Система управления климатом в теплице: варианты исполнения

Система управления климатом в теплице: варианты исполнения

Системы отопления теплиц сильно различаются степенью сложности и дороговизны, однако в целом реализовать обогрев помещения не так уж трудно. А возможна ли полноценная система климат-контроля для этого помещения? Как она может быть реализована?

Попробуем найти ответ.

Узел управления климатом.

Автоматическая вентиляция

Общие принципы

Это простейший и наиболее простой в реализации способ автоматизировать управление климатом. Его суть в том, что при достижении определенной температуры автоматическое устройство с несложным приводом, работающим от автономного источника энергии или полностью энергонезависимым, открывает форточку и проветривает теплицу.

Уточним: возможности такой системы климат-контроля вполне сообразны ее невысокой стоимости.
Подразумевается, что нагрев обеспечивается исключительно солнечными лучами при ограниченной вентиляции.
Проветривание снизит температуру лишь при условии, что на улице она существенно ниже.

Реализация

Возможны несколько решений.

  • Наиболее дорогие и сложные устройства — электронные термостаты с сервоприводами, питающимися от батареек или сети. При достижении заданной пороговой температуры термостат подает питание на привод, который приводит в движение фрамугу или форточку вплоть до момента срабатывания концевого выключателя.Очевидное достоинство этого класса устройств — универсальность: они могут открывать и закрывать створки любого размера. Очевидный недостаток — сравнительно низкая отказоустойчивость. Разряженная батарейка или сбой подачи электричества может стоить вам урожая.

Механизм с электропитанием и цифровым термодатчиком.

Любопытно: термостаты с питанием от сети могут не только распахивать форточку или фрамугу, но и включать принудительную вентиляцию.

Такие схемы автоматической вентиляции несколько дороже, зато сохраняют эффективность в полное безветрие.

  • Биметаллические приводы работают за счет того, что разные металлы имеют разные коэффициенты расширения при нагреве. Стоит спаять две разнородных пластины вместе — и при изменении температуры получившаяся конструкция изогнется в ту ли другую сторону.
  • Наконец, пневматические и гидравлические устройства используют тот факт, что воздух и многие жидкости сильно расширяются при нагреве. Достаточно приладить к наполненной воздухом емкости большого объема поршень — и форточка при достижении определенной температуры станет открываться самостоятельно.

Очумелые ручки

Система последнего типа может быть с минимальными затратами сооружена своими руками.

Принципиальная схема механизма.

Инструкция по изготовлению довольно проста; список необходимого включает самые простые и доступные материалы:

  • Алюминиевую канистру.
  • Цилиндр, склеенный из поликарбоната. После сборки теплицы у вас наверняка останутся обрезки, которые пойдут в дело.
  • Надувной шарик.
  • Шланг — садовый, кислородный, ацетиленовый или любой другой.
  • Вязальную спицу и кусок пенопласта — шток и поршень.
  • Тонкий шнур или рыбацкую леску.
  • Стальную или алюминиевую пластинку, которая пойдет на коромысло.
  • Герметик и скотч.

Собственно, приведенная схема не требует особых комментариев.

Уделим внимание лишь паре моментов:

  1. Соединение канистры с шлангом должно быть абсолютно герметичным. Шарик тоже стягивается на шланге максимально плотно.
  2. Импровизированный поршень должен ходить в направляющем цилиндре с минимальным сопротивлением.

Особенности

Если система электронного контроля способна реагировать на изменение температуры почти мгновенно, то биметаллические, пневматические и, в наибольшей степени, гидравлические системы обладают определенной инерционностью. Когда в межсезонье солнечная погода может смениться резким похолоданием, лучше быть рядом и проконтролировать срабатывание автоматики.

На фото — гидравлическое устройство автоматического проветривания. Оно производятся промышленно и стоит около 1000 рублей.

Бытовой кондиционер

В регионах с теплым и умеренным климатом система отопления в теплицах (а заодно и полноценная защита от их перегрева) может представлять собой обычный бытовой кондиционер. Сплит-система монтируется на любую достаточно прочную стену и устанавливается в автоматический режим поддержания заданной температуры. При существенном отклонении от нее в верхнюю сторону, устройство переходит в режим охлаждения, в нижнюю — в режим нагрева.

Поскольку бытовой кондиционер — ничто иное, как простейший тепловой насос, электроэнергии он израсходует куда меньше, чем любой обогреватель. Питание требуется не для выработки тепла, а для его транспортировки из низкопотенциального источника. При температуре около нуля градусов разница в затратах между калорифером и кондиционером может достигать 3-4 раз.

Предпочтительный выбор — инверторные модели. За счет преобразования переменного тока в постоянный они позволяют гибко управлять работой компрессора и снижать мощность по мере необходимости, что обеспечивает опять-таки заметную экономию электричества.

Достоинства

Такая система климат-контроля хороша своей полной автоматизацией: кондиционер способен поддерживать заданную температуру в рамках своих возможностей неограниченное время. Кроме того, в режиме охлаждения он решит проблему избыточной влажности. Конденсат, оседающий на теплообменнике, будет удаляться за пределы теплицы.

Совет: такая несложная система тепличного климат-контроля может быть совмещена с автоматическим или капельным поливом, что увеличит ее автономность.
Из соображений экономии электричества стоит установить и описанную выше автоматическую систему проветривания: в этом случае кондиционер включается в режим нагрева, а охлаждение обеспечивается за счет вентиляции теплицы.
Бытовой кондиционер вполне может обеспечить приемлемый климат в теплице.

