Az üvegházak sajátos környezetet teremtenek a termesztéshez. Ennek oka, hogy a szabványos üvegházi anyagok, mint az üveg és a műanyag rendkívül jól engedik be a fényt és a hőt, és ugyanígy engedik ki a hőt. A nagy üvegfelület miatt azonban az üvegházak általában túlmelegednek napközben, ha nem szabályozzák a hőmérsékletet. És mivel az üveg és a műanyag nem szigetel, éjszaka hőt veszítenek, ami miatt viszont a növények hideg-károsodást szenvedhetnek. Vegyünk például egy októberi napot a coloradói Boulderben: egy teljesen üvegből készült üvegházban a hőmérséklet egy napon belül 43 Celsius fokról -1 fokra csökkenhet. A növények, akárcsak az emberek, nem szeretik ezt.

Az üvegházi termesztés elsődleges kihívása ezeknek a hőmérséklet-ingadozásoknak a kiküszöbölése. Hagyományos módon az emberek ezt úgy érik el, hogy fűtő- vagy hűtőrendszerek segítségével energiát juttatnak az üvegházba. A stabil üvegházi környezet megteremtésének okosabb, fenntarthatóbb módja azonban az, ha a napközben beáramló napenergia többletét hasznosítjuk, tároljuk és éjszaka felhasználjuk. Vagy, ha már meglévő üvegházzal dolgozunk, akkor egy hatékony fűtőberendezés hozzáadása is opció lehet, amely olcsó és megújuló tüzelőanyagokat használ. Ezeknek a módszereknek a bevezetése mind tanulást és kutatást igényel, és némi kezdeti költséggel is jár, de a növekvő terméshozamnak és a hosszú távú megtakarításoknak köszönhetően végül a befektetés megtérül.

Ne feledje azt sem, hogy nincs olcsóbb energia, mint az az energia, amelyet nem kell felhasználni, így kifizetnie sem, ezért, ha új üvegházat tervez, építse úgy, hogy eleve ne igényeljen sok fűtést és hűtést. Ez azt jelenti, hogy jól záródó, szigetelt szerkezetet kell építeni, megfelelő tetőfedő anyagokat kell használni, és az üvegezéssel az üvegházat dél felé kell tájolni – ahonnan az északi féltekén az összes fény érkezik. Ha meglévő üvegházban termeszt, akkor első körben szigetelje az üvegházat és tömítse az esetleges szivárgási helyeket. Az energiaszükséglet minimálisra csökkentése mindig az első lépés. Ez után következhet az alábbi stratégiák valamelyikének alkalmazása.

1) Tárolja a napenergia hőtömegét hőtároló anyagokban

A legegyszerűbb és leggyakoribb módja annak, hogy kiegyenlítse üvegháza hőingását, a hőtároló anyagok, más néven hőnyelők hasznosítása.  A hőtároló anyag minden olyan anyag, amely hőenergiát tárol az adott épület szerkezetben. A legtöbb anyag bizonyos mértékig képes erre, de egyesek sokkal hatékonyabban teszik ezt, mint mások. A víz például körülbelül kétszer annyi hőt tart meg, mint a beton, és körülbelül négyszer annyit, mint a talaj.

A hőtároló anyagok alkalmazása két dolgot biztosít. Először is, elnyeli a napközbeni felesleges energiát, és ezáltal hűsítő hatást fejt ki. Amikor éjszaka csökken a hőmérséklet, elkezdi leadni ezt az energiát, ezáltal „felmelegítve” az üvegházat. Megjegyzés: a hőtároló anyag valójában nem szolgáltatja az energiát, csupán tárolja és később leadja, mint egy akkumulátor. Az „akkumulátor” mérete (vagyis, hogy mennyi energiát tud tárolni) az anyag hőkapacitásától és a tömeg nagyságától függ.

Hogyan kivitelezzük?

A leggyakoribb módja a hőtömeg felhasználásának a vizes hordó, mivel ez igen nagy hőkapacitással rendelkezik. Több 200 literes hordó egymásra halmozásával egy üvegházban a termesztő sok hőtömeget építhet be. A hordókat olyan helyen kell egymásra rakni, ahol közvetlen napfény éri őket, gyakran az északi falon. Mivel a környezet melegebb lesz a vizes hordók körül, az érzékenyebb növényeket – például a vetőtálcákat vagy a melegebb hőmérsékletet kedvelő növényeket – a hordókra vagy a hordók közelébe helyezze. Az akvaponikus rendszerben történő termesztés – a halak és a növények szimbiózisban történő termesztése – azzal a vitathatatlan előnnyel jár, hogy az akváriumok megduplázzák a hőtömeget. A beton vagy kő beépítése az üvegházba ugyancsak működőképes megoldást jelent – ilyen lehet például egy északi betonfal vagy egy járólapos padló használata. Még az emelt ágyásokban lévő talaj is termikus tömeget ad.

