Système de chauffage de serre par soi-même : les meilleures méthodes de chauffage hivernal des serres

Pour maintenir une certaine température dans la serre, différents systèmes de chauffage sont utilisés. Le choix du mode d'apport de chaleur dépend des dimensions de la construction, des conditions climatiques de la région, de la disponibilité de tel ou tel type de combustible, des capacités financières et d'autres facteurs.

Certains bricoleurs entreprennent d'organiser le chauffage de la serre par eux-mêmes – une telle solution permet de réduire considérablement les coûts de main-d'œuvre, n'est-ce pas ? Bien sûr, l'aménagement indépendant d'un chauffage stable est une tâche difficile, mais tout à fait réalisable. Avant tout, il faut choisir une source de chaleur.

Nous vous expliquerons quels sont les types de chauffage de serre existants, quelles sont leurs spécificités de fonctionnement, leurs avantages et inconvénients. Sur la base des informations fournies, vous pourrez choisir le type de chauffage, effectuer un calcul préliminaire de la puissance thermique, sélectionner les composants de travail et les éléments du système.

Spécificité du maintien de la température dans les serres

Le chauffage de la serre est nécessaire pour compenser les pertes de chaleur qui se produisent à travers les murs et le plafond de la structure, ainsi qu'en raison de l'entrée d'air extérieur. Pour réduire les coûts de chauffage, il est nécessaire en premier lieu d'isoler correctement la serre et de minimiser les échanges d'air avec l'extérieur.

Outre le matériau dont est faite la serre, il faut accorder une attention particulière à l'étanchéité du contact de la structure avec le sol. Pour cela, il est préférable, lors de la construction de la serre, de réaliser une fondation peu profonde isolée de l'intérieur.

Elle doit maintenir solidement la structure par vents forts, empêcher la formation de fissures et minimiser les échanges thermiques avec l'extérieur à travers la couche superficielle du sol.

Pour résoudre ce dernier problème, même dans les régions du nord, une profondeur de 30 centimètres est suffisante, car la conductivité thermique du sol est très faible. L'intensité des échanges thermiques verticaux entre la couche de sol à l'intérieur de la serre et les sols sous-jacents est très faible.

En hiver, on peut utiliser la neige comme isolant extérieur naturel le long des bords de la serre.

La neige est un excellent matériau isolant thermique. Cependant, la structure de la serre doit être capable de supporter le poids supplémentaire, et le matériau ne doit pas fléchir sous ce poids.

Pour une croissance normale des plantes, il est nécessaire de maintenir la température de l'air et de la couche sol-plante dans une certaine plage. Si la serre fonctionne en continu, le sol fertile sera réchauffé par l'échange de chaleur avec l'air intérieur. De plus, sa température sera pratiquement la même que dans des conditions naturelles en été.

En hiver, le sol et les couches de terre gèlent jusqu'à une profondeur qui dépend de la latitude géographique de la région et de la structure de la roche. Pour réchauffer le sol et la couche supérieure adjacente avant la plantation des plantes, il faut soit maintenir une température positive de l'air pendant une très longue période (jusqu'à un mois).

Une solution alternative – mener des actions spéciales pour transférer la chaleur directement dans l'épaisseur du sol. Cela peut être fait à l'aide d'un système de tuyaux souterrains dans lesquels on fait circuler un fluide caloporteur.

La quantité d'énergie dépensée pour chauffer la serre dépend des facteurs suivants :

• Surface des parois et du toit de la serre. Plus cet indicateur est faible, moins les pertes de chaleur sont importantes. Par conséquent, pour économiser l'énergie, il est préférable d'utiliser une forme rectangulaire ou semi-circulaire pour la structure.
• Coefficient de conductivité thermique du matériau. Plus ce paramètre est bas, mieux le matériau retient la chaleur.
• Différence de température entre l'air intérieur et extérieur. Plus cette valeur est grande, plus les pertes de chaleur sont importantes.
• Échange d'air à travers les fuites. Pour réduire les coûts énergétiques, il est nécessaire d'éliminer l'afflux incontrôlé d'air froid.

La grande diversité des projets de serres privées et la qualité de leur installation rendent la modélisation du régime de température très difficile. Par conséquent, la quantité exacte d'énergie nécessaire pour chauffer un objet spécifique ne peut être déterminée que de manière expérimentale.

