Solfanger til gulvvarme og varmelager i drivhus

Det gik lidt stærkt da jeg lavede solfangeren forrige år, 50 m tomrør blev hængt op i bugter og dal. Det så ikke pænt ud, men virkede. Effekten af varmelageret og gulvvarmen var tydelig, mindst en måneds længere vækstperiode i hver ende.

002

Ud over at det var meget lidt pænt at se på så var der luft i rørene, og det var ikke til at få ud pga de bugtede rør. Nu er der skåret lister af forskallingstræ, tomme gange tomme, sortmalet og med tomrørene på hver side, sat fast med kabelstrips.

004

Der er 6 lister med rør på hver side, håbet er at få luften ud ved at løfte dem i skiftevis hver ende.

Der er ikke fyldt vand på systemet endnu (11. februar 2015), men med en vejrudsigt, der lover slut vinter med enkelte undtagelser, så varer det ikke mange dage.

Drivhusduinoen, der styrer det hele, har fået ur og kalenderchip, herom senere. Sidste år startede cirkulationspumpen, når lufttemperaturen var et par grader varmere end varmelageret. Nu starter jeg så tidligt, at cirkulationspumpen også skal starte, når lufttemperaturen er under 5 grader, så pumpe og rør ikke fryser.

Drivhus, varmelageret virkede

I disse dage med masser af solskin er temperaturen i drivhuset 23-24 grader, vandet i solfangeren går i varmelageret med 28 grader og kommer op igen med 20 grader – sådan cirka. Om aftenen er temperaturen i varmelageret typisk 25 grader og 18 om morgenen.

I går aftes, 2. maj 2014, blev der varslet om udbredt nattefrost, så jeg tvangsstartede cirkulationspumpen og lod den køre hele natten. Her til morgen var alt hvidt af rim, også græsplænen. Temperaturen i drivhuset var 11 grader, og det samme var varmelageret, så det har altså haft en effekt.

Programmet, der styrer cirkulationspumpen, starter pumpen når lufttemperaturen er 2 grader over temperaturen i varmelageret. Det skal udvides med en styring, der starter pumpen når lufttemperaturen er under 10 grader. Man kunne også styre efter udetemperaturen?

Vanddråber på blade, hydathoder og guttation

011

Om morgenen kan man se vanddråber på blade, de sidder i bladspidserne, og det er ikke dug.

Hydathoder og guttation

Ja, det er et par slemme ord, men hvis man selv vil søge videre på nettet, er det nødvendigt at bruge dem.

Der er et ret højt vandtryk i planter, for at holde dem på højkant. Trykket leveres af rødderne, og om dagen er der ingen problemer, undtagen hvis jorden er tør, så falder trykket.
Om natten er der næsten ingen fordampning fra bladene, og så bliver der overtryk i planten, for trykket fra rødderne er ikke lige sådan at regulere.
Vandet transporteres i planterne i meget små rør, kaldet ledningsstrenge. I spidsen af ledningsstrengene sidder der en lille pore, en såkaldt hydathode, der minder meget om de læbeceller, der regulerer luftskiftet i bladene.

Når fordampningen fra bladene går i stå om natten virker hydathoderne som sikkerhedsventiler, og der siver lidt saft ud, der sidder som små dråber på bladspidser, disse dråber kaldes guttation.

Er guttation skadeligt for planterne?

Umiddelbart nej, for alle planter på friland har guttation næsten hver nat.
I et drivhus er sagen lidt anderledes, selve guttationen betyder ikke noget, men det viser, at luftfugtigheden er for høj om natten.

Hvis der er kraftig guttation om morgenen, som på bladene af min vindrue ovenfor, så skal man lade døren stå på klem om natten, så der kan blive luftet ud.

Varmelagring i gulvet i drivhus – hjælper det?