Bár ez a legkönnyebben telepíthető és kivitelezhető megoldás, a hőtároló tömeg lassan reagálhat a környezeti változásokra. Hosszabb időbe telik, amíg a hő az egész üvegházban elterjed, ami korlátozza a hatékonyságot. Tekintettel azonban az alacsony bekerülési költségekre, a hőtároló tömeg bevezetése az üvegházba népszerű módszer a vegetációs időszak meghosszabbítására. Lehet, hogy ezzel nem érheti el az egész éves növekedést mindenből, de az üvegház hatékonyságát biztosan újabb szintre emelheti.

2) Hőcserélő beépítése

Ha egy picit tovább akarunk lépni a hagyományos hőtároló tömegnél, beépíthetünk egy hőcserélőt, amely a levegőt cirkuláltatja egy bizonyos anyagtömegen keresztül. Ez az ötlet sokféle néven fut. Gyakran nevezik klímaakkumulátornak vagy földalatti fűtési és hűtési rendszernek.

Számos konfiguráció létezik, de az energiaátvitel és tárolás mechanizmusa mindig ugyanaz. Amikor az üvegház napközben felmelegszik, egy ventilátor meleg, nedves levegőt pumpál az üvegház belsejéből egy akár egy méter mélyen a föld alá ásott csőhálózaton keresztül (a legtöbb rendszer néhány réteg csőből áll, amelyek 100 cm és 50 cm mélyen a felszín alá vannak ásva). A hőmérséklet-csökkenés hatására a vízgőz kondenzálódik, és ebben a folyamatban (amelyet fázisváltozásnak nevezünk) energia szabadul fel. Ez az energia a talajban tárolódik, ami a talaj felmelegedését okozza. Így a folyamat során az egész évben meleg talajt biztosítunk az üvegház alatt. Éjszaka, amikor az üvegház hőmérséklete csökken, a ventilátor ismét beindul, és elszívja a hőt a talajból. Ez egy viszonylag egyszerű, időtálló rendszer; a talaj-levegő hőcserélőket már évtizedek óta használják a lakóházakban is.

A föld-levegő hőcserélő két okból is nagyon jól működik. Először is, a rendelkezésre álló tömeg (az „akkumulátor” mérete, ahogy már említettük) hatalmas. Például egy 300×400 cm-es üvegház terület alatt 12 köbméternyi talaj van, 100 centiméter talajmélységet feltételezve. Ez a hőtároló tömegünk. Ha ugyanennek az üvegháznak az egész északi falát két sor 200 literes vízhordóval bélelnénk ki, akkor ennél jelentősen kevesebb hőtároló tömegünk lenne. Ez azt jelenti, hogy a föld alatti hőcserélőnek nagyobb a kapacitása, mint a vizes hordóknak. Ráadásul, mivel a föld-levegő hőcserélő a föld mélyére csatlakozik, így elméletileg végtelen kapacitással rendelkezik.

Másodszor, mivel a levegőt aktívan átnyomják az „akkumulátoron”, ez növeli a hőcsere sebességét. A melegebb/hűvösebb levegő egyenletesebben oszlik el az üvegházban, megakadályozva a hideg zónák kialakulását. Ezenkívül a ventilátorok használata lehetővé teszi, hogy akkor használja a tömeget, amikor akarja: egy termosztát bizonyos beállított hőmérsékleten be- és kikapcsolja a ventilátort. Vagyis a ventilátor elkezdi a meleg levegőt a talajba pumpálni, amikor az üvegház eléri a beállított hőmérsékletet (mondjuk 21 Celsius fokot), és visszaszívja azt, amikor 10 Celsius fok alá csökken. Így a föld alatti hőcserélő némi kontrollt biztosít a hőtömeg felett; ez olyan, mintha a hőtömeget okosabbá tennénk. Ne feledjük, ez a folyamat a hőtároló anyagokban történő tárolás esetén jóval lassabb.

Lehetőségek

Az „akkumulátor” anyaga változhat. Vannak, akik talaj helyett kaviccsal vagy kövekkel töltik fel az üvegház alatti területet. Ha már van üvegháza, vagy nem tud ásni a telkén, hogy sok földmunkát végezzen, létrehozhat egy alternatív föld feletti akkumulátort. Építhet egy szigetelt masszát talajból vagy más anyagból, például egy halom folyami kőből az üvegház elé. A rendszer hasonlóan működik, csak a hőtömeg elhelyezkedése más.

