Проветривание теплицы: технология автоматической вентиляции в сооружениях из поликарбоната и промышленных , система управления микроклиматом, а также поддержание температуры воздуха и влажности

Содержание

Управление микроклиматом в промышленных теплицах

УПРАВЛЕНИЕ МИКРОКЛИМАТОМ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕПЛИЦАХ

Современные технологии выращивания овощей, рассады, цветов и зеленных культур требуют постоянного поддержания определенных режимов микроклимата в теплицах.

Автоматизация систем управления микроклиматом в защищенном грунте позволяет экономить 15% — 25% тепла при росте урожайности, улучшения условий труда персонала и повышении общей культуры производства.

Современная зимняя теплица как объект управления температурно-влажностным режимом характеризуется неудовлетворительной динамикой и нестабильностью параметров, вытекающими из особенностей технологии производства. В то же время агротехнические нормы предписывают высокую точность стабилизации температуры (+/-1 градус), своевременное еѐ изменение в зависимости от уровня фотосинтетически активной облученности, фазы развития растений и времени суток. Все эти обстоятельства предъявляют высокие требования к функционированию и техническому совершенствованию оборудования автоматизации управления микроклиматом в теплицах.

Существует немало систем централизованного управления микроклиматом в промышленных теплицах, принадлежащих как отечественным разработчикам, так и зарубежным. В основе работы систем управления положен принцип PI-контроля, при котором система управления всегда стремится достичь стационарного состояния при помощи воздействий на управляющие элементы и измерения выдерживаемых величин, но с учѐтом компенсации накопленных интегральных погрешностей (I-action).

Самые современные и профессиональные системы характеризуются такими параметрами:

  • обеспечивают в теплице контроль отопления, вентиляции, охлаждения, уровня CO2, циркуляции воздуха, дополнительного освещения, обработки растений химикатами;
  • управляют экранами и затенением, увлажнением воздуха, системой очистки крыши, горелками отопительных котлов, орошением, дезинфекцией дренажной воды и рециркуляцией воды в системе орошения, обеспечивает измерение погодных условий, температуры и влажности внутри теплицы. Сбор данных и построение графиков производятся с помощью персонального компьютера;
  • имеют высокую гибкость и масштабируемость. Могут использоваться в любых теплицах, в различных конфигурациях. Для каждого проекта составляется индивидуальный набор аппаратного и программного обеспечения;
  • имеют высокую надѐжность, в том числе обеспечиваемую системой резервного копирования данных;
  • удобство монтажа и технического обслуживания;
  • контроль всех параметров в теплице может осуществляться с одного операторского рабочего места, оснащѐнного персональным компьютером;
  • возможность организации нескольких дублирующих рабочих мест, а также удалѐнного управления теплицей через радиоканал или сеть Интернет.

При расчѐте необходимых корректировок программа учитывает огромное количество влияний других факторов. Так, например, в системе Priva Integro требуемое положение трѐхходового смесительного крана нижнего контура отопления в отделении определяется расчѐтной температурой контура, на которую влияют:

  • текущая температура труб контура;
  • текущая температура воздуха в теплице;
  • расчѐтная температура на данный момент, заданная по стратегии;
  • накопленная интегральная погрешность по температуре в теплице за предыдущее время;
  • заданные минимальная и максимальная температуры труб контура;
  • температура вне теплицы;
  • скорость ветра;
  • величина солнечной освещѐнности;
  • работает ли дополнительное освещение;
  • текущее положение экранов над контуром;
  • текущее положение форточек над контуром;
  • температура труб других контуров в этой зоне.

Современная система контроля тепла должна обладать способностью предвидеть резкие скачки температуры, вызванные, например, резким появлением солнца из-за туч, чтобы быстро вносить корректировки в расчѐтные температуры труб.

Система контроля форточек тесно связана с системой контроля тепла.

На расчётное положение форточки влияют:

  • расчётная температура в теплице;
  • текущая температура в теплице;
  • температура вне теплицы;
  • скорость ветра;
  • направление ветра;
  • уровень CO2 в теплице.