 

Hjælper det

 

Her er temperaturerne på en solskinsdag den 11. marts, men det viser meget godt, hvad der sker her i foråret. I løbet af dagen stiger temperaturen i varmelageret fra 8 til 16 grader og den følgende nat afkøles det til 9 grader. Det frøs 3 grader den nat, men drivhuset var frostfrit, en Julestjerne overlevede. Den næste dag skinnede solen også, og lufttemperaturen steg hurtigt, men da jeg sluttede med at notere var cirkulationspumpen endnu ikke startet, det gør den først, når lufttemperaturen er 2 grader varmere end temperaturen i varmelageret.

Her i begyndelsen af april kommer temperaturen i varmelageret op på 18 grader og det køles til 1 i løbet af natten. Jeg har ikke noget at sammenligne med, men alt trives og gror, jordbærrene har blomstret en uge nu. Jordtemperaturen udenfor er 6-7 grader.

Jordtemperatur i drivhus med solfanger og varmelager

 

Plot med cirk

Så kom solfangeren endelig til at virke, i første om gang manuelt, men den automatiske styring er klar.

Den grønne kurve er jordtemperaturen udenfor i 23 cm dybde, den røde er tilsvarende midt i drivhuset og den blå er lufttemperaturen i drivhuset. Vandtemperaturen i solfangeren og varmelageret ligger på 17-18 grader, og vandet afkøles kun 2-3 grader når det pumpes gennem varmelageret.

På solskinsdage sidst i februar kan gulvet altså varmes op til 12 grader, den sidste morgen var der rimfrost, og alligevel var der 4 grader i drivhuset – et tyndt stykke plastic over planter på gulvet vil beskytte dem mod endnu lavere frost.

Solfangeren er for stor – 50 m rør – i forhold til slangen i varmelageret – 15 m – men det er jo i ydersæsonerne, at der er brug for anlægget, så det er måske ikke så tosset endda.

Varmelageret optager 3-4 grader om dagen og afgiver dem igen om natten, det svarer til 6-8 kWh.

Jordtemperatur i et drivhus om vinteren

 

 

plot uden cirk

På figuren ses temperaturen 30/1-14 til 4/2-14 i luften i drivhuset og i 23 cm dybde i jorden midt i drivhuset og udenfor. På dage med sol stiger temperaturen til 18 grader, jordtemperaturen er ca. 6 timer forsinket, men stiger ca. 2 grader – varmen i jorden afgives så den følgende nat. Jordtemperaturen udenfor er konstant.

Selv om der kun opsamles den varme, der kommer fra luften og solen, virker jorden alligevel som et varmelager, og et stykke plastik over planter ville sikkert bringe dem gennem en frostnat.

Jeg er ikke gode venner med Excel – tak til Vilga for hjælpen.

 

Drivhus, solfanger, varmelager, praktiske erfaringer

Baggrund

På en solskinsdag midt i februar kommer temperaturen i et hobbydrivhus op på 20 grader, men resten af tiden er der ca. samme temperatur som udenfor.
Allerede nu sker der noget med temperaturen i gulvet, den 16. februar efter en dag med spredt sol og ikke over 15 grader i drivhuset, er temperaturen i 23 cm dybde kommet op på 6,5 grader – uden nogen form for hjælp. Uden for er jordtemperaturen 3,5 grader.

Sidste sommer blev der under bygning af drivhuset lagt varmeslange ned i et sandlager under gulvet, og med en sløjfe op under taget. Sløjfen under taget var helt utilstrækkelig, og jeg havde hverken lyst til at se på en solfanger ved siden af drivhuset eller bruge mange penge på projektet.

Løsningen blev fundet i et byggemarked, et tomrør, der bruges til at trække plasticvandrør i. En rulle på 50 m koster 8-900 kr i byggemarkeder, men blev fundet hos          til 200 kr incl. transport. Det er et 20/25 mm rør, se foto, så 50 m giver en overflade på 1,25 kvadratmeter.

Midt i februar giver solen ca. 300 watt pr. kvadratmeter og det er ikke ret meget, da der skal ca. 2000 watt til at varme sandlageret 1 grad. Men, der er også en opvarmning af røret fra luften, og endelig er varmelagerets temperatur om foråret meget lav, så udnyttelsesgraden er stor.