Ces méthodes permettent de calculer approximativement la valeur de la puissance requise de l'appareil de chauffage. Le problème réside dans la difficulté de déterminer le coefficient de dispersion pour un objet spécifique (+)

Chauffage autonome par combustion de combustible

L'utilisation de la combustion de combustible comme source de chaleur est la méthode la plus couramment utilisée pour chauffer les petites serres. Ce type de chauffage présente certaines particularités, car il faut tenir compte de l'étanchéité accrue de la pièce, de la nécessité de chauffer le sol et du maintien de l'humidité.

Poêles et chaudières à combustible solide

L'un des dispositifs les plus simples utilisés pour chauffer les serres pendant la période froide est le poêle. La popularité de ce dispositif est due au faible coût du combustible. Il peut s'agir de bois non calibré, d'herbe sèche, de charbon et de poussière de charbon, de déchets et de liquides inflammables.

Lors du chauffage par poêle, il est nécessaire d'assurer un tirage stable, car l'aération de la serre en cas de pénétration de produits de combustion à l'intérieur entraînera son refroidissement.

L'utilisation d'un poêle métallique permet un chauffage rapide et un transfert d'énergie à l'air ambiant. C'est également le mode de chauffage le moins cher et le plus simple à utiliser. Il est possible de construire un tel appareil soi-même.

Notre site contient une sélection d'articles sur la fabrication de différents types de poêles métalliques qui peuvent être utilisés pour chauffer la serre :

1. Comment fabriquer un poêle Bullerjan de ses propres mains : instructions pas à pas pour la fabrication
2. Comment fabriquer un poêle burzhuika à partir d'une bouteille de gaz : schémas, plans + guide pas à pas
3. Poêle à huile usagée à partir d'un tuyau : comment fabriquer un poêle efficace à l'huile usagée à partir de matériaux de récupération

Un poêle en pierre chauffe plus lentement et conserve la chaleur plus longtemps. Cela convient mieux au chauffage de petites pièces avec une plage de températures admissibles moyenne ou étroite. Cependant, un tel poêle doit être construit sur place et, si nécessaire, il ne peut pas être déplacé comme son homologue métallique.

Il existe une idée de chauffage de l'espace de la serre à l'aide de produits de combustion chauds. Pour cela, on propose de placer le poêle dans une fosse et de faire passer la cheminée horizontalement sous le niveau du sol pour ensuite la faire ressortir à la surface.

Avec un tel agencement de la cheminée, sa longueur sera considérablement augmentée, de sorte que les gaz chauds libéreront une plus grande quantité de chaleur à l'intérieur de la pièce.

Cette option augmentera effectivement le rendement du chauffage.

Cependant, lors de la mise en œuvre pratique, les difficultés suivantes se poseront :

1. Exigences relatives au matériau de la cheminée. La température de l'air à la sortie du poêle est très élevée. Par conséquent, la cheminée ne doit pas avoir une bonne conductivité thermique, sinon le sol autour d'elle serait brûlé. On peut utiliser des tuyaux en amiante comme matériau pour évacuer les produits de combustion.
2. Respect des règles d'emplacement de l'évacuation des fumées. Dans la cheminée, il faudra prévoir des trappes de visite pour la nettoyer de la suie. Par conséquent, le tuyau doit être posé entre les plates-bandes.
3. Nécessité d'organiser l'alimentation électrique. Un long tronçon horizontal ne favorise pas la création d'un tirage normal, il faudra donc installer un extracteur de fumée. Cela signifie qu'il est nécessaire d'amener l'électricité à la serre ou de recharger périodiquement la batterie.

Par conséquent, l'idée d'une cheminée souterraine n'a pas trouvé une large application dans la pratique.

Au lieu d'un poêle standard, vous pouvez utiliser des chaudières à combustion lente à combustible solide. Elles brûlent le combustible plus efficacement et ne produisent pas de dégagement rapide de chaleur, ce qui élimine le risque d'endommager les plantes à cause de températures élevées. Ces chaudières de fabrication industrielle sont faciles à utiliser et à entretenir, et également compactes.

Chaudières à gaz et convecteurs

Pour les serres, une bonne alternative au chauffage au poêle est l'utilisation d'une chaudière au gaz liquéfié ou d'un convecteur. Pour les petites installations privées, on utilise généralement des équipements fonctionnant avec des bouteilles de gaz.

Avant d'installer une chaudière à gaz dans la serre, il est nécessaire de renforcer solidement l'un des murs auquel elle sera fixée.

Il est préférable de placer la bouteille de gaz à l'extérieur de la serre. Mais dans ce cas, il faut résoudre le problème de la prévention du gel du détendeur lors d'une longue période de températures négatives.

Raccorder la serre au réseau de gaz est une procédure bureaucratique assez complexe. De plus, lors de l'inspection annuelle obligatoire par un spécialiste du service du gaz, des remarques seront formulées.