Недостатки

Для небольшой теплицы такая реализация обогрева и охлаждения достаточно эффективна, но имеет ряд ограничений.

  • Нижний порог температуры, при которой бытовой инверторный кондиционер сохраняет работоспособность — -25С у лучших моделей. У большинства температурный минимум еще скромнее — -5 — -15 градусов.
  • Чем ниже температура на улице, тем меньше киловатт тепла транспортируется в теплицу в пересчете на единицу электрической мощности.
  • Несмотря на эффективность теплового насоса, в настоящее время он проигрывает в экономичности газовому отоплению, что бы ни утверждали продавцы этих устройств.

Стационарные тепловые насосы

Кондиционер — лишь частный случай теплового насоса, получающий низкопотенциальное тепло из атмосферного воздуха. Но ведь воздух — не единственный источник тепловой энергии!

Откуда еще она может извлекаться?

  • Насосы, работающие по схеме грунт — воздух, используют геотермальное тепло. На сравнительно небольшой глубине почва имеет постоянную температуру в 10-12 градусов. Заглубленные зонды выполняют функцию теплообменников: зимой они отбирают у грунта тепло, а в летнюю жару — наоборот, отдают.
  • Источником тепла или холода может послужить и вода. В этом случае наружный теплообменник в виде десятков, а то и сотен метров полимерной трубы помещается в расположенный на минимальном удалении незамерзающий водоем.Альтернативное решение — отбор воды из одной скважины и последующий ее слив после прохождения теплообменника в другую.

Принципиальная схема теплового насоса.

В отличие от всех типов тепловых насосов воздух-воздух, устройства, работающие по этим схемам, независимы от температуры на улице и климатической зоны. Их эффективность не уменьшается с морозами, и в отсутствие магистрального газа это прекрасное решение.

Единственный недостаток — высокая цена, как самого устройства, так и работ по его монтажу.

Однако: это одноразовое вложение, которое будет обеспечивать дешевое и эффективное отопление не менее полувека.
С учетом неизбежного и быстрого подорожания газа в обозримом будущем (это все-таки невосполнимый ресурс, запасы которого заканчиваются) оно выглядит весьма перспективным.

Промышленные комплексные решения

Для промышленных теплиц большой площади современный рынок предлагает комплексные решения, обеспечивающие автоматизацию всех основных процессов:

  • Отопления;
  • Вентиляции;
  • Контроля влажности;
  • Полива;
  • Контроля содержания в атмосфере углекислоты;
  • Подкормки растений минеральными удобрениями.

Комплексное решение контролирует не только температуру, но и влажность, питание растений и массу других параметров.

Поскольку решение ориентировано на промышленный сектор, не станем вдаваться в мелкие технические детали.

Обрисуем лишь основные моменты реализации.

  • Система отопления теплиц в данном случае представляет собой полноценную котельную, работающую на газе. Все основные параметры — температуры подачи и обратки, рабочее давление в контуре водяного отопления, расход газа — контролируются обычным компьютером под управлением ОС Windows.
  • Тот же компьютер, оснащенный весьма специфичным программным обеспечением, контролирует при посредстве сервоприводов положение форточек. Оно сообразуется не только с внутренней температурой, но и с показаниями внешних термодатчиков, с направлением ветра, уровнем освещенности и количеством СО2 в атмосфере теплицы.

Элемент графического интерфейса программного обеспечения.

  • Для защиты от прямых солнечных лучей служит подвижный теплозащитный экран. При недостатке света включается локальная система освещения.
  • Полив — капельный. Вместе с водой к корням растений подается автоматически дозированная подкормка.
  • Для равномерного нагрева и влажности служит принудительная вентиляция внутри теплицы. Она может использоваться и для воздухообмена с окружающим пространством.

Системы полноценного климат-контроля для теплиц существуют и весьма эффективны. Однако организация ухода за растениями без вмешательства человека потребует значительных вложений. Как всегда, видео в этой статье продемонстрирует наглядные нюансы по теме. Успехов!

Источник:
http://oteplicah.com/kommunikacii/ventilyacija/199-sistema-upravleniya-klimatom-v-teplice

Оборудование для теплиц

Сегодня мало просто установить теплицу – не менее важно ее грамотно обустроить, чтобы получить от сооружения максимальную отдачу. Прошли те времена, когда эффективность деревянного остекленного «домика» зависела от погодных условий, а пленку с низких дуг необходимо было снять, чтобы прополоть или полить содержимое парника. Никому не нужно доказывать, насколько сильно влияет качественное оборудование для теплиц на урожайность, а ведь это и есть главная цель, для которой устанавливают теплицы.

Но прежде чем модифицировать теплицу последними техническими новинками, нужно разобраться, какое бывает оборудование, для чего оно предназначено и что из тепличных «гаджетов» вам необходимо иметь. Иногда оборудование стоит дороже самой теплицы, поэтому выбор должен быть продуманным.