3) Használjon hatékony, megújuló energiával működő fűtőberendezést!

A fenti rendszerek megmutatták, hogyan lehet hasznosítani a napot és tárolni a napenergiát, ami egy jó kezdés a természetes fűtés felé. Ha további fűtésre van szükség, fontolja meg egy nagy hatékonyságú fűtési rendszer alkalmazását, amely olcsó és megújuló üzemanyaggal működik.

Az üvegházakban gyakran használt rendszerek egyike a rakétakályhás fűtőberendezés, ami a fatüzelésű kályha egy szuperhatékony változata. Ahelyett, hogy a forró levegőt egyenesen a kéményen keresztül engedné ki, mint a hagyományos fatüzelésű kályhák, a rakétakályhás fűtőberendezés a forró levegőt először egy téglából vagy kőből álló tömegen keresztül keringeti, mielőtt kifelé áramlik. A levegő felmelegíti a tömeget, amely megtartja a hőt, és lassan, hosszú időn keresztül sugározza azt vissza az üvegházba, még azután is, hogy a kályha már nem ég. A rakétakályhás fűtőberendezés emellett dupla égőkamrát használ, így sokkal hatékonyabb, mint egy hagyományos fatüzelésű kályha – egy pár órás égetés kis mennyiségű fával akár egy egész éjszakára képes felfűteni egy üvegházat. A legtöbb rakétakályhás fűtőberendezés barkácsrendszer; Önnek kell megterveznie az Ön üvegházához illeszkedő rendszert az interneten található információk alapján.

Egy másik gyakori üvegház-fűtési rendszer a komposztkupac általi fűtés, amely a baktériumok varázslatos erejét hasznosítja a szerves anyagok lebontásán és a hulladékhő leadásán keresztül. A föld alatti hőcserélőhöz hasonlóan a komposztfűtés is hőcserélőre támaszkodik: a vizet egy nagy komposztkupacban futó csöveken keresztül keringetik. A bomlásnak köszönhetően a komposztkupac képes 35-65 Celsius fokos hőmérsékletet fenntartani. A felmelegített vizet ezután az üvegházban keringetik, ahol a hőt leadja. Az összes rendszer közül valószínűleg ez igényli a legtöbb bütykölést ahhoz, hogy jól működjön. A komposztkupacot először a megfelelő anyagokból kell felépítenie, hogy az ténylegesen magas hőmérsékletű legyen, és folyamatosan hozzá kell adnia újabb és újabb anyagokat, vagy újra kell építenie a kupacot, ahogy az lebomlik. Egy nagy, megfelelően felépített halom azonban egy 1000-2000 négyzetméteres üvegházat is képes egész télen át fűteni. Ezen okokból kifolyólag a komposzthalommal készült fűtőberendezések gyakran a nagyobb üvegházak számára a legalkalmasabbak.

Összefoglaló

Hogy melyik utat válasszuk? Ez a kérdés számos tényezőtől függ.

• Mik a céljaink (mekkora területet próbálunk fűteni, és milyen mértékben)? Minden rendszer más-más fűtési kapacitással rendelkezik.
• Mennyi szabályozást szeretnénk? (Egyes rendszerek aktívak, mások passzívak. Pl. egy rakéta tömegű fűtőberendezést szükség esetén fel lehet turbózni, de a vízhordók esetében nem sok mindent tudunk tenni)
• Milyen korlátozásokkal dolgozunk már most is? (pl. a nehéz/köves talaj kizárja a föld alatti hőcserélőt.) Gondolja át, hogy mennyi hely áll rendelkezésre az üvegházban az olyan dolgok számára, mint a vizes hordók.
• És ami a legfontosabb, gondoljon az egyes rendszerek telepítésének idő- és munkaigényére, valamint az egyes rendszerek működtetéséhez szükséges folyamatos időre/munkára (pl. egy földalatti hőcserélő automatizálható, míg egy rakétakályhás fűtés nem).

Ismétlem, bár előzetesen el kell végeznie némi házi feladatot, a meleg üvegház, amely egész télen friss élelmiszert termel (ráadásul ingyen, vagy minimális költségekkel!), végül mindenképpen visszahozza a belefektetett munkát és pénzt.

Forrás: 3 Methods for Heating Greenhouses for Free – Mother Earth News