Dans tous les cas, la combinaison d'une alimentation en gaz et de l'utilisation d'une flamme nue dans un espace clos nécessite des mesures de sécurité accrues. La meilleure solution est de disposer d'un détecteur de gaz, ainsi que d'un système d'extinction automatique de la flamme qui s'active lorsque la concentration maximale admissible de substance combustible dans l'air est dépassée.

Du point de vue de la comparaison des coûts financiers liés à l'installation et à l'utilisation de poêles et d'équipements à gaz, il n'est pas possible de tirer une conclusion définitive. Un simple convecteur à gaz coûte environ 120-140 €.

C'est plus cher que les appareils métalliques fonctionnant au combustible solide :

• les coûts du métal et des consommables pour la fabrication artisanale d'un poêle de type «bourjouïka» s'élèvent à environ 30 € ;
• une installation à combustible solide de petite taille de fabrication industrielle, par exemple le modèle NVU-50 “Toulinka”, coûte environ 66 € ;
• une installation à combustion lente modèle NV-100 “Klondike” coûte environ 90 €.

Un poêle en pierre reviendra plus cher qu'un convecteur à gaz en raison du coût des travaux de fondation et de sa maçonnerie.

Il est judicieux d'installer un poêle en pierre si vous êtes sûr que la serre restera au même endroit pendant plusieurs années.

Le coût du gaz liquéfié ou naturel utilisé pour chauffer n'importe quelle pièce sera inférieur à celui du bois et du charbon achetés. Cependant, les serres sont généralement chauffées avec des déchets combustibles gratuits ou bon marché, qui sont toujours abondants dans les zones rurales et de villégiature.

Problème d'aspiration d'air et d'humidité

L'utilisation d'appareils de chauffage à combustion ouverte nécessite l'évacuation des produits de combustion par une cheminée. Dans ce cas, une compensation du volume d'air sortant est nécessaire.

Dans les bâtiments, elle est possible par une entrée d'air non contrôlée (infiltration) due à la présence de fissures et de trous dans les murs et le plafond.

La conception des serres modernes, par exemple en polycarbonate, crée un espace étanche à l'air. Dans ce cas, le problème de l'entrée d'air est résolu par la présence de fenêtres et l'installation d'une ouverture d'arrivée d'air spéciale.

Il faut le placer de manière à éviter un flux concentré d'air froid sur les plantes. Il est également possible d'utiliser plusieurs petites ouvertures pour organiser une arrivée d'air répartie.

Les systèmes d'extraction pour les convecteurs à gaz de type fermé sont déjà équipés d'un conduit pour l'arrivée d'air extérieur dans la chambre de combustion.

Dans un convecteur à chambre de combustion fermée, l'air extérieur ne refroidit pas la pièce et les produits de combustion ne peuvent pas pénétrer à l'intérieur (+)

Souvent, après le fonctionnement des poêles et des chaudières, on observe un effet de dessèchement de l'air. Cela est dû à une humidité absolue plus faible du flux froid entrant (surtout glacial) par rapport à l'air chaud sortant par la cheminée de la serre.

Pour maintenir des paramètres précis d'humidité de l'air, on utilise un humidificateur avec hygromètre, qui peut fonctionner à partir d'une source d'énergie locale. Si cela n'est pas nécessaire, on peut placer un récipient ouvert d'eau dans la serre. Ainsi, en cas de fort dessèchement de l'air, un processus d'évaporation se produira naturellement.

Méthodes de répartition uniforme de la chaleur

Pour les petites serres, il suffit de placer une seule source de chauffage. La circulation d'air dans la pièce sera assurée par la différence verticale de température, et ainsi la répartition de l'air chaud se produira.

Dans toute serre, lors de son chauffage, il apparaît une légère différence verticale de température. Il faut s'en souvenir lors du placement des thermomètres.

Dans les pièces de grande surface ou de géométrie complexe, il est possible de former des zones avec différents paramètres de microclimat. Cela est parfois fait intentionnellement dans les serres industrielles, mais dans la plupart des cas, ce phénomène est indésirable.

Pour une répartition uniforme de la chaleur, deux méthodes sont utilisées :

• Création d'une circulation d'air artificielle. On utilise généralement des ventilateurs à pales. Parfois, on construit un système de conduits d'air avec des pompes intégrées de manière à ce que l'air soit aspiré à une extrémité de la pièce et rejeté à l'autre.
• Transfert de chaleur par caloporteur intermédiaire. Généralement, vous utilisez un système d'eau classique avec circulation forcée. Les tuyaux peuvent être posés aussi bien le long du périmètre de la serre que sous la couche de terre.