Больше тепла

Оно вам может понадобиться не только в случае, если вы собираетесь превратить теплицу в тропическую оранжерею с экзотическими плодовыми растениями и цветами. Если в вашем регионе суровые не только зимы, но и весны, осени, для продления периода вегетации своих питомцев закрытого грунта стоит позаботиться об отоплении. Только дополнительный обогрев гарантирует полное созревание многих долгосрочных культур, таких как перец, баклажаны, капуста, дыни и другие. Но и в регионах со средними климатическими показателями обогрев может быть не лишним. Он создаст максимально комфортный климат, который так важен растениям, и обеспечит необходимый им парниковый эффект без губительных перепадов и пауз, затягивающих их развитие.

Читайте также  Отделка фасада частного дома панелями под кирпич и особенности

Оборудование для обогрева

Современный мир тепличных обогревательных систем богат и разнообразен. Принципы обогрева зависят от используемого оборудования. Поэтому системы имеют разные варианты, среди которых необходимо выбрать приемлемый по характеристикам, эффективности, цене. Для этого нужно рассмотреть все способы.

Рассмотрим электрический способ

Первый по популярности способ, который приходит в голову каждому, кто задумывается о дополнительном обогреве парника.

К категории электрооборудования для обогрева тепличных конструкций относятся многочисленные приспособления:

  • электронагревательного типа;
  • калориферного типа;
  • конвекционного типа.

Их все объединяет то, что для бесперебойной работы они требуют постоянного источника питания в виде электроэнергии, которая не является самым дешевым «топливом». Вот почему электрический способ обогрева теплиц используют в основном владельцы тепличного бизнеса, приносящего прибыль.

На заметку! В качестве альтернативы электричеству умельцы могут применять дополнительные источники, например, солнечные коллекторы.

Цены на электрические вентиляторы

Рассмотрим инфракрасный метод

Этот способ многим дачникам в новинку и популярности в народе пока не имеет. Тем не менее, именно инфракрасный обогрев помогает реально снизить расходы на отопление теплицы, при этом сделав его максимально равномерным. Инфракрасные аппараты обогрева, установленные по периметру теплицы, способствуют его системному заполнению одинаковой степени прогретым воздухом.

На заметку! Принцип работы инфракрасных обогревательных аппаратов прост: они сначала нагревают предметы, от которых тепло распространяется по воздуху. Это более экономный и эффективный способ, чем электрический.

Что такое воздушный обогрев

Обычный дачник наверняка не станет устанавливать воздушное отопление, которое представляет собой сложно монтируемую вентиляционную систему и относится к категории профессионального оборудования. Но для крупных частных хозяйств эта система может стать очень эффективной и быстро окупиться благодаря отличным урожаям.

Важно! Монтировать вентиляционное оборудование необходимо на начальном этапе монтажа теплицы. При этом следить, чтобы подача воздушных масс происходила равномерно. Только это предохранит растения от нежелательных ожогов.

Проанализируем газовый способ отопления

Любимый многими дачниками способ, который дает идеальное соотношение качества со стоимостью. Газовый вариант предполагает наличие газового генератора, по принципу службы аналогичного тепловому. В плюсах способа – относительная дешевизна природного газа и высокая эффективность обогрева.

На заметку! Каталитические пропановые горелки – то, что начинает повсеместно использоваться для замены обычных газовых. Они, даже имея малый объем (следовательно, и низкое потребление газа), демонстрируют при этом высокую эффективность.

Печной и другие подобные способы обогрева мы рассматривать не станем по причине того, что они уже ушли в прошлое и особой популярностью не пользуются.

Больше влаги

Полив тепличных питомцев не менее, а даже более важен, чем их обогрев. Если можно положиться на природу, понадеяться на солнце и обойтись без дополнительного тепла, то без влаги растения не выживут никак. Вот почему так популярны сегодня различные системы полива, облегчающие труд владельца теплицы по уходу за растениями. Способов дать тепличным культурам необходимую им влагу несколько. Чтобы определить оптимальный, необходимо их изучить.

Изучаем внутрипочвенный полив

Это способ, несмотря на свою трудоемкость при обустройстве, пользуется популярностью у владельцев колодца, скважины, колонки или другой системы подачи воды прямо на участок. Его можно оборудовать своими руками, используя при этом недорогие подручные средства.

  • емкость для воды;
  • лейка;
  • мерная емкость;
  • шланг необходимой длины.

Процесс состоит из подачи воды в систему внутрипочвенных лунок, глубина и ширина которых зависят от потребности во влаге той или иной тепличной культуры. Хоть способ и не выглядит затратным, используется он не широко, особенно для теплиц (больше для открытого грунта).

Рассмотрим капельный полив

О капельном поливе слышали все. И многие мечтают его обустроить, поскольку капельный способ подачи воды – один из самых экономных для хозяина и удобных для растений. Чего не скажешь об оборудовании – при этом способе в теплице потребуется установка сложной системы труб и капельниц, которая будет «запитана» влагой из централизованного водопровода или скважины. Кроме этого, понадобится насос.

На заметку! Полиэтилен и полипропилен – лучшие материалы для труб и дозаторов-капельниц, но можно смонтировать систему и из металла. Металлический трубопровод обойдется дешевле.

Но есть в капельном поливе и свои возможности выбора, которые основываются на его вариантах. Как известно, любая система подачи воды начинается со шланга, по которому вода подводится к капиллярным микрошлангам. Шланг садовый использовать нельзя – он должен быть специальным, поскольку внутри устанавливаются фильтры. Микрошланги заканчиваются капельницами, которые и подают воду наиболее благоприятным для растений способом – каплями. Фильтр понадобится обязательно, поскольку примеси, имеющиеся в воде, очень быстро забьют микрошланги и капельницы. А вот в качестве последних умельцы успешно используют медицинские устройства для капельниц, которые стоят совсем недорого.

Система является очень экономной – расходуется всего до трех литров воды в течение часа, а почва вокруг растений насыщается влагой основательно, глубоко и надолго.

Возможности выбора кроются в выбранном способе управления. Таковых три.

  1. Ручной – наиболее простой и дешевый. Придется самостоятельно наполнить емкость водой в начале полива, а затем открыть кран и осуществить подачу воды в основной шланг.

Орошение и дождевание

Какой же дачник не мечтает установить «умную» систему, знающую, сколько и когда воды дать растениям. При этом вода подается по принципу орошения или дождевания. Мелкий «дождик» очень любят растения. В принципе, здесь задействованы те же капельницы и трубы, что и при предыдущем способе, но систему значительно удорожает использование пульта управления. Желательно также иметь насосную станцию и различные датчики. Все это делает автоматическую систему орошения больше пригодной для профессиональных тепличных сооружений, чем для любительских.

Больше света

А нужен ли растениям в теплице дополнительный свет? Однозначно нужен, но только в том случае, если вы собираетесь выращивать (доращивать) в теплице рассадный материал. При коротком световом дне, который бывает в начале вегетации, дополнительное освещение является насущной необходимостью, без которой ростки не смогут развиться в полноценные растения.

Второй случай, когда может понадобиться дополнительный свет – досвечивание светолюбивых растений для получения максимального урожая и полного созревания плодов.

Как выбрать осветительное оборудование в теплицу? Для этого необходимо сравнить различные способы освещения, чтобы остановиться на самом приемлемом.

Таблица. Виды осветительных ламп и их характеристики.

Источник:
http://teplica-exp.ru/oborudovanie-dlya-teplic/

Установка необходимого оборудования для теплиц и оранжерей

Практически на каждой даче или огородном участке есть хоть какая-то теплица. Люди обычно не делают разницы между тепличным сооружением и парником. Но если копнуть поглубже, то выясняется, что второй является временной постройкой. Эту постройку приходится ежегодно обновлять: укреплять опоры и перекрытия, перетягивать порванную плёнку. Теплица же является постройкой стационарной.

Особенности тепличного комплекса

В этом сооружении есть свои особенности строения:

  • во-первых, она должна иметь фундамент;
  • во-вторых, каркас делается из прочных строительных материалов;
  • в-третьих, даже плёнка, которой обтягивают каркас, должна быть специально для этого предназначенной;
  • в-четвёртых, для создания определённого температурного режима внутри устанавливается необходимое оборудование.

Помимо всего этого, тепличный комплекс должен быть просторным для размещения большого количества грядок. Плюс к этому построенное сооружение должно быстрее окупаться. Ну и, конечно же, немаловажным является место размещения строения.

Комплектующие для теплиц

Чтобы разобраться с тем, какие комплектующие нужны, нужно рассмотреть базовый вариант теплицы:

  1. Фундамент необязательно должен быть бетонным. Здесь есть возможность использовать кирпичную кладку или каменную. Иногда применяется при строительстве деревянный брус или металлический швеллер. Всё зависит от финансовых возможностей.
  2. Каркас, являясь продолжением фундамента, изготавливается из металлического (алюминиевого) уголка или деревянного бруса. Если основание было из дерева, то имеет смысл и продолжить работать с брусом, только меньшего сечения. То же самое и с металлом. К каркасу относятся также двери, дверные рамы и форточки, откосы.
  3. Покрывается сооружение полиэтиленовой плёнкой или поликарбонатом. Расчёт идёт от того, насколько заснеженные бывают зимы, а также от размеров строения. Поэтому поликарбонат можно брать и 4 мм толщиной, и 10 мм. Что же касается плёнки, то её рассчитать помогут в специализированных магазинах.
  4. Материалы для крепления и изоляции. Для изоляции используется специальная клеящаяся лента, а для крепления — обычные саморезы.
  5. Материал для грядок можно купить в магазине или сделать самостоятельно. Сделанный своими руками, он будет напоминать опалубку, магазинный чем-то напоминает металлический стол без столешницы. Если грядки будут делаться двухъярусными, понадобятся хорошие крепления, способные выдерживать большой вес.
  6. Освещение должно напоминать солнечный свет. Поэтому осветительные приборы подбираются по специальным расчётам.
  7. Системой орошения может выступать обычный шланг с разбрызгивателем. На более профессиональном уровне ставится капельница.
  8. Вентиляционная система включает в себя вентилятор или нагнетатель воздуха с принудительной вытяжкой. Также к этой системе относятся обычные проветривающие форточки.
  9. Отопление может быть автономным и централизованным со всем дачным комплексом. Самым простым автономным вариантом являются калориферы, нагнетающие тёплый воздух. Два-три таких калорифера способны быстро нагреть воздух. Главное, чтобы выдержала проводка.
  10. Огородные инструменты и другие аксессуары, которые могут понадобиться.

В зависимости от созданных в парнике условий и посаженных растений, урожай можно собирать на протяжении почти полугода — с весны по осень.

Необходимое оборудование

Обустройство теплицы имеет важнейшее значение для роста высаженных растений. Поэтому от правильного подбора оборудования, по сути, зависит весь дальнейший процесс. Самыми необходимыми устройствами являются не система полива или освещение, а вентиляция и отопление.

Возьмём сначала отопительную систему. Споров на эту тему много, как и что лучше установить. Отопление нужно на раннем весеннем этапе и поздней осенью. В самой теплице тепло всегда, а вот землю нужно подогревать, чтобы растения не погибли. От микроклимата в этом сооружении зависит многое. Итак, какую же отопительную систему выбрать:

  • Калориферы — вещь хорошая, но дорогая в плане электроэнергии. Рано или поздно они приведут к поиску альтернативных источников.
  • Инфракрасные источники тепла намного снизят затраты. К тому же обогревается поверхность (предметы), от которой тепловое излучение распределяется равномерно по всей площади. Инфракрасные обогреватели недаром называют искусственным солнцем, потому что создаётся идентичный эффект.
  • Воздушное отопление монтируется при устройстве каркаса. Нагретый воздух подаётся через верхнюю и нижнюю часть строения. Сделать такое отопление по силам любому – достаточно провести трубы, подключить их к котлу и при помощи вентилятора подавать в теплицу. При таком отоплении растения не получат тепловых ожогов.
  • Газовое отопление устанавливается внутри и состоит из обычных газовых горелок. Минус в том, что быстро выгорает кислород и приходится постоянно открывать форточки или держать их всё время открытыми. Такой обогрев тоже не будет дешёвым.
  • Есть вариант заранее в фундаменте проложить трубы. В них надо будет закачать воду, нагревать при помощи котла и заставлять её циркулировать. В качестве топлива для котла используются дрова, опилки, брикеты или гранулы.
Читайте также  Как защитить стены бани от жара печи, Статьи СМЛ

Из всего этого можно было бы выделить инфракрасное и воздушное отопление. Решать же предстоит хозяину.

Следующим необходимым оборудованием является вентиляция. Без притока свежего воздуха растениям трудно выжить, несмотря на то, что они выделяют кислород. Рано или поздно цикл завершится их увяданием. Поэтому вентилирование просто необходимо. С вентиляцией намного проще, так как она должна быть принудительной.

Если ставится профессиональная техника, то она подразумевает вентилятор, нагнетающий свежий воздух и выходное отверстие. В качестве выходного отверстия используется форточка. Такая система должна быть автономной:

  • температурный датчик подаёт сигнал об изменении температурного режима;
  • автоматика откроет форточки;
  • вентилятор проветрит помещение и выгонит застоявшийся нагретый воздух.

В ручном режиме придётся всё время следить за термометром и самостоятельно открывать форточки, которые должны быть и в крыше, и в торцах теплицы.

Климатическая техника для оранжерей

Оранжереи — это строения с прозрачными светопроницаемыми стенами и крышей, защищающими почву внутри их. Предназначаются для выращивания цветов. Сооружения ничем особенным не отличаются от теплицы. Климат регулируется автоматически с помощью отопительной и вентиляционной систем.

Основные задачи, которые решаются в этих тепличных комплексах:

  • прорастание и выращивание рассады;
  • размножение и селекция растений в открытом грунте;
  • круглогодичное культивирование цветущих растений;
  • выращивание тропических растений.

Тепличное оборудование полностью соответствует нормам, установленным для этих объектов. При установке систем отопления, орошения, освещения и вентиляции придерживаются обязательных требований:

  • с каждого квадратного метра теплоотдача должна быть минимальной;
  • растения располагаются с расчётом на максимальное улавливание света от искусственных источников;
  • тепло в парнике также должно распределяться равномерно;
  • климат внутри регулируется автоматически;
  • предусматривается максимальная отдача при минимальном вложении средств.

Источник:
http://1teplica.com/otoplenie/ustanovka-neobhodimogo-oborudovaniya-dlya-teplits-i-oranzherey

Система управления микроклиматом теплицы

Компания: Тепличный комбинат «Нефтекамский»

Используемая продукция ОВЕН:

Выращивание в промышленных масштабах тепличной сельхозпродукции в условиях искусственного климата представляет собой непростую технологическую задачу. На урожайность и качество продукции влияет множество факторов. Это температурный режим, освещение, полив, распыление химических реагентов, проветривание. Предлагаемая статья знакомит читателей с работой системы автоматики на базе приборов ОВЕН в тепличном хозяйстве «Нефтекамский».

Отопление теплиц в условиях российского климата – дело не дешевое – энергозатраты на содержание в зимний период значительно превышают затраты на отопление жилых зданий. Поэтому при постройке теплиц весьма актуальны проектировочные решения, позволяющие снизить энергопотребление. В этом вопросе основное место отводится современному автоматическому оборудованию. Для создания оптимальных условий выращивания овощей круглый год в тепличном комбинате «Нефтекамский» была разработана и внедрена в эксплуатацию система автоматизированного регулирования микроклимата теплицы (САР МТ).

Тепло, как летом

Оборудование для отопления теплицы включает в себя систему подогрева воздуха и грунта. Прогрев почвы сельскохозяйственных культур уменьшает срок вегетации растений за счет равномерного развития корневой системы (в среднем на две-три недели) и повышает урожайность (на 35–45 %). Сейчас самыми распространенными являются водяные системы, которые обеспечивают равномерное распределение тепла, что положительно сказывается на росте растений. Схема проста – теплоноситель (вода) нагревается в отопительном котле и с помощью циркуляционного насоса прокачивается по системе трубопроводов через трубные радиаторы, отдавая тепло воздуху и почве. Для наиболее эффективного обогрева всего объема теплицы стальные трубы могут быть размещены в нескольких ярусах. В нефтекамских теплицах – два яруса. Нижний – для прогрева грунта – расположен на уровне почвы между рядами растений (шаг укладки труб определяется теплотехническим расчетом и составляет 20–30 см). Верхний – под покрытием. Важно, чтобы была возможность раздельной регуляции отопительных приборов в разных ярусах. Температура теплоносителя в системе подогрева грунта составляет около 40 °С (чтобы не пересушить корневую систему).

Возможности регулировки

Обеспечить теплицу теплом – это полдела, его еще нужно точно дозировать. Температура внутреннего воздуха в теплице должна изменяться в зависимости от культурооборота и вида овощей, а для одних и тех же овощей – в процессе роста и созревания в зависимости от времени суток. Для огурцов, например, температура воздуха в ночное время (около 18 °С) должна быть ниже, чем в дневное время (около 22 °С). Температура корнеобитаемого слоя почвы должна равняться температуре воздуха (или быть несколько выше).

Контролирование микроклимата наиболее эффективно с использованием электронных устройств, обеспечивающих управление температурой. Регуляция осуществляется несколькими способами – например, автоматическим открытием фрамуг, закрытием термостатов, снижением скорости работы циркуляционных насосов. С внедрением автоматизированной системы на комбинате «Нефтекамский» была проведена работа по разделению контуров обогрева на нижний и верхний. В качестве регулирующих органов были использованы имеющиеся трехходовые регулирующие клапаны. Для создания однородного температурного поля в каждом контуре обогрева установлены циркуляционные насосы TP100 фирмы GRUNDFOS.

Распределенная система управления

Распределенная система управления представляет собой двухуровневую сетевую структуру. Структурная схема САР МТ представлена на рис. 1.

Первый уровень объединяет программируемые контроллеры ОВЕН ПЛК100 (по одному на каждую теплицу) с контроллером верхнего уровня (ПЛК100), операторской станцией и модулями дискретного ввода/вывода ОВЕН МДВВ по сети Ethernet. К процессорным модулям можно подключать различные внешние периферийные устройства по последовательному интерфейсу RS-485/RS-232.

Подобная структура обеспечивает большие коммуникационные возможности, позволяющие с помощью стандартных интерфейсов и протоколов подключиться к управляющему устройству верхнего уровня. Второй уровень АСУ реализован на основе модулей ввода/вывода ОВЕН МВА8, операторской панели ОВЕН ИП320, датчиков температуры, других устройств и интерфейса RS-485/RS-232. Полевая сеть построена с несколькими линиями передачи данных.

Операторская станция получает данные с контроллеров по сети Ethernet для ведения журнала событий с регистрацией реального времени, сбоях и нештатных ситуациях. На компьютере отображаются все контролируемые параметры теплицы, задаются новые уставки для регуляторов и фрамуг. В качестве OPC-клиента используется SCADA-система. В рамках системы выполнены все задачи по архивации, сигнализации, протоколированию и организации человеко-машинного интерфейса.

Для обмена данными между контроллерами удобным оказался механизм сетевых переменных, благодаря которым оператор, находясь в удаленной теплице, может видеть на панели оператора ИП320 температуру и влажность наружного воздуха, направление и скорость ветра. Датчики, измеряющие эти физические величины, подключены к ПЛК верхнего уровня и доступны всем контроллерам первого уровня посредством простого и быстрого доступа к сетевым переменным.

Контроллер верхнего уровня обеспечивает работу всего тепличного комбината (без учета особенностей каждой теплицы): регулирует температуру и влажность с учетом состояния наружного воздуха, скорости и направления ветра, а также контролирует температуру и давление теплоносителя на входе и выходе.

В контроллерах теплицы решаются задачи автоматического регулирования температуры по двум контурам обогрева, управления циркуляционными насосами и приводами фрамуг, включением/выключением освещения. В теплице применяется двойная регулировка: один термостат установлен на поверхности пола, второй – в верхней точке, под коньком крыши. Щит управления со встроенными ПЛК100 и панелью оператора ИП320 находится в непосредственной близости от входа в теплицу.

Ввод аналоговых сигналов температуры, влажности, указателей положения регулирующих клапанов и фрамуг осуществлялся с помощью модулей МВА8. Для ввода сигналов состояния оборудования и вывода управляющих сигналов используются каналы контроллера ПЛК100, а также каналы модуля МДВВ. Удобной оказалась и панель оператора ИП320. В результате приобретенного опыта ее эксплуатации пришло решение продублировать на ней все функции местного управления, реализованные с помощью традиционных кнопочных постов.

Развитие проекта носит эволюционный характер

В настоящее время отработаны базовые схемы, обеспечивающие хорошее качество, быстродействие и надежность автоматизированной системы. В дальнейшем алгоритмы и решения будут усложняться для повышения качественных показателей САР МТ. Эта задача решаема – потенциал, заложенный в оборудовании ОВЕН, позволяет на это рассчитывать. Сейчас, например, решается проблема тепловой инерционности теплицы, создаваемой из-за неравномерности температурного поля, зависящего от направления и скорости ветра. Для этого к существующей системе двухконтурного обогрева необходимо будет добавить регулируемые тепловые контуры боковины и торца теплицы.

Отдельная задача – это контроль работы привода фрамуг, которые являются важной и ответственной частью тепличного хозяйства. Механизм привода представляет собой распределенную кинематическую схему, состоящую из электроприводов, валов, редукторов, реечных механизмов. При наличии множества механических сочленений, рассредоточенных под поверхностью прозрачного шатра теплицы, в них нередко появляются повреждения. Из-за этого возникают проблемы автоматического управления. А иметь достоверную информацию работы всех элементов привода фрамуг очень важно.

Заключение

На комбинате «Нефтекамский» с минимальными затратами была создана простая в эксплуатации, надежная, с хорошими рабочими характеристиками система. Анализируя данные, автоматика устанавливает такой климат в теплицах, что смена погоды не оказывает негативного воздействия на растения. Система позволяет снизить издержки при выращивании овощей, экономить энергоресурсы, минимизировать влияние человеческого фактора.

Читайте также  Укладка ламината на неровный деревянный пол: личный опыт, пошаговая инструкция

Источник:
http://owen.ru/project/sistema-upravleniya-mikroklimatom-tepliczy

Поддержание микроклимата в теплице. Типы современных теплиц

Александр Юрьевич Шагаев работал главным агрономом на тепличном комбинате «ЗАО «Сейм Агро» с начала его строительства. Он занимался подбором персонала, оборудования и постановкой технологии производства. Александр Юрьевич делится информацией о том, каким образом происходит поддержание микроклимата в теплице, какие устройства и системы осуществляют регуляцию основных климатических показателей в закрытом грунте.

Положение теплицы на плоскости

Первое, на что необходимо обратить внимание при строительстве теплицы – это ее положение на плоскости. Если вы находитесь внутри теплицы утром, когда солнце только всходит, вы должны видеть его в конце ряда. Если зайти вряд, солнце должно сходить в его конце, а в полдень в рядах должна быть тень. Если у вас теплица развернута на 90 градусов и солнце пробивает ваш массив до самой земли – это первая причина, по которой ваши растения погибнут в результате перегрева корневого мата. Перегрев мата приводит к возникновению фузариоза, питиума и других корневых заболеваний. Не правильно построенная на плоскости теплица приводит к тому, что комбинат никогда не будет правильно работать, но исправить это в дальнейшем не возможно, поэтому этот фактор очень важный.

Система управления микроклиматом в теплице

Система управления микроклиматом состоит из: форточек, системы вентиляции, экранов, досветки, СИОД (система испарительного охлаждения и доувлажнения), система отопления, система подачи СО2. Экраны бывают двух видов: энергетические и затеняющие. Вентиляторы для создания равномерного температурного поля в теплице. Досветка может быть, а может и не быть. СИОД способствует поддержанию оптимальной влажности растений и применяется при дефиците влажности в теплице. Также в теплице должны быть датчики контроля температуры, влажности, ЕС, рН – это 4 параметра, которые всегда должны контролироваться. В России применяют 4 системы контурного отопления («под желоб», «шатер», труба роста, труба рельс), в Голландии используют 2 системы, поскольку у них другой климат, в Африке вообще только 1 система отопления – труба рельсы. Каждая из систем имеет свое влияние на растение, на микроклимат и все остальные процессы, которые происходят в теплице.

Подача тумана высокого давления

Климатический компьютер

В руках агронома имеется климатический компьютер для регулирования влажности, температуры и дефицита влажности. Однако выставить все параметры этого компьютера не так просто. К сожалению, голландцы выставляют нам только средние значения. А чтобы разобраться самому в климатическом компьютере, нужно быть фанатом этого дела. Как правило, сейчас этого добиваются на климатических компьютерах «Привы» («Priva»). На компьютеры, которые очень сильно распространены, есть хоть какие-то рекомендации, чтобы сделать настройки и самому не думать. А на более сложные голландские компьютеры еще и рекомендаций нет, потому что, чтобы их написать, нужно годы потратить. Параметры микроклимата, которые можно контролировать это: температура воздуха в теплице, температура растений, влажность.

Дефицит влажности

Главный фактор, к которому мы стремимся — это дефицит влажности. Первое что необходимо повесить над рабочим столом оператора, который следит за системой управления – это таблица дефицита влажности. Чтобы правильно соблюдать количество влажности в теплице у каждого агронома есть таблица по влажности матов в виде графика. Если вы правильно работаете с таблицей дефицита влажности, то достаточно только ее одной, чтобы управлять растениями. Если вы не умеете управлять растениями, вам не поможет ни правильная температура, ни правильные поливы, ни правильная агрохимия. Вы должны правильно понимать, что происходит в теплице. Дефицит влажности, так же как голод у человека. Растение всегда стремится «поесть», получить дополнительные ассимиляты, переместить их в необходимые им зоны: корневую, зону плодоношение или точку роста. Как только дефицит влажности у нас в теплице заканчивается, растение останавливается, поток питательных веществ по сосудам прекращается и вот здесь у растения наступает критический период, когда на него нападают все болезни, какие только возможно (грибковые, вирусные и бактериозы). Здоровое растение с дефицитом влажности 24 часа в сутки, в основном не поражается болезнями и не имеет конденсата на листьях.

Контроль температуры в теплице

Существуют также установки по контролю температуры, которые высчитывают ее среднесуточный показатель. Самым важным, кроме дефицита влажности, является контроль среднесуточных температур в теплице. В летнее время могут быть перегревы. Чтобы вести культуру в более жарких условия, нужно стремиться снизить среднесуточную температуру, основываясь на данных от датчиков температуры.

Типы современных теплиц

Строительство теплицы должно, в первую очередь, оценивать все воздействия среды, которые осуществляются на данный объект. На микроклимат в теплице имеют влияние такие внешние факторы как: температура окружающей среды, влажность, количество и продолжительность солнечного освещения и скорость ветра. Это те факторы, которые учитываются при программировании управления теплицей. Современные теплицы можно считать закрытыми объектами или полузакрытыми. Как правило, это теплицы 4-го поколения, есть в России уже теплицы и 5-го поколения. Четвертого поколения – это полуоткрытая модель, которая включает систему открытия форточек, систему подогрева, увлажнения – это, как правило, система испарительного охлаждения и доувлажнения (СИОД), которая может присутствовать или отсутствовать. СИОД бывает высокого давления и среднего давления. Среднего давления — это лишняя трата времени и денег, но это система, которая может привести в негодность теплицу за одни сутки, при не правильном ее использовании. Например, если не правильно вносить воду в теплицу, не делать отвод воды с теплицы, соответственно, вы теряете дыхание, фотосинтез, вы теряете урожай.

ТК «Липецк Агро»

Теплицы пятого поколения – это Ультра Клима. Примером такой теплицы является ТК «ЛипецкАгро» – очень красивый комбинат и они продолжают строиться. Такие же теплицы строятся в Ельце, в поселке Садовом в Екатеринбурге. Это полностью закрытая теплица: нет форточек или очень мало форточек, есть нагнетание прохладного воздуха, плюс освещение. Пятое поколение – это самые современные теплицы в России, которые существуют и теперь их будет три.

Из семинара Шагаева Александра Юрьевича – агронома-консультанта с 15-летним опытом работы на тепличных комбинатах.

Другие статьи на основе семинара Шагаева Александра Юрьевича:

Источник:
http://ecoculture.biz/podderzhanie-mikroklimata.-tipy-sovremennyh-teplic.html

Система микроклимата в теплице

Выращивание продуктов в закрытом грунте позволяет круглый год получать свежие фрукты и овощи. Теплица защищает их от внешних раздражителей: нестабильной температуры, ветра, осадков и т.д. Но, несмотря на это, возникает необходимость в обеспечении конструкции оборудованием для создания микроклимата. Оборудование подбирается в соответствии с требованиями технологии выращивания определенной культуры, климатических особенностей региона и особенностями конструкции. Но важно, чтобы температура в теплице не опускалась ниже 15° С. Выращиваемые культуры резко реагируют на изменения условий. Основными показателями, которые необходимо обеспечить в теплице:

Чтобы создать правильный климат не только для побегов, но и для корней и обеспечить их правильное питание, рекомендуется использовать системы капельного полива. В таком случае вода подается равномерно, в небольших количествах, обеспечивая питание культур и исключая засушливость грунта. Системы полива необходимы не только для более эффективного развития продуктов, но и рационального использования водных ресурсов.

Без организации каждой из систем работа теплицы не будет эффективной. Только при правильном балансе всех показателей возможно получить богатый урожай и, соответственно, доход.

Система управления естественной вентиляцией

Самый простой и доступный способ вентиляции теплицы – естественный. Принцип работы такого способа основан на разнице температур внутри и снаружи. Для осуществления требуются окна, двери, форточки. Среди плюсов можно выделить низкую скорость циркуляции воздуха, что предотвращает появление сквозняков.

Есть и очевидные минусы — такой тип вентиляции подходит только для определенных климатических зон, чаще всего его недостаточно.

Использование современных приводных систем и контроллера управления, позволяет сделать этот способ полностью автономным, технологичным и надежным для обеспечения необходимых условий выращивания.

Система зашторивания

Применение защитных экранов уже является нормой при выращивании в теплицах. Эти системы позволяют зимой экономить на тепловой энергии, летом — защищать от чрезмерного влияния солнца.

Преимущества

  • Защита от излишней радиации в летний период
  • Ограничивают потери тепла в теплицах
  • Работа по сигналу контроллера/датчиков света и температуры
  • Возможность создавать необходимую длину светового дня для различных культур.

Кровельная вентиляция

Уровень и время открытия контролируется системой управления микроклиматом с помощью заданной технологической программы, а также внешних и внутренних датчиков. Привод, с помощью соединенного с ним через зубчатое колесо валом, передает движение зубчатым рейкам, которые в свою очередь поднимают/опускают вентиляционные форточки.

Преимущества

  • Минимальные энергозатраты
  • Равномерное открытие по всему объему/площади
  • Высокая надежность

Боковая вентиляция

В туннельных теплицах является самым эффективным способом вентиляции, а в сочетании с коньковым делает эти способы оптимальными для создания благоприятных условий. Используются приводные системы с другим принципом действия. В этом случае боковая пленка/тент наматывается на специальный вал, который приводится в движение приводом Ridder.

Источник:
http://www.agrovent.ru/sistemy-mikroklimata/teplitsy/sistema-mikroklimata-v-teplitse/