При морозе и буре (условия мороза и бури задаются пользователем) форточки закрываются автоматически.

Очень важную роль в системе управления играет расширенная система управления орошением. Система изначально рассчитана на работу с капельными линиями. Пользователь имеет возможность устанавливать необходимое количество поливочного раствора для каждого растения, группировать поливочные краны по крановым группам и создавать индивидуальные рецепты полива (необходимый уровень PH и EC) для каждой крановой группы. Для организации полива используются специальные стартовые программы.

Как минимум, в стартовой программе должно указываться время начала поливов, количество поливов и минимальное время паузы между поливами. В этом случае система орошения будет работать строго по часам. Однако в настоящее время всѐ большее распространение получают поливы, основанные на различных влияниях (влияниях солнечной радиации, температуры), такие методы полива являются более прогрессивными и дают возможность существенно повысить урожайность.

Читать еще:  Обработка весной теплицы из поликарбоната: дезинфекция, уход, обработка серной шашкой, подготовка к новому сезону

Существует возможность установки влияний солнечной радиации на количество поливочного раствора, приходящегося на одно растение, а также на уровень EC. Так с увеличением освещѐнности, создаваемой солнцем, программа может автоматически дозировать больше воды с меньшим уровнем EC.

Особенности вентиляции теплицы

Выращивание помидоров, капусты, моркови и других овощей в теплицах позволяет получать урожай круглый год. Благоприятные для их созревания условия достигаются за счет микроклимата, который отчасти обеспечивает вентиляция теплицы.

Благоприятные условия для созревания плодов создаются за счет микроклимата в теплице, который отчасти обеспечивает вентиляция

Почему проветривание в теплице необходимо

Каждый владелец парников знает, что не только одним проветриванием и поливом можно добиться качественного урожая, но именно эти два основных фактора – основополагающие в тепличном растениеводстве. Без воды и свежего воздуха саженцы быстро погибают.

Отечественный климат нельзя назвать идеальным для созревания помидоров, бобовых, моркови и других овощей. Разница ночной и дневной температуры воздуха часто становится критической. А в теплицах это приводит к повышению влажности (физическое явление «точка росы»).

Пагубное воздействие влаги на растениях сказывается быстро. С помидорами и другими овощами начинаются проблемы: они гниют и покрываются плесенью. В дневное время температура воздуха в парнике становится критической, и овощи могут сгореть.

Самый простой способ решение проблемы: приобретите термометр и гигрометр для оценки микроклиматических условий в теплице, регулируйте доступ свежего воздуха и удаление лишней влаги за счет открывающейся форточки и двери.

Правильное проветривание теплицы подразумевает регулировку основных элементов вентиляционной системы в зависимости от климатических условий. Приспособлением вентиляции являются именно форточки, окна и двери.

Садовод должен контролировать микроклиматические показатели температуры и влажности в теплице и, в случае необходимости, производить открывание и закрывание этих приспособлений (2–3 раза в сутки на протяжении всего времени выращивания овощей).

Садовод должен контролировать состояние плодов, а также микроклиматические показатели температуры и влажности

Достоинства и недостатки ручного проветривания теплиц

Важно избегать риска заражений грибковыми болезнями тепличных растений. В поликарбонатных, стеклянных и пленочных парниках спастись от этих явлений можно только при помощи вентиляции, варианты могут быть разными.

Самый легкий способ – проветривать теплицу при помощи форточек. Единственное достоинство – дешевизна. Эта система вентиляции в теплице зависит от действий человека. Все приспособления, форточки, фрамуги и двери, можно сделать из подручных материалов.

Недостатков больше. К ним относят:

  • ежедневный контроль за температурой воздуха и показателем влажности;
  • самостоятельное открытие и закрытие элементов системы вентиляции;
  • проживание рядом с теплицей.

