Uppvärmning av växthus med solfångare och "värmebatteri" i marken

[robinjoensuu]

Hej på er!

Jag går i storslagna växthusdrömmar och funderar på det bästa sättet att värma upp ett växthus billigt (och hålla det varmt). Jag har några idéer och tänkte höra vad ni tror. Missar jag något som gör det omöjligt i praktiken? Går jag alldeles för långt och hälften vore nog?

Det första steget är naturligtvis att isolera det ordentligt. Det kan man göra genom att gräva ner det en meter eller så i marken (http://undergroundhousing.com/greenhouse_book.html), genom att bygga det mot en södervägg, genom att använda isolerade väggar åt öster och väster och genom att använda tvåglasfönster i tak och åt söder.

För att värma upp det har jag haft lite olika idéer men har nog kommit fram till att en solfångare inuti själva växthuset förmodligen är den bästa och enklaste lösningen. Den byggs av en isolerad låda med glas åt sidan som vänds åt söder, där luft pumpas igenom ett svartmålat metallnät som värms upp av solen. Här finns mer info: https://www.builditsolar.com/Experimental/AirColTesting/ScreenCollector/Building.htm. Luften hämtas från växthusets nock, eftersom den varmaste luften alltid kommer att vara där.

Här kommer vi till lagringen av värmen. Förutom svartmålade vattentunnor mot husväggen som lagrar solvärmen från dagen och avger den under natten så tänkte jag att luften som blåses ut från solvärmaren blåses ner i plaströr som ligger under marken med hjälp av en mindre fläkt. Plaströren går i en slinga under golvet innan den kommer upp i växthuset igen. Det som händer är att luften, som kan vara upp emot 50 grader varm när den kommer ut från solfångaren om solen ligger på ordentligt, värmer upp marken under dagen. När den svalare luften sedan blåses ner under natten så värms den upp av värmen som lagrats i marken och kommer upp i växthuset varmare än den var när den blåstes ner. Marken fungerar som värmeväxlare alltså. Ni kan läsa mer om ett sådant system här: https://www.ceresgs.com/climate-control/gaht/. Det verkar vara väl beprövat.

Med hjälp av en termostat som styr fläkten som blåser in luft i solfångaren och som sedan trycker ner den under marken borde man rimligtvis kunna hålla värmen på 10-15 grader i ett växthus på 30-40 kvadrat under hela vintern. Eller?

[ensamhet]

Jag funderar på liknande, men tänkte bygga det mot sydöstlig vägg på ett hus och ha verksamhet i huset som ger värme och ventilera ut värmen till växthuset.
Jag tänkte bara ha 2 eller 3 glasfönster på väggarna och vanligt tak, men då kallas det orangeri har jag hört.
Funderar på ca 4 meters takhöjd + eventuell nedgrävning under marknivån.
Jag tänkte bygga taket som solfångare för vatten och nyttja det varma vattnet i verksamheten i huset.

[Själv är bäste dräng]

Med hjälp av en termostat som styr fläkten som blåser in luft i solfångaren och som sedan trycker ner den under marken borde man rimligtvis kunna hålla värmen på 10-15 grader i ett växthus på 30-40 kvadrat under hela vintern. Eller?

Nej, värmen som du magasinerar räcker ej till det.

Låt säga att du behöver i snitt 1 kW under de fyra mörka månaderna för att klara den tempen så behöver du ca 3 000 kWh. Om du hade en 2 m djup vattentank under växthuset (välisolerad mot jorden) så skulle du behöva värma det vattnet till 60-70 grader för att energin skulle räcka till vårvinterns sol tar upp dig på plussidan igen. Jorden har inte lika bra energilagring som vatten, så nej det fungerar inte om du använder normal isolering.

[robinjoensuu]

Jag tycker att det låter som mycket. Varför skulle vattnet behöva värmas till 60-70 grader? Det räcker ju egentligen att leda luft genom ett 10-20 meter långt rör som har en viss temperatur för att luften ska få samma temperatur.

Golvet kommer att ligga ca 1 meter under normal marknivå i och med att växthuset är nedgrävt och rören sedan ytterligare kanske 0,5 meter längre ner. Då hade vi i större delen av landet normalt sett haft frostfritt djup även när det är som kallast. Dessutom isolerar växthuset ovanifrån. Att hålla 15 grader kanske är att ta i men även utan att blåsa ner den uppvärmda luften så skulle ju den marken ha flera plusgrader vintern igenom, vilket skulle innebära att luften som kommer upp har samma temperatur. Dessutom tillkommer ju solinstrålningen. Jag kommer ju inte att ha en halvmeter tjocka väggar men tänk dig hur passivhus fungerar. Det är i princip samma sak. Solinstrålning värmer upp massa och isolering hindrar värmen från att försvinna.

