uma bomba independente, pois a extensão horizontal total do novo segmento será grande.

Também na estufa deve ser instalado um tanque de expansão do tipo aberto para remover o ar do sistema. A área da superfície da água no tanque deve ser minimizada para evitar a evaporação intensa de água quente para dentro do ambiente.

Radiadores raramente são instalados em estufas, pois o design do ambiente tem um papel secundário. Se faltar calor, é melhor alongar o circuito do tubo, pois isso é mais barato e reduz o risco de vazamentos e avarias.

O segmento externo do circuito deve ser isolado para evitar perdas de calor e minimizar o risco de congelamento. A melhor opção para isso é a colocação subterrânea dos tubos.

A conexão do segmento de aquecimento da estufa ao circuito geral pode ser feita usando uma válvula de três ou quatro vias.

Esquema padrão de conexão de um circuito de aquecimento adicional. A localização das válvulas na casa permite ajustar remotamente a temperatura do ar na estufa (+)

Também é possível criar um sistema automático de regulação de temperatura.

Isso pode ser feito das seguintes maneiras:

• Alteração do volume de água quente passante de acordo com as leituras dos sensores de temperatura. Neste caso, é necessário adquirir uma bomba com ajuste de potência.
• Ligar e desligar o circuito de aquecimento da estufa. Para isso, utilizam-se sistemas automáticos de controle das válvulas.

Em vez de ajustar manualmente a posição da válvula de três ou quatro vias, podem ser usados dispositivos baseados em servomotor. Sua unidade de controle eletrônico é configurada de acordo com as leituras dos sensores de temperatura instalados na estufa.

Quando necessário alterar o modo de aquecimento, um sinal de controle é enviado ao motor, que gira a haste, ajustando a válvula para outra posição.

O servomotor para ajuste automático tem dimensões maiores em relação à válvula. Portanto, para sua instalação, é necessário afastar o tubo de aquecimento da parede

Aquecimento com uso de ar de exaustão

Um bom aquecimento pode ser obtido usando o ar quente da ventilação de exaustão de uma casa residencial. Direcionando o duto de ventilação isolado para dentro da estufa, é possível obter um fluxo de entrada constante com temperatura de 20-25°C.

A única condição é a ausência de umidade excessiva e impurezas no ar, típicas de cozinhas e banheiros.

A saída de ar da estufa pode ser organizada de duas maneiras:

• Uma abertura de exaustão local para o exterior em forma de tubo sem ventilador. Deve ter uma pequena seção transversal para criar alta velocidade de fluxo. Nesse caso, com temperatura externa negativa, a zona de formação de condensação estará a uma certa distância do tubo, evitando a formação de gelo.
• Retorno do fluxo de volta usando um duto de ar adicional e sua conexão obrigatória ao exaustor da casa. Caso contrário, os odores da estufa se espalharão por todos os cômodos da casa.

Este método é o mais econômico em termos de custos únicos de instalação do sistema e custos periódicos de uso de combustível. A única questão é se o volume de exaustão é suficiente para manter a temperatura necessária. É melhor verificar isso experimentalmente.

Se ocasionalmente, durante frios extremos, a temperatura do ar na estufa cair abaixo do permitido, pode-se incorporar um pequeno aquecedor no duto de ar ou instalar um dispositivo elétrico adicional no próprio local.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Fogão caseiro com chaminé de longa extensão para aquecimento de estufa:

Várias opções de fogões a lenha em uma estufa real:

Queimadores a gás como fonte de calor. Distribuição de tubos pela estufa:

Não existe uma opção universal de aquecimento para estufa. A escolha por um dos métodos ou sua combinação deve ser feita levando em consideração sua confiabilidade, baixo custo de instalação e uso do equipamento, preços de energia e duração da operação autônoma.

A maioria dos projetos pode ser realizada com as próprias mãos, o que reduzirá seu custo e proporcionará a oportunidade de uma modernização independente futura.

Você tem experiência pessoal em projetar e instalar aquecimento em uma estufa? Deseja compartilhar conhecimentos adquiridos ou fazer perguntas sobre o tema? Por favor, deixe comentários e participe das discussões – o formulário de feedback está localizado abaixo.