Вопросы эксперту Лунный календарь
17-04-2014
  • Рейтинг: 42
  • Просмотров: 1583

Автоматизация теплиц

Автоматизация теплиц

Что предлагает современная техника и наука в сфере автоматики? Автоматика для теплиц включает в себя технологии проветривания и полива теплиц.

Схема устройства автоматической системы проветривания теплицы

Схема устройства автоматической системы проветривания теплицы: 1 — нижняя фрамуга; 2 — каркас; 3 — верхние фрамуги; 4 — гибкая тяга нижней фрамуги; 5 — тяга гибкая; 6 — гидравлический цилиндр; 7 — кронштейны; 8 — блоки; 9 — дверь.

Конечно, за сотни лет существования в разных странах теплиц было много чего придумано. Форточки и фрамуги на проветривание, различные конструкции котлов и печей для отопления, и применение тепла гниющей органики.

Промышленная современная теплица является сложным организмом с большим количеством датчиков, которые отслеживают влажность, температуру, освещенность, а кроме того — компьютерным центром управления, анализирующим поступающую информацию и подающим на исполнительные механизмы необходимые команды. В необходимое время открываются жалюзи, фрамуги, включаются увлажнители воздуха, вентиляторы, полив и так далее. Растениям постоянно обеспечиваются наилучшие условия для быстрого роста и обильных урожаев. Здесь наиболее ярко раскрываются качества новейших гибридов и сортов, которые созданы именно для таких условий. Однако все эти компьютерные системы имеют серьезный недостаток — они дорогие, и потому почти не применяются на дачном участке.

Но армия садоводов-энтузиастов не хочет сдаваться. В разных изобретательских и садоводческих изданиях описывается много устройств, которые позволят автоматизировать теплицу. Таков, к примеру, автоматический толкатель боковой форточки для теплиц, оптимизирующий температурный режим. Все эти устройства имеют свои недостатки и достоинства.

Типы автоматики

Рассмотрим основные типы систем, в конструкцию которых может быть включен привод для проветривания, а также устройства автоматической вентиляции теплиц и полива в теплице:

Вернуться к оглавлению

Электрическая автоматика для теплиц

Примеры открывания форточек в теплице

Примеры открывания форточек в теплице.

В конструкцию входят термореле, который включает вентилятор при достижении необходимой температуры, и сам вентилятор. Автоматический толкатель боковой форточки теплицы электрический, а потому зависим от электроэнергии.

Преимущество — неограниченная мощность, удобная регулировка, высокая чувствительность.

Недостаток — проветривание имеет низкую надежность, даже кратковременное отключение электроэнергии на 1-2 ч в жаркую погоду оставит на весь сезон без урожая.

Вернуться к оглавлению

Биметаллическая автоматическая теплица

Состоят из пластин, склепанных между собой из двух металлов или пластика и металла, которые имеют различные коэффициенты теплового расширения. В ходе нагрева пластина, изгибаясь, открывает форточку, при охлаждении обратно распрямляется и, таким образом, закрывает. Преимущество — автономно работает, при этом недорога в изготовлении. Недостаток — маленькая мощность, то есть может закрыть и открыть только маленькую и при том хорошо уравновешенную форточку без разбуханий и перекосов, которой в реально существующей теплице не бывает. В результате — проветривание ненадежно (см. пункт 1).

Вернуться к оглавлению

Гидравлическая автоматика

Схема устройства термопривода для теплицы

Схема устройства термопривода для теплицы.

Основывается на свойстве расширения жидкостей при нагревании. Внешне это герметичная система, которая заполнена фреоном (легкокипящей жидкостью) или другими жидкостями, имеющими высокий коэффициент теплового расширения: маслом, водой, соляркой и так далее. В системе имеется латунная гофрированная трубка (сильфон), которая меняет свою длину при заполнении жидкостью, или гидроцилиндр, который имеет выдвижной шток. Преимущество — несомненная высокая надежность и автономность системы благодаря простоте конструкции, долговечность и очень большая мощность. Недостаток — проветривание дорогое из-за сложных технологий производства, что вполне компенсируется высокими преимуществами.

Общий же и главный недостаток всех данных систем — их нет ни в продаже, ни у садоводов в теплицах, а только в описаниях новаторов. Изобретатели с охотой делятся своими чертежами и конструкциями, но после слов о том, что нужно выточить шток, запрессовать сальник 4х27мм, приварить штуцер, и поверхность отшлифовать до 6-го класса чистоты любому становится скучно чтение их прекращается. Потому что всем становится понятно: для этого необходимо иметь собственный машиностроительный завод. А тем, кто такового не имеет, надо отыскать что-то попроще. Идеальное проветривание, таким образом, остается на бумаге.

