Электрификация теплицы

Автоматическая система  самостоятельно откроет фрамуги  или даже двери парника, когда утром солнце начнет прогревать воздух. Через некоторое время, которое задается человеком, механизм бережно польет любимые растения не холодной водой.

На рисунке сверху (рис.45) изображен один из механизмов, позволяющих  автоматически проветривать теплицу.

Если вы выращиваете помидоры, то обязательным условием становится навес фрамуг с двух торцов парника на верхней его части. Именно такое расположение фрамуг в теплице с томатами сохранит овощи от вредителей и заболеваний, потому что не будет способствовать конденсации воздуха. Если фрамуги расположены в верхней части теплицы, то подобным способом создается очень эффективный и полезный для растений микроклимат. Ветер, попадающий в теплицу в свою очередь поможет опылению растений, так как его порывы периодически будут шевелить и трясти стебли. Если по какой-то причине необходимо создать сквозное движение воздуха по низу теплицы, то для этого придется поставить дополнительную фрамугу.

 
Различные способы  создания механизмов для проветривания  теплиц.

Главное для автоматической системы проветривания – это  особый механизм, называемый гидроцилиндром. Гидроцилиндр – это центр всей рабочей системы проветривания. Состоит он из трубы, уплотненных  колец и штока. Если у вас есть автомобиль, то цилиндр можно залить отработанным маслом. Если отработки нет, то подойдет любое техническое. Главное, что при нагреве масла, выталкивается шток. В зависимости от выбранных параметров цилиндра (объема) и штока (диаметра) шток способен выдвинуться на расстояние до 40 сантиметров при нагревании масла от 10 до 30 градусов по Цельсию.

Гидроцилиндр необходимо прикрепить кронштейном к верхнему коньку, как показано на рисунке  снизу. С помощью гибких тяг (номер 4 и 5) один из концов штока соединяют  с фрамугами в верхней части. Таким образом, в момент выдвижения штока будут открыты все фрамуги. А если прибавить блочки, то открываться будет и входная дверь. С уходом солнца, и, следовательно, при понижении температуры, масло будет соответственно охлаждаться, его объем станет меньше и шток вернется в первоначальное положение под массой фрамуг. Так фрамуги станут закрытыми.

Если теплица предполагает окна на своей крыше, то можно создать  механизм, который автоматически  сможет открывать и их. Для этого  гидроцилиндр нужно будет поставить в вертикальном положении. Конечно, это не окончательные варианты создания автоматической системы проветривания.

Например, при любом изменении  положения закрепления троса  к фрамуге будет изменяться размер открывания фрамуги, когда ход штока  останется одинаково прежним.

Рисунок 46 иллюстрирует схему  механизма, позволяющего автоматически  поливать растения в теплице. Если у  вас есть бочка объемом около  двухсот литров, то она идеально подойдет в качестве основной емкости  для воды. Необходимо патрубок для слива поместить на низ бочки и зафиксировать его, например, гайками. Затем на кронштейне (элемент 13 на рисунке) с помощью шарниров помещается элемент 12 – это пластины, у которой в середине есть закрепленная пробка из резинового материала. На бочке в ее верхней части на кронштейнах (элемент 7 на рисунке) опять же с помощью шарниров монтируется пластина (элемент 4) с наличием нижнего поплавка. Затем необходимо резиновую или пружинную тягу, обладающей упругостью, натянуть между пластиной (4), вернее ее средней частью и кронштейном (7). Наши пластины теперь связаны друг с другом гибкой тягой, показанной на рисунке номером 9. На тяге 10, примыкающей к пластине 4 в висячем положении помещен верхний поплавок.

После того, как мы разъяснили устройство механизма, стоит объяснить смысл его функционирования. Бочка наполняется водой некоторое определенное время, например два или четыре дня. При этом с помощью крана можно следить за наполнением бочки водой из общей сети водопровода или, если такового не имеется, из большей емкости. В процессе заполнения бочки водой легкий поплавок поднимает пластину до момента ее горизонтального положения. При этом тяга не растягивается до максимума. После того как вода продолжает поступать в бочку, уровень воды поднимает пластину и она переходит через горизонтальное положение. В этот момент резиновая тяга, обладающая упругостью, в один момент меняет положение пластины, и она встает в крайнее верхнее положение. Следовательно, пластина с пробкой поднимается. Через патрубок, предназначенный для слива, вода поступает к корню растения по системе труб, в которых проделаны отверстия. Бочка становится пуста уже через 10-20 минут.

Пока вода благополучно покидает бочку и питает растения, происходит понижение уровня воды в  емкости и пластина с поплавком остается в том же крайнем верхнем положении, так как она держится резиновой тягой. На схеме не показано, но стоит уточнить, что пластина с пробкой продолжают быть в положении сверху, потому что они поддерживаются дополнительным фиксатором. Уровень воды продолжает понижаться, и поплавок начинает приводить в состояние натяжения нить гибкой тяги. Поплавок своей физической массой передвигает, вернее, опускает в крайнее нижнее положение пластину. В момент, когда поплавок оказывается уже неподалеку от дна бочки, он давит и фиксатор, тем самым как бы нажимая на него. Тогда пластина просто перекрывает пробкой место выхода воды в трубы. Через некоторое время процесс повторяется с начала и тем самым получается определенный цикл полива растений.

Данный автоматизированный механизм не сложен. Его легко изготовить, а главное, приятно пользоваться. Он неприхотлив в эксплуатации, надежен. Можно самостоятельно в зависимости от погодного сезона задавать период полива растений, регулировать цикл полива. Эта же система может поливать растения не сразу водопроводной водой, которая обычно холодная, но и водой, прогретой солнцем после трех-четырех дней нахождения под открытым небом.

К тому же, заданный определенный цикл полива может помогать подкормке растений, если на почву  пометить сухое удобрение, которое  при каждом поливе будет постепенно попадать к корневой системе растений в теплице и обеспечивать хозяев богатым урожаем.

Отопление

Электричество - не самый дешевый источник тепла  для теплицы, но зато очень эффективный, чистый и легко доставляемый. Тепловые вентиляторы довольно быстро греют  воздух, однако не располагайте их так, чтобы теплые струи были направлены прямо на растения.

Термостат может  пригодиться для контроля отопления: нужно выбрать термостат с  небольшим дифференциалом, благодаря  чему температура будет оставаться в необходимых пределах, и это  позволит избежать ее значительных колебаний. Как бы ни отапливалась теплица, термостат поможет вам сократить потери тепла и расходы на него.

Для подогрева  грядок и ящиков с рассадой можно  использовать электрокабель подпочвенного  и воздушного обогрева. Это дешевое  отопление используется локально и  не смешивается с общей системой отопления теплицы.

Панели с  тепловым излучением используются для  обогрева поверхности стеллажей  в теплице. Это позволяет не только ставить на них ящики с посеянными семенами и контейнеры с растениями, но и передвигать их или пересаживать рассаду при необходимости. Такие панели имеют нагревательные элементы, покрытые алюминиевой пленкой, поэтому их можно легко хранить, пока в них нет нужды.

В теплицах можно  использовать только специально предназначенные  для этого электрические нагреватели.

Теплицы с распылением влаги

Черенки многих кустарников, травянистых и горшечных  растений укореняются быстрее при  регулярном распылении воды. В таких  теплицах процесс рассеивания «тумана» происходит автоматически. Датчик, чувствительный к влаге, регулирует частоту рассеивания воды из распылителей, расположенных над растениями, а электрокабель подпочвенного обогрева обеспечивает необходимый подогрев почвы. Некоторые модели распыляют воду в зависимости от интенсивности освещения.

Влагораспылительные установки лучше использовать вкупе с электрокабелями подпочвенного обогрева, которые контролируются отдельным термостатом.

Есть еще  более сложные системы контроля климата в теплице. Информация о  температуре и влажности воздуха  поступает в систему, которую  контролирует компьютер. В зависимости от этих показаний определяются частота и мощность распыления влаги, что позволяет создать более постоянный климат в теплице и исключить его значительные колебания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Раздел III МЕХАНИЗАЦИЯ  РАБОТ В ТЕПЛИЦЕ Глава 1 ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ

Теплицы и парники — это своеобразные микрополя под стеклом или полиэтиленовой пленкой. Здесь свои масштабы и своя специфика работ, своя агротехника и своя механизация. В сооружениях защищенного грунта еще велика доля ручного труда, а значит, и ощущается потребность в таких орудиях и механизмах, которые облегчали бы работу в этих условиях и повышали производительность труда. Овощеводами-любителями разработано, построено и успешно  используется на практике огромное количество приспособлений и устройств, облегчающих труд огородника. Все эти механизмы конструктивно несложны и легко воспроизводимы. Ниже приводятся описания некоторых из устройств и приспособлений для механизации и автоматизации работ в сооружениях защищенного грунта. Калужский изобретатель В. Архипов считает, что почва, когда  ее меньше подвергают механической обработке, сохраняет большую жизненную  силу—в ней не нарушаются отлаженные за прошедший год водосолевой и тепловой режимы, деятельность почвенных микроорганизмов. Для обработки  своего участка В. Архипов сконструировал специальную Механическою фрезу (рис. 74). С ее помощью почва рыхлится лунками на глубину 20—25 см лишь в местах посадки рассады. Во время этой операции вносятся необходимые удобрения, и тогда они лучше перемешиваются с рыхлыми частицами почвы. И с сорняками фреза расправляется в считанные минуты. Примерно через месяц после посадки культурных растений проводится фрезерование огорода на глубину всего нескольких сан - Тиметров. В  результате ножи подрезают корни сорняков, что значительно замедляет их рост. Инструмент  В. Архипова прост—его основу составляет электрическая дрель марки ИЭ-1023 АУ-2 мощностью 600 Вт с частотой вращения вала 230 об/мин. Вал фрезы и втулка вытачиваются на токарном станке из стальных заготовок (сталь 45). Особо внимательно следует отнестись к изготовлению малых и больших ножей. Они выполняются из листовой стали той же марки толщиной 3 мм, поскольку они не подвергаются термической обработке. Будущие заготовки тщательно размечаются и аккуратно вырезаются ножовкой. Кромки ножей следует заточить с помощью напильника. Устанавливают втулку на вал и прихватывают ее с двух сторон сварным швом. Затем на валу ножовкой пропиливают пазы. Ножи устанавливаются в пазы и для надежности также соединяются сваркой. На дрели конец вала фиксируется с помощью конуса Морзе № 2. Рис. 74. Электрофреза В. Архипова (размеры в миллиметрах) Пользуясь фрезой, нельзя забывать о технике безопасности. Хоть ножи вращаются с небольшой  частотой —всего четыре оборота в секунду, — тем не менее рекомендуется надевать на ноги кирзовые сапоги и нажимать на пусковую кнопку лишь после того, как ноги будут широко расставлены, а острие инструмента будет заглублено в почву. Овощевод-любитель из Подмосковья Н. Горячев Бытовую Электродрель оснастил специальными насадками (рис. 75, а). Это ерш-рыхлитель 1 для подготовки овощныхгряд, рыхлитель-бур 2 для посадки рассады томатов, рыхлитель 3 Пропеллерного типа для работы в парниках, смеситель 4Для размешивания краски в банках. Рис. 75. Насадки (а) К электродрели, э л ектро рыхлитель РЭ-200 (6), Электрорыхлитсль Ш63-ОО0 (в) Интересно отметить, что идея применения электродрели в  качестве привода почвообрабатывающих машин для небольших участков земли была использована учеными и конструкторами научно-производственных объединений "Мехинстру-мент" (г. Павлово-на-Оке) и ВИСХОМ (г. Москва). Ими созданы электрорыхлители РЭ-200 (рис. 75, б) и Ш63-000 (рис. 75, в), которые работают от бытовой электродрели мощностью 550— 600 Вт. Оба типа рыхлителей выпускаются серийно.

Автоматика для теплиц

Что же нам предлагает современная  наука и техника? 
Конечно, за сотни лет существования теплиц в разных странах было много чего понапридумано. Для проветривания - форточки и фрамуги, для отопления - различные конструкции печей, котлов, и использования тепла гниющей органики.

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.

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.