Главная | Контакты | Настройки

СМЕНИТЬ ПАЛИТРУ:

Автоматика для теплиц

Что же нам предлагает современная наука и техника?

Современная промышленная теплица - это сложный организм, с множеством датчиков, отслеживающих температуру, влажность, освещенность, а также компьютерного центра управления, анализирующего поступающую информацию и подающего необходимые команды на исполнительные механизмы. В нужное время открываются фрамуги, жалюзи, включаются вентиляторы, увлажнители воздуха, полив и т.п. Растениям постоянно обеспечиваются оптимальные условия для роста - и для высоких урожаев. Вот тут-то и проявляются высокие качества новых сортов и гибридов, созданных именно для этих условий. Но все эти компьютерные системы имеют существенный недостаток - они дороги, и поэтому практически не применимы на дачном участке.

Однако армия садоводов-энтузиастов не желает сдаваться. В различных садоводческих и изобретательских изданиях описано множество устройств, позволяющих автоматизировать теплицу. Это прежде всего автоматы для проветривания, которые оптимизируют температурный режим. Они также имеют свои достоинства и недостатки.

Рассмотрим основные типы таких устройств.

1. Электрические. Состоят из вентилятора и термореле, включающего вентилятор при достижении заданной температуры воздуха. Достоинство - высокая чувствительность и удобная регулировка, а также неограниченная мощность. Недостаток - ненадежность, так как даже кратковременное (1-2 часа) отключение электроэнергии в жаркую погоду может оставить вас без урожая на весь сезон.

2. Биметаллические. Состоят из склепанных между собой пластин из двух металлов, или металла и пластика, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. В результате нагрева пластина изгибается и открывает форточку, при охлаждении распрямляется и закрывает. Достоинство - работает автономно, а также недорого в изготовлении. Недостаток - небольшая мощность, т.е. может открыть и закрыть только небольшую, хорошо уравновешенную форточку без перекосов и разбухания, которой в теплице не бывает. В итоге - ненадежность (см. п.1).

3. Гидравлические. Основаны на свойстве жидкостей расширяться при нагревании. Представляют собой герметичную систему, заполненную легкокипящей жидкостью (фреоны) или другими жидкостями с высоким коэффициентом теплового расширения: водой, маслом, соляркой и т.п. В системе имеется гофрированная латунная трубка (сильфон), которая изменяет длину при заполнении жидкостью, или гидроцилиндр, имеющий выдвижной шток. Достоинство - автономность и несомненная высокая надежность системы вследствие простоты конструкции, а также очень большая мощность и долговечность. Недостаток - относительная дороговизна, из-за использования сложных технологий производства, что впрочем, вполне компенсируется высокими достоинствами.

Общий же и основной недостаток всех этих систем - то, что я никогда не видел их ни в продаже, ни в теплицах у садоводов, а только в описаниях умников-новаторов. Изобретатели охотно делятся своими конструкциями и чертежами, однако после слов: ":приварить штуцер, запрессовать сальник 4х27мм, выточить шток и отшлифовать поверхность до 6-го класса чистоты:" любому нормальному человеку становится скучно и дальше он уже не читает. Потому что любому нормальному человеку ясно, что для этого надо иметь свой машиностроительный завод. А тем, у кого нет своего завода, надо искать, что попроще.

Исходя из вышесказанного, я начал экспериментировать именно с гидравлическими автоматами, как наиболее надежными, используя готовые серийные детали и узлы. Первый мой вариант такого автомата-проветривателя имел вес около 100 кг, длину 5 метров, и обошелся мне около 2000 рублей, при том, что конструировал и собирал его я сам, применив подаренный хорошим человеком гидроцилиндр от шасси самолета. Правда, он показал себя на испытаниях прекрасно, с легкостью открывая металлическую раму площадью 5 квадратных метров. Впрочем, с такой же легкостью он мог бы поднять и всю теплицу, так как усилие на штоке составляло 5 тонн. Он исправно трудится и по сей день, обслуживая теплицу площадью 56 кв.м., не доставляя мне никаких хлопот, на удивление соседям. И в этом нет ничего странного; вспомните гидравлические домкраты, которые при собственном весе в несколько килограммов поднимают несколько тонн.