Если контролировать и регулировать систему проветривания для многих растениеводов будет несложно, то жить рядом с парниками могут себе позволить не многие. Постоянное присутствие на участке может проводиться только на фермах или домашних хозяйствах. Если теплица установлена на даче или где-то в поле (вариант промышленных сооружений), то возникает большая проблема.

Естественная система проветривания теплиц – хороший вариант обеспечения воздухообмена только при определенных обстоятельствах.

Ее автоматизация намного эффективнее. В организации этих процессов участвуют форточки или фрамуги, но только с применением автоматических приспособлений.

Типы автоматизации систем вентиляции

Автоматическое проветривание теплиц – это единственный способ обеспечить растениеводу свободное время, т. к. он избавляется от постоянного контроля за температурой и показателями влажности. Автоматы могут быть:

  • электрическими;
  • гидравлическими;
  • термическими.

Электрическая автоматика используется в местах беспрерывной подачи электроэнергии. Эту вентиляцию используют на больших фермах и в домашних хозяйствах. Системой управляет специальный блок, к которому подключены датчики температуры и влажности и сам привод.

Когда в тепличном пространстве становится жарко, двигатель включается, открывая форточку, а если становится прохладно, он ее закрывает. Если электрическая сеть ненадежна или отсутствует, система перестает быть эффективной. Лучше использовать гидравлический автомат для проветривания теплиц.

Автоматическое открывание форточек в теплице в гидравлических схемах происходит за счет использования законов физики. Управляет форточкой специальный шток, который является частью гидравлического цилиндра.

В гидравлических системах, применяющихся в теплице, автоматическое открывание форточек происходит за счет законов физики

Термический аппарат для проветривания теплиц используется только для некоторых построек. Дело в том, что функционирование такой автоматической системы основано на расширении материалов под действием высоких температур.

Проветривающие свойства двух пластин из разных материалов проявляются при их деформации. Усилие, которые оказывают эти процессы на форточки, очень мало. Такое оборудование подходит только для поликарбонатных построек.

Электрические автоматы для вентиляции

Автоматическое проветривание теплиц при помощи электрического оборудования пользуется большой популярностью в больших теплицах, где есть необходимость качественного быстрого воздухообмена. К тому же вариантов таких систем несколько. Самые распространенные:

  • система вентиляции с механизмами открытия и закрытия форточек;
  • принудительная система проветривания с применением приточно-вытяжных вентиляторов;
  • автономные промышленные системы.

Электрический автомат для проветривания теплиц, который открывает и закрывает форточки, требует постоянного подключения к электросети. Сборка аппарата не займет много времени, если вы немного разбираетесь в электронике.

Эффективность такого устройства не уступает оборудованию других типов. В отличие от термической системы электропривод более работоспособен. С его помощью может производиться не только вентиляция в теплице из поликарбоната, но и из более тяжелых материалов.

Читать еще:  Парники "Новатор - Макси", "Мини" - подробная характеристика

Из-за того, что автоматическая система требует постоянного электропитания, появляется другая проблема. При временных или постоянных перебоях с электроэнергией такие автоматические открыватели неэффективны.

Исправить эту проблему можно, но все варианты автономных систем дорогостоящи. Обеспечить автономное питание от солнечных батарей или от ветряков только для одних теплиц нецелесообразно и дорого.

Автопроветривание теплиц при помощи специальных открывателей форточек относится к востребованным, но дорогостоящим типам оборудования. Наиболее дешевым способом обеспечить правильную вентиляцию является применение приточно-вытяжной вентиляции принудительного типа.

Принудительная вентиляция электрического типа

Каждый владелец теплицы знает, что для получения хорошего урожая, следует не только систематически поливать растения и пропалывать грядки, но и обеспечить качественный воздухообмен.

Обеспечение качественного воздухообмена — один из главных составляющих для получения урожая

  1. Датчики температуры и влажности, которые подключены к реле управления, подают импульсы о критическом уровне микроклиматических условий на центральную плату.
  2. Термореле подает сигнал на привод, и он включается.
  3. Работа электродвигателя приводит в действие движение лопастей вентилятора, который образовывает необходимую тягу для удаления горячего влажного воздуха из теплицы.