Mike Oehler, vars bok om nedgrävda växthus jag länkade till, har byggt flera nedgrävda växthus i norra USA, som borde ha ungefär samma klimat som mittre Sverige. Där har lyckats att hålla oisolerade växthus med enkelglas frostfria hela vintrar igenom utan någon som helst uppvärmning.

Naturligtvis skulle temperaturen fluktuera relativt mycket men skulle det verkligen var omöjligt?

[robinjoensuu]

Jag kom förresten att tänka på den här artikeln, som jag hittade för ett tag sedan: http://www.bohuslaningen.se/nyheter/uddevalla/h%C3%A4r-%C3%A4r-uddevallas-ok%C3%A4nda-bananplantage-1.2461336

Där står det att de använder solfångare på taket för att värma upp ett växthus på över 100 kvadrat. Själva artikeln är i och för sig lite snurrig och man skriver både att de kan värma upp till 17 grader året runt och att de behöver täcka för frost men det verkar inte vara helt ovanligt att använda solfångare för att värma upp växthus.

[Själv är bäste dräng]

Att värma till frostfritt är en helt annan grej än att hålla 10-15 grader som jag räknade på. Här där jag bor skulle nog snitt-tempen under de fyra mörka månaderna ligga på ca -5 grader, och då behövs nog bara en fjärdedel av vad jag räknade med.

Det där med temperaturen på vattnet har inget med värmeöverföring att göra, utan enbart det faktum att du måste ladda en viss mängd energi i ditt förråd. Väljer du dubbelt så stor volym så kan du ha hälften så hög temperaturskillnad mellan temperaturen du vill hålla i växthuset och slut-tempen i värmeförrådet när solen inte ger mer på höstkanten.

[ensamhet]

Kan ju inte vara många plusgrader en bit ner i jorden, vattnet in till huset går ju genom slang i backen och det är ju riktigt kallt när det kommer in i huset, även på sommaren.

[robinjoensuu]

Det där med temperaturen på vattnet har inget med värmeöverföring att göra, utan enbart det faktum att du måste ladda en viss mängd energi i ditt förråd.

Men samtidigt kommer ju solen att värma upp växthuset under de dagar den är framme och solfångaren, som sitter inuti växthuset, att värma upp det ytterligare, även under lätt mulna dagar. Den värmen kommer ju sedan att lagras i vattentunnorna som står mot husväggen (säg runt 2000 l totalt). Det borde ju jämna ut temperaturen och, om det är välisolerat, fördröja avsvalningen av luften.

Angående temperaturen i marken så hittade jag följande: http://www-vaxten.slu.se/marken/marktemperatur.htm. Om det stämmer så är det konstant 6 grader varmt 1,6 meter under marken i höjd med Uppsala, vilket innebär att det aldrig borde vara mer än någon grad kallare än det i växthuset. Och om man sedan värmer upp marken med hjälp av luften från solfångaren under varma dagar så borde temperaturen kunna hålla sig över det åtminstone i ett par dagar efter det. Marken lagrar inte värme lika bra som vatten men med hjälp av vattnet som håller värmen stabilare uppe i själva växthuset borde ju avsvalningen ta betydligt längre tid än den hade gjort annars.

[ensamhet]

Om det är 6 grader konstant 1,6 meter ner, så borde det inte vara det i växthuset också.
Golvet i en källare i ett hus är ju ca 1,6 meter ner och där fryser det till slut om man inte tillför nån värme.

[robinjoensuu]

Vad jag menar är att luften som blåses ner under marken kommer att värmas till ungefär samma temperatur som marken har, vilket borde skapa ungefär samma temperatur uppe i växthuset. Den kommer naturligtvis att svalna av något om inte mer värme tillsätts eftersom den kallare luften också får marken att svalna av men det borde fördröja avsvalningen både av marken och massan uppe i växthuset, vilket är hela poäng med att använda marken som "värmebatteri". För sig själv räcker det naturligtvis inte. Och skillnaden mot källare är ju att solen sällan värmer upp dem.

[Själv är bäste dräng]

Om du gräver en 10 meter djup grop så får du tjäle i botten på den med. Det där med att temperaturen är konstant en bit ned i jorden, det är den bara i orörd mark. När du börjar förändra så stämmer det inte längre. Om du vill ha ytjordvärme till ett boningshus så behöver du lägga kollektorslang på en stor yta, i storleksordningen 10-20 ggr husets, annars tjälar du marken.

Att jag använder vatten som räkneexempel beror dels på att det är enkelt (1 kWh ger ca 1 grad temphöjning av 1 m3 vatten), dels på att vatten är det ämne som har högst värmelagring (av det vi lätt och billigt får tag i).

[robinjoensuu]

Jag förstår vad ni menar men biten med "värmebatteriet" verkar faktiskt fungera. Mannen som uppfann dem har bl.a. skrivit böcker på ämnet och berättar mer om dem här, även om han bara nämner själva tekniken i förbigående: https://www.youtube.com/watch?v=iKMi4Vlt_Ys

Det här är byggt på 2100 meters höjd i norra Colorado, där medeltemperaturen mitt i vintern motsvarar ungefär den halvvägs upp i Sverige, och om de kan odla bananer där mitt i vintern så borde det ju fungera också i den här delen av världen. I teorin i alla fall.

[[nomnom]]

Jag förstår vad ni menar men biten med "värmebatteriet" verkar faktiskt fungera. Mannen som uppfann dem har bl.a. skrivit böcker på ämnet och berättar mer om dem här, även om han bara nämner själva tekniken i förbigående: https://www.youtube.com/watch?v=iKMi4Vlt_Ys

Det här är byggt på 2100 meters höjd i norra Colorado, där medeltemperaturen mitt i vintern motsvarar ungefär den halvvägs upp i Sverige, och om de kan odla bananer där mitt i vintern så borde det ju fungera också i den här delen av världen. I teorin i alla fall.

Som tillägg så nämner han ju att han att när det är kallt (han säger inte hur kallt) så eldar han sin monsterbastu i sten (med den största "bastugn" jag sett, se 27:23 in i filmen) dagligen för att hålla >0°F (+4°C). Så det är inte bara vattentankar och finurliga fläktar som löser hans värmeproblem.

[robinjoensuu]

Aj då. Den biten missade jag...

[antlina]

norra colerado ligger väl ungefär på samma breddgrad som norra spanien, mycket mera sol på vintern än svedala.

[lichiplommon]

norra colerado ligger väl ungefär på samma breddgrad som norra spanien, mycket mera sol på vintern än svedala.

Jag tror att detta är viktigt att tänka på. Även om du lyckas lösa värmeproblemet så har man i Sverige även ett ljusproblem.Häruppe i Hälsingland behöver man nog tillskottsljus åtminstone nov-feb skulle jag tro. En yrkesodlare i Järvsö som brukar få tidiga tomater (maj) börja dra upp plantorna i ett mindre  extra växthus med tillskottsbelysning i januari.

[robinjoensuu]

Jag tror att detta är viktigt att tänka på. Även om du lyckas lösa värmeproblemet så har man i Sverige även ett ljusproblem.Häruppe i Hälsingland behöver man nog tillskottsljus åtminstone nov-feb skulle jag tro. En yrkesodlare i Järvsö som brukar få tidiga tomater (maj) börja dra upp plantorna i ett mindre  extra växthus med tillskottsbelysning i januari.

Det är väldigt sant.  Men å andra sidan så kanske man inte behöver kunna skörda året runt utan att det räcker att plantorna överlever vintern. Det finns hobbyodlare som odlar både mango och banan i Sverige, men då i uppvärmda växthus eller med möjlighet att övervintra växterna på annan plats när det är för kallt.

[ensamhet]

Det är väldigt sant.  Men å andra sidan så kanske man inte behöver kunna skörda året runt utan att det räcker att plantorna överlever vintern. Det finns hobbyodlare som odlar både mango och banan i Sverige, men då i uppvärmda växthus eller med möjlighet att övervintra växterna på annan plats när det är för kallt.

Flyttar bananer?
Växer inte de på stora träd?

[robinjoensuu]

Som tillägg så nämner han ju att han att när det är kallt (han säger inte hur kallt) så eldar han sin monsterbastu i sten (med den största "bastugn" jag sett, se 27:23 in i filmen) dagligen för att hålla >0°F (+4°C). Så det är inte bara vattentankar och finurliga fläktar som löser hans värmeproblem.

Såg videon igen nu och han säger att de behöver göra det när det är -20 Fahrenheit, alltså -28 Celsius, utomhus om jag förstod det rätt. 13:54 in i filmen.

Bananträd kan vara 2-3 meter men kan växa i relativt små krukor. De går bra att flytta.

[torbjorn]

norra colerado ligger väl ungefär på samma breddgrad som norra spanien, mycket mera sol på vintern än svedala.

Dock har Sverige varmare klimat än områden på motsvarande breddgrad i USA, tack vare Golfströmmen.