Praktiske erfaringer

Tomrør er lavet af stift plast, det er let at bøje pga den riflede struktur, men det kan ikke drejes. Alene at få det af rullen og hængt op er en meget stor udfordring – eventuelle VVS-ere må gerne grine.

Det hele skal samles og der skal udluftningsventil og en hane til at fylde det med vand. Jeg fandt ud af – på den hårde måde – at tomrør kan ikke limes, og jordslangen, der er PE-rør, kan slet ikke limes. I første forsøg blev samlingerne limet med silikone i stride mængder, og det var ikke tæt. Næste forsøg var med tagrendelim til PVC, og samme resultat.

Løsningen er Araldit, her er brugt en 20 minutters.

Samling af rør

 

003Mit PE-rør er 20 mm udvendig diameter, hvis det varmes med en gasbrænder kan det drejes ned i et halvtomme gevind, så røret presses lidt tyndere og der drejes gevind. det giver en stærk samling, og når det skilles og samles igen med Araldit i gevindet – så er det helt fint.

015

Her er et halvtomme T-stykke skruet fast i PE-rør med Araldit. Det nederste rør er røret i varmelageret lige når det kommer op af jorden. Der skal skrues en Ballofix i T-stykket, så der kan lukkes vand på solfangeren.

Over T-stykket er der en samling mellem PE-rør og tomrør. Rillerne i tomrøret blev fyldt med Araldit, PE-røret skubbet på plads og spændebåndet skruet hårdt til, så rillerne blev mast flade.

016

Man kan roligt lægge kræfterne i, når spændebåndet skrues til. Her er et stykke tomrør fra en mislykket samling med silikone, tomrøret er ikke revnet i rillerne.

Samling af tomrør

020

rillerne i begge ender af tomrør fyldes med Araldit, et stykke PE-rør blev skubbet ind som forbindelse, samlingen mellem dem fylldt med Araldit og et stykke opklippet tomrør lagt over, samt et stykke tomrør til at dække samlingen, så spændebåndet ikke limes fast. Spændebåndet skal skrues hårdt til, og så er det forhåbentlig tæt.

Husk lige, at det, jeg her laver, er et lukket system i et drivhus, det holder ikke til vandværksvand og må heller ikke bruges til det formål

Drivhus gulvvarme, vintermålinger

Den lille Drivhusduino er sat i gang og måler temperaturer i drivhuset.

Tid   Luft inde i huset   23 cm dybde midt i huset    23 cm dybde uden for huset
26/1-14, -4 ude og blæst
14:00               -1,69                               0,81                                                         0,19

27/1-14, -3 ude og snestorm
10:40                -0,63                               0,56                                                         -0,06
15:00                -0,56                               0,63                                                           0

28/1 ca. 0 ude
11:10                1,19                                 0,69                                                           0,06

29/1, ca 0 ude, lidt sløret sol ind imellem
12:00                 2,81                                 0,81                                                           0,06

Temperaturen i jorden udenfor ligger konstant omkring frysepunktet. I drivhuset er jordtemperaturen lidt over frysepunktet, og stiger lidt, når lufttemperaturen stiger.

Januar har været overskyet, men den 29. var der lidt stærkere lys, og det giver straks 2-3 graders varme i luften.

I næste uge er der lovet dage med sol, og det bliver spændende at se, hvad der så sker.

For en ordens skyld skal det lige nævnes, at anlægget med cirkulering af vand fra solfangeren til jorden er afmonteret, men vender tilbage i en større og forbedret udgave når nattefrosten er væk.

 

Soldrevet gulvvarme i drivhus, Seeeduino Mega 1.23, erfaringer fra 2013

Anlægget består af 25 m hvid rør til solvarme, max temperatur 95%, røret går een gang rundt foroven i drivhuset og 2 gange ca. 30 cm nede i sandet under gulvet. Vandet i røret cirkuleres med en udvendig akvariepumpe, en Aquabee up 300, fra Akvariebutikken, http://www.akvariebutikken.dk/product/aquabee-up-300-161/
P
umpen bruger 230V, 4 Watt og pumper 300 liter i timen med en løftehøjde på 0,6m. Det er rigeligt til at cirkulere vandet i røret.