Автомат для проветривания теплиц (вентилятор) следует устанавливать в верхней части парника. Лучше всего выбрать место на глухой стене на расстоянии 15–20 см от потолка. Верхние слои воздуха более горячие. Именно их и выводит прибор.

Для работы такой вентиляции важно открыть доступ свежему воздуху. Он может поступать через форточки, специальные отверстия или щели. Приточные отверстия лучше всего устанавливать на противоположной стене, но не верхней, а в нижней ее части.

Расчет такой вентиляционной системы прост. Необходимо подобрать вентилятор подходящей мощности, который может обеспечить весь объем воздуха в теплице. Не рекомендуется использовать обычные, домашние, аппараты. Лучше выбрать подходящий вентилятор, предназначенный для эксплуатации в теплицах. Специализированное устройство должно иметь соответствующие уровни защиты от влаги.

Несколько советов от профессионалов

Устройство вентиляции принудительного типа работает эффективнее, если соблюдаются все особенности предварительных расчетов. Отдельное значение имеет мощность применяемых устройств. В маленьких теплицах можно использовать один, приточный или вытяжной вентилятор.

Если площадь постройки велика, качественно проветрить парник при помощи одного устройства будет трудно. Поэтому следует использовать одновременно два вентилятора, которые создадут искусственную тягу внутри постройки.

Главная ошибка владельцев теплиц в предварительных расчетах – использование вентиляторов разной мощности.

Сила создаваемой тяги намного лучше, если оба устройства одинаково, создавая одинаковые показатели кратности воздухообмена. Подключив автомат для проветривания теплиц (датчики и термореле), постоянно следить за микроклиматом не будет необходимости.

Особенности применения гидравлических открывателей окон в теплицах

Гидравлическое устройство для открытия и закрытия окон полностью независимо от электроэнергии или каких-то других, альтернативных источников питания. Основное воздействие на этот аппарат оказывает температура воздуха.

Наиболее простая модель – гидроцилиндр. Такой регулятор открытия форточек и окон прост в конструкции. Он состоит из:

  • гидравлического цилиндра с рычагами;
  • одного или двух плечей, соединенных с гидравликой посредством гибкого шланга;
  • определенного объема воды, которые используется, как противовес внутри системы.

В расчете применения этого оборудования необходимо учитывать силу давления, которые оказывает гидравлика. Чаще всего их используют для легких, поликарбонатных сооружений. Когда температура воздуха в парнике достигает критического уровня, создается расширение закачанного в цилиндр воздуха. Это приводит в действие рычаг, который открывает фрамугу.

Когда температура в теплице падает, происходит сжимание газа. Это приводит к всасыванию в цилиндр воды из шланга. Когда масса одного шланга становится меньше второго, под действием противовеса окно закрывается.

Такие системы проветривания для теплиц имеют несколько недостатков. Главный из них – узкая специализация. Они предназначены только для маленьких помещений.

Монтаж гидравлических систем может производиться только в верхних фрамугах, установленных в потолке. Такой открыватель, проветрив теплицу, медленно закрывает дверцу. При резких перепадах температур днем и ночью эта проблема может стать причиной нарушения микроклимата внутри теплицы.

Как организовать вентиляцию в теплице из поликарбоната?

Поликарбонат – материал, используемый в строительстве, автостроении, благоустройстве территорий, медицине, пищевой промышленности и т.д. Также набирает обороты возведение поликарбонатных тепличных сооружений на металлокаркасе. Они отличаются преимуществами, которые рассмотрим ниже. Вентиляция в теплице из поликарбоната – еще один вопрос, подлежащий обязательному рассмотрению.