После успешных испытаний "монстра" я начал разрабатывать более дешевую и компактную конструкцию, чтобы она была доступна большинству садоводов. В итоге получился мини-вариант, который имеет вес около 3 кг и усилие на штоке около 100 кг (рис. 5). Этого вполне достаточно, чтобы открывать стеклянную раму площадью около 2 квадратных метров, или пленочную (пластиковую) около 5 кв.м., то есть проветривать теплицу площадью 10-20 квадратных метров. В более крупных теплицах можно просто сделать несколько таких фрамуг. Стоимость получилась приемлемая, учитывая долговечность. Посудите сами - срок его службы не менее 15-20 лет. Даже если стоимость принять в размере 1500 рублей и разнести эту сумму на 10 лет, он обойдется вам по 150 рублей в год. Посчитайте, сколько вы тратите бензина на лишние поездки на дачу весной, чтобы только открыть или закрыть теплицу? Такой автомат окупится за один сезон. Про стоимость Вашего времени и нервов я уже не говорю.
Силы же этого автомата хватает еще и на включение полива, но об этом дальше.

Конструкция теплицы

Конструкций теплиц существует такое великое множество, что даже перечислить их весьма непросто. Это арочные и шатровые теплицы, одно- и двухскатные, пристенные, пленочные и стеклянные, поликарбонатные и т.д. и т.п. Кроме того, существуют разные типы теплиц, такие как зимние сады, оранжереи, теплицы временные, передвижные, парники и рассадники.

Выбрать конструкцию теплицы - дело вкуса, каждый хозяин руководствуется своими соображениями. Часто мы исходим из тех возможностей, которыми располагаем - есть клочок свободного места и немного денег.

У большинства из имеющихся в продаже готовых теплиц есть один существенный недостаток - их проектируют и изготавливают не те, кто ими пользуется. И соответственно, конструкция их приспособлена в первую очередь для удобства их производства, а не использования! В частности, фрамуги в них либо очень малы, либо вовсе отсутствуют, и в таком случае покупателю остается только каждый день открывать и закрывать пленку на крыше, либо дверь, если она имеется.

Если мы строим теплицу сами, то можем сразу сконструировать ее так, чтобы она была удобна и для нас, и для растений.

В чем же должен быть основной принцип конструкции теплицы?
Как мы уже говорили, в теплице должно быть тепло, но не слишком.
И конструкция теплицы в первую очередь должна быть функциональной, то есть выполнять ту функцию, для которой она предназначена: поддерживать оптимальную для роста растений температуру и влажность воздуха.

Представьте себе, что Солнце - это очень мощная бесплатная печка, которая включается утром и выключается вечером каждый день. Она нагревает теплицу за считанные минуты. Это очень удобно, если бы не один недостаток. Эта печка греет очень хорошо, когда на улице и так жара, и может отключаться самопроизвольно в любое время, причем как правило, в холодную погоду! Вот этот-то недостаток мы и должны скомпенсировать своей конструкцией.

Первое. Необходимо обеспечить гарантированный отвод лишнего тепла. Это значит, что должны быть очень большие фрамуги - не менее четверти площади теплицы, и лучше на верхней части крыши, так как именно там собирается самый горячий воздух. В идеале температура воздуха внутри никогда не должна превышать 40 градусов. На самый интенсивный период работы нашей солнечной печки (июнь) лучше бы еще предусмотреть возможность притенения - штору из легкого материала (например, агротекс), которую можно накинуть поверх теплицы. Двери в это время лучше не открывать, почему - к этому вопросу мы еще вернемся, когда будем обсуждать проблему плодородия почвы, полива и влажности воздуха.

Второе. Надо сберечь тепло, когда оно нужнее всего - в холодную, пасмурную погоду. Вот тут не обойтись без автомата, который будет регулировать открывание фрамуг. Причем умного автомата, который при внезапном включении "печки" мог бы быстро и широко открыть все фрамуги, при небольшом нагреве приоткрыть их чуть-чуть, а при похолодании - закрыть. И быть при этом весьма надежным и безотказным.

Здесь наилучшим выбором по соотношению цена-качество, несомненно, является гидравлический автомат (если у вас нет тещи-пенсионерки). Ему вы можете доверить свою теплицу, если вам нужно отлучиться на несколько дней, да даже и в вашем присутствии он будет следить за температурой лучше любой тещи, при этом не учить вас жить и не задавать лишних вопросов.
Представьте, как приятно выглянуть в окно и сказать жене: "Смотри, какое солнышко сегодня теплое - вон уже и теплица открывается:"

Почему не уживаются огурцы с помидорами?

Всем известно, что эти овощи лучше не садить в одной теплице, и это справедливо.
Дело тут не в закоренелой вражде.
Просто помидорам требуется меньшая влажность воздуха, они легче переносят жару и недостаток влаги в почве. При повышенной влажности воздуха помидоры страдают от грибковых и бактериальных болезней, цветы не опыляются, урожай снижается, вкус плодов ухудшается. Поэтому в теплую погоду в теплице с помидорами желательно оставлять всегда открытой небольшую форточку, даже на ночь.

Огурцы же, напротив, сильнее страдают при недостатке воздушной и почвенной влаги. Их большие листья испаряют очень много воды, и если влажность воздуха невысока, корни просто не справляются, и листья вянут. Зато в теплице они чувствуют себя великолепно - энергично испаряя воду, они создают себе благоприятный микроклимат - почти 100-процентную влажность воздуха.

Вот эта-то влажность и мешает жить помидорам. Если же мы начинаем сильнее проветривать теплицу, уже страдают огурцы. И поэтому лучше их разделить, чтобы предложить каждому наиболее подходящие для него условия.
Такие же особенности есть и у других тепличных культур (перцев, баклажанов и т.п.), поэтому совмещать их можно только с учетом их "погодных" пристрастий.

И конструкция теплицы должна отвечать конкретным потребностям каждого вида овощей в температуре, проветривании, поливе и уходе.

То есть, "огуречник" и "перечник" должны быть теплыми и душными, влажными, а "помидорник" - жарким, но хорошо проветриваемым, например, пристенным.

Расположение теплицы

В этом вопросе, как и относительно конструкций теплиц, естественно, тоже нет единого мнения, но вариантов меньше, ибо, к счастью, сторон света всего четыре. Расположение восток-запад имеет своих горячих поклонников, особенно в Сибири, где почти всегда дефицит тепла, и теплица, обращенная длинной стороной и скатом крыши к югу, конечно, соберет больше солнечной энергии. Однако, на мой взгляд, это оправдано только весной, и подходит идеально для рассадника. Летнюю же теплицу лучше ориентировать, как и гряды, с юга на север, так она лучше просвечивается наиболее продуктивными утренними и вечерними лучами, а от полуденного палящего солнца растения будет легче притенить. Мое мнение подтверждает и расположение теплиц у китайцев, чей многотысячелетний опыт огородничества нельзя недооценить. У них рассадники также ориентированы с востока на запад, скатом к югу, а летние двускатные теплицы - с юга на север.

Проветривание

Вы никогда не задумывались, для чего у вас в квартире форточки?
То есть, я понимаю, что вы сейчас скажете.
Но все же, ведь есть окна и дверь - почему же для проветривания квартиры нельзя просто немного приоткрыть их? Почему делаются дополнительные маленькие открывающиеся оконца?

Ответ на этот вопрос очевиден для любого, кто пытался в холодную погоду проветрить комнату, открыв, например, балконную дверь.
Сразу же вам сообщат ваши домочадцы - "закрой немедленно, детей простудишь, тянет по ногам!" Что же означает это выражение - "тянет по ногам"?

А это означает, что поступающий снаружи воздух гораздо холоднее комнатного, поэтому течет по полу, не смешиваясь с теплым, создавая сильный перепад температуры. Это и есть сквозняк, то есть стресс, который и приводит к болезни (рис. 1).
Кстати, не только детей - и растений тоже.

Форточки и фрамуги в помещении всегда делаются в самой верхней части окна для того, чтобы поступающий снаружи холодный воздух, опускаясь вниз, успел смешаться и сравняться по температуре с комнатным. Даже если в новомодном пластиковом окне приоткрывается вся створка, то тоже в верхней ее части.

Почему же для проветривания теплицы мы открываем двери, устраивая тот самый сквозняк? По-видимому, просто потому, что растения молчат и не жалуются.
Дверь в теплице, как и в квартире, предназначена для того, чтобы в нее входить.
И после этого надо ее закрыть и держать закрытой.
А для проветривания устройте, пожалуйста, хорошие большие форточки или фрамуги - и тогда ваши питомцы будут всегда здоровы.

Проветривание должно осуществляться без сквозняков, т.е. горячий воздух выходит вверх, смешиваясь с поступающим снаружи свежим воздухом, обмениваясь с ним влагой и теплом по принципу противотока (рис. 2).

Полив

Тут, казалось бы, спорить не о чем. Всем известно, что поливать следует вечером (или утром) теплой водой. В реальности - поливаем, когда есть время (и вода!), и теплой? - ну какую качают! Если есть емкость - это просто роскошь. Естественно, что теплица поливается в первую очередь и от души. То есть пока не надоест. Конечно, существуют всякие там капельные поливы, но тоже в основном в описаниях умников-энтузиастов, которым больше делать нечего.
Если вам нужно отлучиться на несколько дней, остается только уповать на соседей.

При наличии автомата-проветривателя самое простое решение автоматизации полива напрашивается само собой. Достаточно поставить в теплице бочку с водой, проложить дырявый шланг, установить шаровый кран, и связать его прямой тягой с автоматической фрамугой. Если вы "зарядили" водой систему в дождливую погоду, она будет ждать. Когда выглянет солнце, фрамуга откроется, и ваша система выльет воду под растения. Фору в пару дней вы получили (рис. 3).

Чтобы получить в свое распоряжение хотя бы неделю, придется все же устроить капельный полив. Впрочем, при наличии емкости достаточного размера ваша система капельного полива может действовать самостоятельно и дольше - хоть месяц! (а вы в это время едете купаться на море - представляете?!) До создания полностью самостоятельной умной теплицы осталось всего несколько завершающих штрихов.

Напоследок еще пару слов о поливе. С точки зрения здравого смысла полив вреден.
Да-да, не удивляйтесь. Полив - это резкое изменение влажности и температуры почвы, а полив с подкормкой - еще и рН и химического состава. Это стресс. Именно поэтому не рекомендуют поливать в жару, к тому же капли воды, попадая на листья, нарушают естественный процесс транспирации (испарения), что может вызвать ожоги. А избыточный полив - это размывание структуры почвы, вымывание растворенных питательных веществ в подпочву, нарушение микрофлоры и микрофауны. Конечно, растению нужна влага для жизнедеятельности - это единственный способ транспортировки питательных веществ от корней к листьям, а испарение воды листьями спасает их от перегрева. Но если вы поможете листьям не перегреваться, а растению и почве не терять лишнюю влагу, потребность в воде сократится в несколько раз.

Граждане огородники! Боритесь за сохранение влаги почвы - мульчируйте почву! Боритесь за сохранение влаги воздуха - не устраивайте сквозняков! И поливы - неизбежное зло - можно будет сократить до минимума!

Капельный полив

Нудное описание, читать только вдумчивым, делать - тем более!

Что же такое капельный полив? О его достоинствах написано много. Это экономное расходование воды, сохранение и улучшение структуры почвы, экономия труда и времени хозяина, экономия роста корней и отсутствие водного голодания растения. Все это справедливо при правильном (умном) капельном поливе.
Но есть и недостатки, о которых говорится мало, и поэтому они сводят на нет все достоинства.

Итак, основной принцип. Вода подается постоянно, либо небольшими порциями, персонально под каждое растение. Почва при этом никогда не пересыхает, и растение располагает корни в зоне оптимальной влажности, "экономя" на выращивании глубоко проникающих корней. Вода всегда теплая, поскольку поступает медленно и успевает прогреваться в трубках. Поливальщику не нужно бегать с лейкой или шлангом, достаточно открыть кран. Растения никогда не испытывают дефицита влаги, почвенная микрофлора и фауна - тоже. Полная идиллия.

В Объединенных Арабских Эмиратах, где таким способом поливают все, от петуний на клумбах до пальм на пляже, я наблюдал за работой этих систем. Рано утром индус-садовник открывает кран и идет на обход, прочищая засоренные форсунки. Поскольку система работает от водопровода с высоким давлением, форсунки засоряются нечасто - одна из сотни. Но их на участке тысячи. Полив все, он отключает систему. Через пару часов снова включает, а в жаркую погоду вода течет постоянно.

Собирают систему в следующем порядке:
Сначала намечают план посадки, определив длину гряд и расстояния между растениями. Затем отрезают трубки нужной длины и соединяют их в систему. Желательно использовать непрозрачный материал (например, черный полиэтилен), чтобы внутри не росли водоросли. Трубкам лучше придать небольшой наклон, примерно 5 см на метр длины, укрепив их на колышках, и не делать их слишком длинными - не более 6-8 метров. Проделывают отверстия для капельниц (форсунок) в нужных местах и вставляют их в трубки. Поскольку вода подается медленно, достаточно трубок небольшого диаметра - 10-15 мм. В качестве форсунок можно использовать пластмассовые части медицинских капельниц (диаметр отверстия 1-2мм). Включив воду, проверяют работоспособность системы, устраняют замеченные недостатки. Скорость вытекания воды из форсунок можно уравнять, изменяя наклон трубки. Чтобы удобнее было наблюдать за работой капельниц, всю систему лучше приподнять над почвой на 10 - 20 см.

Только после этого высаживают растения напротив каждой капельницы, если растения некрупные, можно садить группами по несколько штук. После посадки всю поверхность почвы обязательно мульчируют слоем 3-5 см.

В дачной практике существует главная проблема работы капельного полива, о которой обычно умалчивается: если мы подаем воду экономно, то есть медленно, то она вытекает только из первых отверстий, а до последних доходит плохо. Если же открыть воду сильно, то все форсунки работают, но тогда воды не напасешься, да и растениям столько не нужно. Решение этой проблемы довольно простое. Нужно подавать воду порциями.

Дозатор (рис. 4). Самый простой и надежный дозатор делается по унитазному принципу из пластиковой бутылки. Я использую 2-х литровые пивные бутылки. Бутылку подвешиваем кверху дном. В крышку плотно вставляем и продеваем кусок трубки диаметром 5-10 мм. Внутри бутылки эту трубку сгибаем петлей: изгиб - сверху, у дна, а конец - снизу, в горлышке, почти упираясь в крышку. Это и будет сифон. В дне бутылки (которое теперь сверху) протыкаем два отверстия: одно для подачи воды из бака, второе (узкую щель, чтобы не пролезли мошки) - для выхода воздуха (сапун). Воду из ёмкости нужно подавать очень медленно - ради этого вся конструкция, собственно, и придумана. Подаем воду через капилляр - тонкую трубочку диаметром 1-3 мм, для этого тоже удобно использовать медицинские капельницы.

Работает дозатор очень просто: когда бутылка с сифоном набирается полная, вода через трубку-сифон быстро сбрасывается в систему полива, распределяясь по поливным трубкам.
Если таковых несколько, понадобится еще одна бутылка - приемник-распределитель. В неё стекает вода из сифона. Понятно, что объем приёмника должен быть равен объему дозатора. Впрочем, даже если трубка для полива всего одна, с приемником-распределителем дозатор работает надежнее.

Теперь рассчитываем скорость подачи воды на примере моей грядки. Засекаем время. Бутылка заполняется за 20 минут. Значит, в час подается 3 бутылки воды, т.е. 6 литров. Время полива - с 10 до 17 часов, итого 7 часов. 7 х 6 = 42 литра воды в день. На моей грядке растут 7 огурцов и 12 помидоров. Значит, каждому достанется в среднем по 2,2 литра. Чтобы уменьшить подачу воды, можно вставить внутрь верхней подающей трубочки "жиклер" - кусочек более тонкой трубки или изоляции от провода.

Значит, бочки воды - 200л - хватит на 5 дней. В действительности даже несколько больше, так как при снижении уровня в бочке давление падает, и система начинает "экономить" воду. Чем меньше воды, тем экономнее расход.

Опытным путем я определил, что на одно взрослое растение огурца вполне достаточно 1-2 литров "капельной" воды в день (при хорошо замульчированной почве). Для помидоров и перцев норма вдвое меньше. Впрочем, умелому огороднику достаточно одного взгляда на растения, чтобы понять, достаточно ли им влаги. Если есть сомнения - потрогайте почву пальцем.

Чтобы система работала надежно, важно помнить о недостатках.

1. Главный недостаток - необходимость постоянного контроля. Ибо если воды избыток, то сводятся на нет два первых пункта, то есть мы имеем перерасход воды и размывание почвы, а если в жаркую погоду на пару дней подача прекратится - избалованные корни, расположенные в основном в поверхностном (до этого всегда влажном!) слое почвы, просто погибнут. Возможно, вместе с будущим урожаем.

Чтобы его устранить, желательно никогда не отлучаться из огорода.
Или поставить на это дело тещу.
Или поставить автоматический "солнечный" кран.
Выбирайте сами.

("Солнечный" кран - это, по сути, тот же автомат для проветривания, только гидросистема приводит в действие не фрамугу, а кран для полива. То есть, когда тепло и солнце светит, огород поливается, а когда холодно или идет дождь - нет.)

2. И второй, не менее существенный недостаток. Наша система работает не от водопровода с высоким давлением, а снабжается водой из бочки (бака) самотеком. Капельницы имеют маленькие отверстия, поэтому часто засоряются. Прочистить их несложно - вынуть и продуть или промыть. Увеличить отверстия нельзя, потому что тогда вода будет распределяться неравномерно, а до последних форсунок может совсем не доходить. Чтобы вам не превратиться в индуса, непрерывно прочищающего капельницы, придется принять меры.

Первая мера. Поставить фильтр на входе в систему - достаточно большого куска поролона, надетого на входной конец шланга в бочке. В случае засорения его легко снять и промыть.

Вторая мера. Не давайте расти водорослям, которые тоже часто засоряют форсунки. Для этого надо лишить их света, закрыв бочку крышкой, а прозрачные части системы - фольгой.

Третья мера. Все промежуточные емкости - дозатор, приемник-распределитель - должны быть плотно закрыты сверху, чтобы туда не лезли насекомые, которые тоже могут засорить форсунки.

После принятых мер потребность в периодической прочистке хотя и сохраняется, но оставляет время и для других дачных дел.
Но какое удовольствие наблюдать, как ваша система сама поливает ваш огород!

ВСТАВКА Н. КУРДЮМОВА:
ПРОБЛЕМА С КАПЕЛЬНИЦАМИ ОТПАЛА! У нас уже появились ленточные капельные системы - израильские разработки наших умных ребят: Гидролайт, Аква-ПС, Квин-Гил. Первыми ввезли их украинцы, сейчас дилеры есть в Москве и Краснодаре, а не пройдёт и года - появятся везде.

Обычные плоские трубки из прочного пластика - разматываются и укладываются сотнями метров, служат несколько лет. Форсунки у них хитрые, капиллярно-вихревые, сами выравнивают дозу воды по длине, и даже некоторые сами очищаются от мути. Некоторые из них требуют всего 0,2 атмосферы давления - то есть работают от самотёка ёмкости, приподнятой на 1-1,2 м. Сейчас метр такой ленты стоит 2,5-3 рубля, плюс магистральные трубы и соединения рублей по 15-20 - в общем, вполне доступно! Подробнее о них - статья "Умный капельный полив" здесь, в разделе "Технологии:".