Устройство и инструкция по сборке автомата для проветривания теплицы “Дуся-Сан”

Устройство и инструкция по сборке автомата для проветривания теплицы “Дуся-Сан”.

Исходя из сказанного выше, следует поэкспериментировать именно с гидравлическими автоматами, как с самыми надежными благодаря использованию готовых узлов и серийных деталей. Первый вариант автомата на проветривание имеет вес около 100 кг, длину 5 м, а его себестоимость приблизительно 2000 руб. при том, что использовался гидроцилиндр от шасси самолета. На испытаниях он показал себя прекрасно, открывая с легкостью металлическую раму (площадь 5 м²). С такой же легкостью он поднял бы и всю теплицу, ведь усилие на штоке динамометра составило 5 т. Он трудится исправно и сейчас, обслуживая теплицу площадью 56 м², на удивление соседям и не доставляя никаких хлопот. В этом нет ничего удивительного — стоит вспомнить гидравлические домкраты, которые поднимают несколько тонн при собственном весе в несколько килограммов.

После успешных экспериментов с «монстром», нужно разработать более компактную и дешевую конструкцию, чтобы она была доступна большинству садоводов. В результате получился небольшой вариант, который весит приблизительно 3 кг с усилием на штоке приблизительно 100 кг. Этого достаточно, чтобы открыть стеклянную раму, площадь которой 2 м², или пластиковую (пленочную) около 5 м², то есть обеспечить проветривание теплицы площадью 10-20 м². В больших по площади теплицах можно просто сделать несколько фрамуг. С учетом долговечности — срок службы не меньше 15-20 лет — получилась вполне приемлемая стоимость. Даже если принять стоимость в размере 1500 руб. и эту сумму распределить на 10 лет, получится по 150 руб. за год. Принимая во внимание затраты на бензин для лишних поездок весной на дачу, чтобы просто закрыть или открыть теплицу, автомат оправдает затраты за один сезон. О стоимости нервов и времени говорить и вовсе не приходится.

Вернуться к оглавлению

Конструкция теплицы

Схема теплицы из поликарбоната

Схема теплицы из поликарбоната.

Конструкций теплиц есть такое огромное множество, что их весьма непросто даже перечислить. Это шатровые и арочные теплицы, двускатные и односкатные, пленочные, пристенные, поликарбонатные, стеклянные и так далее. Еще существуют разные виды теплиц, как например, оранжереи, зимние сады, теплицы передвижные, временные, рассадники и парники.

Выбрать конструкцию теплицы является делом вкуса, у каждого хозяина есть свои соображения. Зачастую исходят из тех возможностей, которые есть — немного денег и клочок свободного места.

У большинства готовых теплиц, имеющихся в продаже, есть один значительный недостаток — их изготавливают и проектируют не те, кто ими пользуется. И соответственно, их конструкция в первую очередь приспособлена для удобства их изготовления, а не использования. Фрамуги в них или очень малы, или вовсе отсутствуют, и тогда покупателю приходится каждый день закрывать и открывать пленку на крыше, или дверь, если она есть.

Если теплица строится своими силами, то можно сразу ее так сконструировать, чтобы она была удобна и для растений, и для садоводов.

Вернуться к оглавлению

В чем заключается главный принцип конструкции теплицы?

Как уже говорили, в теплице должно быть не слишком тепло, но и не холодно. Проветривание и полив в теплице должны быть регулярными.

В первую очередь конструкция теплицы обязана быть функциональной и поддерживать оптимальные для роста растений влажность воздуха и температуру.

Представьте, что Солнце является очень мощной бесплатной печкой, которая утром включается и вечером выключается каждый день. Она теплицу нагревает за считанные минуты. Это весьма удобно, если бы не один минус. Эта печка очень хорошо греет и в тех случаях, когда на улице и так жара, или наоборот, может самопроизвольно отключаться в неподходящее время, в холодную погоду.

Вернуться к оглавлению

Задачи автоматизации

  1. Обеспечить гарантированный отвод излишнего тепла. Это означает, что должны быть весьма большие фрамуги — не меньше ¼ площади теплицы, и лучше на верхней части крыши, так как именно там собирается самый горячий воздух. Внутри температура воздуха в идеале никогда не должна превышать 40С°. На самое интенсивное время работы солнечной печки (июнь) было бы неплохо дополнительно предусмотреть притенение — штору из легкого материала (к примеру, агротекса), чтобы накинуть ее сверху теплицы. Лучше в это время двери не открывать.
  2. Сберечь тепло, когда оно больше всего необходимо — в пасмурную, холодную погоду. Тут не обойтись без автомата, который отрегулирует открывание фрамуг. Причем необходим умный автомат, который при неожиданном включении «печки» мог бы широко и быстро открыть все фрамуги, приоткрыть их чуть-чуть при небольшом нагреве, и закрыть при похолодании. И быть при этом весьма безотказным и надежным.