Особенности материала

Поликарбонат представляет собой бесцветное полимерное вещество, обладающее параметрами:

  • Легкий (значительно легче металла, стекла, древесины, которых он успешно заменяет).
  • Прочный (в отличие от хрупкого стекла, например, выдерживает большие нагрузки чем пленка, стекло).
  • Прозрачный (пропускает солнечный свет, равномерно рассеивая в пространстве).
  • Термоустойчивый (рабочий диапазон температур – от -50⁰ С до +100⁰ С).
  • Пластичный (возможно возвести строение любой сложности, разнообразной формы).

Теплицы из поликарбоната

Преимущества поликарбонатного пластика позволяют возводить из него тепличные сооружения, отличающиеся высоким показателем теплосбережения, экономии энергоресурсов. Характеристики поликарбонатной теплицы:

  • Легкость материала позволяет быстро возводить теплицу. Это можно сделать даже самостоятельно, своими руками. При этом нет необходимости делать усиленный каркас. Достаточно правильно его спроектировать, чтобы тепличная постройка могла выдержать большой слой снега, наледи.
  • Поликарбонат прочнее полиэтиленовой пленки, хрупкого стекла, которые нуждаются в периодической замене.
  • Прозрачность позволяет снабжать растения необходимым количеством света для нормального роста, вегетации.
  • При этом материал оснащен защитной пленкой от ультрафиолетового, инфракрасного излучения, оберегающей тепличные растения.
  • Ячеистая структура позволяет эффективно сохранять тепло внутри сооружения. Толщина покрытия может быть от 4 до 32 мм. Чем больше эта величина, тем энергоэффективнее строение, ниже затраты на прогрев воздуха.
  • Стыки поликарбонатных листов соединяются специальными креплениями, торцы закрываются оконечниками. Внутрь сот не попадает пыль, мелкие насекомые, влага и т.д., материал остается всегда чистым, светопроницаемым.
  • Благодаря широкому диапазону рабочих температур пластик выдерживает большие термонагрузки без изменения качеств, свойств.
Читать еще:  Теплица из пластиковых бутылок своими руками: мастер-класс по изготовлению

Естественное проветривание

Как любое другое парниковое строение, поликарбонатная теплица нуждается в правильно организованной вентиляции внутреннего пространства. Постоянное испарение влаги почвой, периодический полив растений способствуют большому скоплению конденсата на стенах строения.

Избыточная влажность в сочетании с высокой температурой воздуха губительна для многих культур, вызывая их заболевания. Нормализовать завышенные показатели сможет обустройство вентиляции.

Простой, малозатратный способ – естественное проветривание. Организовывается при помощи открытых дверей, окон, форточек, через которые поступает свежий воздух, вытесняя влажный и горячий. Естественный воздухообмен происходит за счет разницы в давлении воздушных потоков.

Такой способ устраивает многих владельцев теплиц, часто его бывает достаточно для нормализации микроклимата в сооружении. Недостатком считается постоянный контроль человека за температурой, влажностью, регулируемые степенью, частотой открытия или закрытия оконных, дверных проемов. Особенно, когда нет времени, возможности осуществлять такой плотный контроль.

Как разместить форточки

Для оснащения поликарбонатной теплицы качественной естественной вентиляцией необходимо правильно разместить оконные проемы. Во многом через них будет происходить проветривание, поэтому при самостоятельном сооружении рекомендуется придерживаться основных правил размещения форточек:

  • Количество форточек зависит от их размеров, параметров теплицы. Чем меньше проемы, тем чаще они располагаются.
  • Размещенные вверху сооружения, форточки будут хорошо вытягивать влажный прогретый воздух, создавая разреженное давление внутри. Это в свою очередь поспособствует лучшему притоку свежего воздухопотока.
  • Приточные проемы лучше всего располагать внутри боковых стен строения, на уровне чуть выше грядок, стеллажей. Так растения будут хорошо проветриваться, воздухообмен происходить эффективно.

  • Удачным вариантом расположения считается разноуровневое оснащение теплицы оконными проемами для максимально полной смены воздушных масс.
  • Форточки могут располагаться в торцевых стенах. Как правило, в одном из торцов строения расположен дверной проем. Когда погодные условия не позволяют открыть боковые форточки (например, сильный ветер), проветривание осуществляется через торцевые. Это позволит проветрить теплицу и избежать сильных сквозняков.