I den forgangne sommer blev anlægget styret manuelt, men automatikken er på vej. Der måles temperatur i luften i drivhuset, nede under gulvet og samme dybde i jorden udenfor, samt temperaturen i frem- og returløb i gulvvarmen. Styringen beregner forskellen på temperaturen under gulvet og i luften, og når der er 5C forskel tændes en LED. Det er så meningen, at LED’en skal erstattes af en optocoupler, der styrer en Mosfet som via 12V styrer et relæ, der styrer 230V til cirkulationspumpen – der kommer en nærmere forklaring senere. Hjernen i det hele er en Seeeduino Mega 1.23, programmeret i C+, der foruden gulvvarmen også skal styre vanding via sensorer i spagnummen.

Erfaringerne kan koges ned til, at slangen i toppen af drivhuset slet ikke optager nok energi til at varme gulvet. Temperaturstigningen i sandet under fliserne er typisk 4C i september og 1,5-2C i jorden udenfor.
Så der skal et solpanel op udenfor drivhuset til at fange mere energi.

Kan det betale sig? Ja, hvis man kigger lidt på hvad et drivhus koster, og sæsonen er ca. 5 måneder, og den kan forlænges med en måned i hver ende – så er der økonomi i det.

Der arbejdes ved skrivebordet, loddes og programmeres, og i marts skal det hele ud i drivhuset – det bliver spændende…..

 

 

DrivhusDuino – automatisk styring af et drivhus med en Arduino microcontroller. Måling af temperatur med DS18B20, og program.

Før du begynder.

Gå ind på Arduino’s hjemmeside  http://www.arduino.cc/  og sæt dig ind i hvad og hvordan – er det noget for dig?

Hvis du køber en Arduino er der også brug for et breadboard, løse ledninger og forskellige komponenter til at øve sig på. Jeg købte ikke et begyndersæt, men i stedet nogle lysdioder, en lysmåler, temperatursensorer og et display. Vent med styring af 230V til du har noget erfaring med tingene.

Nogle komponenter, display og nogle temperatursensorer, kræver et selvstændigt program for at kunne fungere – det finder man på nettet og lægger ind i Arduino’en.

En Arduino har ikke ubegrænsede ind- og udgange, så hvis man vil have et display til at vise målinger tager det plads fra sensorer.

En sensor kræver som minimum en plus og minus ledning, og nogle også en dataledning til at overføre målingen. Jeg vil gerne måle temperatur 5 steder, og her kommer DS18B20 ind i billedet.

DS18B20.

– og hvad er så det? Det er en sensor, der måler temperatur og digitaliserer målingen. Hver sensor har en adresse, så mikrocontrolleren kan spørge den enkelte sensor, hvad der er målt. Alle DS18B20 sensorer kan altså sættes på de samme 3 ledninger: plus, minus og data. Strengt taget kan de klare sig med 2 ledninger i såkaldt parasitic mode, hvor sensoren tapper strøm når den ikke skal sende noget.

Man kender ikke adressen på den enkelte sensor, og jeg kan se, at det program, jeg brugte, ikke er aktivt mere. Så søg på nettet     ds18b20 read adress   , sæt sensorerne op enkeltvis og kør programmet, så får du adressen på den enkelte sensor.

Lod sensorerne på tynde ledninger, kontroller, at det virker og dæk lodningerne med Araldit eller lignende.

Mine 5 sensorer viste den samme temperatur inden for 0,3 grader, når de lå sammen. Opløsningen er 0,06C.

Programmet.

Herunder er programmet, stumperne er funder på nettet, Jepsen PV electronics har hjulpet, og  lidt har jeg selv lavet, og det virker. Adresserne T1-T5 er mine adresser, de skal ændres til dine sensorer.

Læg mærke til, at udgang 13, Pin 13, bruges til at styre relæ til cirkulationspumpen, det kunne være gardiner eller vanding, med en anden programmering.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
// Data wire is plugged into port 22 on the Arduino
#define ONE_WIRE_BUS 8
#define TEMPERATURE_PRECISION 12
// Setup a oneWire instance to communicate with any OneWire devices (not just Maxim/Dallas temperature ICs)
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);

// Pass our oneWire reference to Dallas Temperature.
DallasTemperature sensors(&oneWire);
DeviceAddress T1 = { 0x28, 0x32, 0xEC, 0xA1, 0x04, 0x00, 0x00, 0xDE };
DeviceAddress T2 = { 0x28, 0xBF, 0xF0, 0xA0, 0x04, 0x00, 0x00, 0xAC };
DeviceAddress T3 = { 0x28, 0xA5, 0xAC, 0xA1, 0x04, 0x00, 0x00, 0x03 };
DeviceAddress T4 = { 0x28, 0x2E, 0xF5, 0xA1, 0x04, 0x00, 0x00, 0x77 };
DeviceAddress T5 = { 0x28, 0xD9, 0xF5, 0xA0, 0x04, 0x00, 0x00, 0x0F };

/*

Nr 1 Device is a DS18B20 : 28-32-EC-A1-04-00-00-DE Luft inde
Nr 2 Device is a DS18B20 : 28-D9-F5-A0-04-00-00-0F Jordtemp midt i huset i 22 cm dybde
Nr 3 Device is a DS18B20 : 28-A5-AC-A1-04-00-00-03 Jordvarme retur
Nr 4 Device is a DS18B20 : 28-BF-F0-A0-04-00-00-AC Jordvarme indløb
Nr 5 Device is a DS18B20 : 28-2E-F5-A1-04-00-00-77 Jordtemp ude i 22 cm dybde
*/

int relayPin = 13;

float dif=0;// forskellen mellem luft og jordtemp, styrer cirkulationspumpen //

void setup(void)
{
pinMode(relayPin, OUTPUT);

// start serial port
Serial.begin(9600);
lcd.begin(16, 2);
lcd.clear();
Serial.println(“Dallas Temperature IC Control Library Demo”);

// Start up the library
sensors.begin();
sensors.setResolution(T1, TEMPERATURE_PRECISION);
sensors.setResolution(T2, TEMPERATURE_PRECISION);
sensors.setResolution(T3, TEMPERATURE_PRECISION);
sensors.setResolution(T4, TEMPERATURE_PRECISION);
sensors.setResolution(T5, TEMPERATURE_PRECISION);

digitalWrite(relayPin, LOW);
}

void loop(void)
{
// call sensors.requestTemperatures() to issue a global temperature
// request to all devices on the bus
Serial.print(“Requesting temperatures…”);
sensors.requestTemperatures(); // Send the command to get temperatures
Serial.println(“DONE”);
float temp1=sensors.getTempC(T1);
float temp2=sensors.getTempC(T2);
float temp3=sensors.getTempC(T3);
float temp4=sensors.getTempC(T4);
float temp5=sensors.getTempC(T5);
Serial.print(“Temperature for the device 1 (index 0) is: “);
//Serial.println(sensors.getTempCByIndex(0));
Serial.println(temp1);
Serial.print(“Temperature for the device 2 (index 1) is: “);
Serial.println(temp2);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print (“Luft = “);
lcd.print (temp1);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print (“Midt = “);
lcd.print(temp2);
delay (2000);

lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print (“Vandud = “);
lcd.print (temp3);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print (“Vandind = “);
lcd.print(temp4);
delay (2000);

lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print (“Ude = “);
lcd.print (temp5);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print (“Dif = “);
lcd.print (dif);

delay (2000);

dif = (temp1) – (temp2);

if (dif >=2)
{digitalWrite(relayPin, HIGH); }
else
{digitalWrite(relayPin, LOW); }
}