La distribution forcée de la chaleur est également nécessaire pour empêcher la formation d'une zone à haute température près du radiateur. Sinon, les plantes situées à proximité du poêle ou de la chaudière peuvent subir des dommages thermiques.

Méthodes de chauffage populaires sans flamme nue

L'utilisation d'une flamme nue présente certaines limitations, car elle produit des résidus de combustion et vous devez respecter les mesures de sécurité incendie. Par conséquent, vous utilisez souvent d'autres méthodes pour diffuser la chaleur dans la serre.

Utilisation d'appareils électriques

L'utilisation de l'électricité pour chauffer la serre en hiver est la méthode la plus coûteuse. Cependant, c'est aussi la plus simple, car les travaux d'installation d'un tel chauffage ne comprennent que le raccordement électrique et la mise en place des appareils.

L'utilisation de systèmes d'automatisation simples vous libère de la nécessité de participer au contrôle constant du microclimat.

Le schéma de raccordement de plusieurs radiateurs via un thermostat est assez simple. Le seul problème pourrait être une coupure de courant, vous devez donc prévoir la connexion de sources d'alimentation supplémentaires (+)

Le chauffage électrique de la serre peut être réalisé en utilisant les appareils suivants :

• Aérotherme. C'est l'appareil le plus simple et le moins cher que vous pouvez fabriquer vous-même.
• Convecteur. La présence d'un ventilateur permet, en plus de chauffer l'air, d'assurer sa répartition uniforme dans la serre.
• Pompe à chaleur. Un appareil puissant pour chauffer l'air dans les grandes serres, qui est souvent utilisé en combinaison avec un système de conduits d'air pour distribuer la chaleur. Pour chauffer un espace compact, vous pouvez fabriquer vous-même une pompe à chaleur.
• Lampes infrarouges. La particularité de ces appareils est de chauffer la surface sur laquelle le rayonnement tombe. Ainsi, vous pouvez égaliser le gradient vertical de température dans la pièce sans utiliser de circulation d'air.
• Câble chauffant. Il est utilisé pour chauffer des zones localisées dans la serre.

Dans le cas de petites pièces, l'utilisation du chauffage électrique est justifiée en raison de sa simplicité et de sa sécurité. Dans les grandes serres industrielles, il est préférable d'utiliser d'autres méthodes.

Le câble chauffant est très adapté pour le chauffage du sol. Sa température maximale n'est pas élevée, vous pouvez donc ne pas craindre l'effet de brûlure du sol avec la perte de ses qualités.

Dégagement de chaleur par voie biochimique

L'une des méthodes de chauffage intéressantes consiste à appliquer au sol un engrais organique non décomposé – le fumier animal ou les déjections d'oiseaux. À la suite d'une réaction biochimique, une grande quantité d'énergie est dégagée, ce qui augmente la température de la couche fertile et de l'air à l'intérieur de la serre.

Lors de la pourriture du fumier, il y a dégagement de dioxyde de carbone, de méthane, ainsi que d'une petite quantité d'hydrogène et de sulfure d'hydrogène. De plus, le fumier a une odeur caractéristique. Tout cela impose certaines limitations à son utilisation, liées à la nécessité d'aérer la serre.

En hiver, ainsi que lors des longues périodes de froid au printemps et en automne, un échange d'air intense est déconseillé. Dans ce cas, le rétablissement de l'équilibre thermique après l'aération peut nécessiter une quantité d'énergie bien plus importante que celle dégagée par le processus de pourriture du fumier.

L'application de cette méthode “biologique” de chauffage du sol et de l'air est justifiée à la fin du printemps, lorsque l'aération se produit à des températures diurnes positives.

Systèmes avec source de chaleur externe

Le chauffage de la serre est possible grâce à la proximité d'une maison ou d'un autre bâtiment chauffé. Cela simplifie toute la procédure, car il n'est pas nécessaire d'installer une source de chaleur autonome. À l'aide de relais filaires ou wi-fi, vous pouvez obtenir à distance des informations sur la température dans la serre et réguler son microclimat depuis votre domicile.

Un ensemble de température wi-fi ordinaire composé d'un capteur et d'un relais coûte environ 20 €. Lorsque la température dépasse la plage autorisée, il transmet ses valeurs aux appareils sous Windows ou Android.

Création d'un circuit de chauffage séparé

Si la maison utilise un chauffage à eau ou à vapeur, il est possible de créer un circuit séparé menant à la serre. Il est impératif de le munir d'une pompe séparée, car la longueur horizontale totale du nouveau segment sera grande.

Il faut également installer dans la serre un vase d'expansion de type ouvert pour évacuer l'air du système. La surface d'eau ouverte du vase doit être minimisée afin d'éviter une évaporation intense de l'eau chaude à l'intérieur de la serre.

Les radiateurs sont rarement installés dans la serre, car le design de son espace joue un rôle secondaire. En cas de manque de chaleur, il est préférable d'allonger le circuit de tuyauterie, car cela est moins cher et réduit le risque de fuites et de pannes.

Le segment extérieur du circuit doit être isolé pour éviter les pertes de chaleur et minimiser le risque de gel. La meilleure option à cet effet est l'installation souterraine des tuyaux.

Le raccordement du segment de chauffage de la serre au circuit général peut être réalisé à l'aide d'un robinet à trois ou quatre voies.

Schéma standard de raccordement du circuit de chauffage supplémentaire. L’emplacement des robinets dans la maison permet de réguler à distance la température de l’air dans la serre (+)

Il est également possible de créer un système de régulation automatique de la température.

Cela peut être réalisé des manières suivantes :

• Changer le volume d’eau chaude admise en fonction des relevés des capteurs de température. Dans ce cas, il est nécessaire d’acquérir une pompe avec régulation de puissance.
• Activer et désactiver le circuit de chauffage de la serre. Pour cela, on utilise des systèmes automatiques de commande des robinets.

Au lieu de modifier manuellement la position d'un robinet à trois ou quatre voies, vous pouvez utiliser des dispositifs basés sur un servomoteur. Son unité de commande électronique est réglée en fonction des lectures des capteurs de température placés dans la serre.

En cas de besoin de modifier le mode de chauffage, un signal de commande est envoyé au moteur, qui fait tourner la tige pour positionner le robinet dans une autre position.

Le servomoteur pour régulation automatique a des dimensions plus grandes que le robinet. Par conséquent, pour son installation, il est nécessaire d’écarter le tuyau de chauffage du mur.

Chauffage par utilisation d'air extrait

On peut obtenir un bon chauffage en utilisant l’air chaud de la ventilation d’extraction d’une maison d’habitation. En dirigeant le conduit de ventilation isolé vers l’intérieur de la serre, on peut obtenir un flux entrant constant à une température de 20-25 °C.

La seule condition est l’absence dans l’air d’humidité excessive et d’impuretés caractéristiques des cuisines et des salles de bains.

L’évacuation de l’air de la serre peut être organisée de deux manières :

• Une ouverture d’extraction locale vers l’extérieur sous forme d’un tube sans ventilateur. Elle doit être de faible section pour créer une vitesse d’écoulement élevée. Dans ce cas, par température extérieure négative, la zone de formation de condensation se trouvera à une certaine distance du tube, ce qui évitera la formation de givre.
• Le retour du flux à l’aide d’un conduit d’air supplémentaire et son raccordement obligatoire à l’extraction générale de la maison. Sinon, les odeurs de la serre se propageront dans toutes les pièces de la maison.

Cette méthode est la plus économique en termes de coûts ponctuels d’installation du système et de coûts périodiques d’utilisation du combustible. La seule question qui reste est la suffisance du volume d’extraction pour maintenir la température nécessaire. Il est préférable de vérifier cela expérimentalement.

Si parfois, lors de refroidissements extrêmes, la température de l’air dans la serre descend en dessous du niveau admissible, on peut intégrer un petit aérotherme dans le conduit d’air, ou installer un appareil électrique supplémentaire sur le site même.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Poêle artisanal avec un long conduit de fumée pour chauffer la serre :

Plusieurs options de poêles à bois dans une serre réelle :

Brûleurs à gaz comme source de chaleur. Tuyauterie dans la serre :

Il n'existe pas de solution universelle pour chauffer une serre. Le choix d'une méthode ou d'une combinaison doit être fait en tenant compte de sa fiabilité, du faible coût d'installation et d'utilisation de l'équipement, des prix de l'énergie et de la durée de fonctionnement autonome.

La plupart des projets peuvent être réalisés par vos propres moyens, ce qui réduira leur coût et offrira la possibilité de les moderniser ultérieurement par vous-même.

Avez-vous une expérience personnelle en matière de conception et d'installation de chauffage dans une serre ? Souhaitez-vous partager vos connaissances ou poser des questions sur le sujet ? Veuillez laisser des commentaires et participer aux discussions – le formulaire de commentaires se trouve ci-dessous.