Принудительная вентиляция

Поможет улучшить воздухообмен внутри тепличной постройки, которая оборудуется механическими устройствами притока, отведения воздухопотоков.

Используются вентиляторы, устанавливаемые в проемы внутри торцевых стен, скатах кровли. Вытяжной вентилятор следует устанавливать как можно выше, чтобы возможно было вывести прогретый, влажный воздух. Его мощность рассчитывается исходя из общего тепличного объема. Для этого площадь строения умножается на 20. Получается необходимая кратность воздухообмена за 1 час.

Учитывая, что поликарбонатное строение обладает быстрым накоплением тепла (иногда температура доходит до +50⁰ С), вентиляторы необходимо приобретать со средним уровнем производительности и выше.

Приточные механизмы устанавливаются в нижнем ярусе. При этом необходимо учитывать, что прохладный поток не должен напрямую попадать на тепличные растения.

Вентиляторные механизмы необходимо включать, когда уровень температуры, влажности повышается. Для этого устанавливаются спиртовой термометр и гигрометр, сверяясь с которыми возможно контролировать этот процесс.

Кроме того, вентиляторы рекомендуется устанавливать внутри больших сооружений для рециркуляции воздушного потока, способствующей качественному опылению растительных культур.

Автоматическая вентиляция

Автоматическая система проветривания позволяет еще более упростить уход за тепличными растениями. Бывает автоматика:

  • Гидравлическая. Базируется на способности жидкостей расширяться при нагревании. Гидравлическая поршневая система устанавливается на оконные проем. При повышении температуры воздуха жидкость внутри (масло, например) начинает расширяться, воздействуя на поршневой механизм, форточка постепенно открывается для вентилирования. При снижении температуры жидкое вещество возвращается в исходный объем, окно закрывается. Гидравлическая система надежна, пользуется спросом.
    Гидравлическое проветривание можно сделать самостоятельно при помощи сообщающихся сосудов с водой. Схема проста в исполнении, не потребует дополнительных финансовых затрат.

  • Биметаллическая. Система использует разность показателей расширения металлов. Механизм можно приобрести, либо выполнить своими руками.
    Представляет собой две металлические пластины с разным коэффициентом расширения при нагревании, соединенные вместе. При повышении температуры одна из пластин нагревается быстрее, расширяется. Установленный в форточном проеме, механизм за счет расширения металлического элемента подталкивает форточку к открытию. При остывании, пластина возвращается к первоначальному положению.
    Биметаллический механизм эффективно действует в условиях сильного прогревания воздуха, а также при наличии легких форточных конструкций. По этим позициям подходит для поликарбонатной теплицы больше, чем для других подобных сооружений.

  • Электрическая. Внутри заранее определенных проемов устанавливаются вентиляторы, оснащаются датчиками температуры, влажности. При превышении заданных показателей допустимой нормы, механизмы автоматически включаются в работу, производя принудительную циркуляцию воздушных потоков. Система позволяет проветривать теплицу без открытия форточек, что особенно хорошо при холодной, ветреной погоде.
    Недостатком считается постоянная зависимость от электричества, при отключении которого электрооборудование также перестает функционировать.

Зная особенности, конструктивные характеристики, как правильно сделать вентиляцию в теплице из поликарбоната, вполне возможно возвести самостоятельно тепличное сооружение. Важно не только качественно сконструировать основание, но еще и наладить эффективную систему рассадки, полива, проветривания внутри для нормализации, баланса микроклиматических показателей.

Источники:

http://www.promgidroponica.ru/mikroklimat_tepl
http://vozduhstroy.ru/ventilyaciya/teplicy.html
http://foundmaster.ru/ventilation/kak-organizovat-ventilyatsiyu-v-teplitse-iz-polikarbonata.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector