Автоматизация проветривания и организация капельного полива в теплице

Имеется ряд разработок регуляторов прямого действия, в которых в качестве рабочего тела используется воздух. В конструкции, изображенной на рисунке 55, фрамуга открывается благодаря подъему гибкого резервуара (автомобильной камеры), сообщенного с герметичным сосудом, укрепленным в верхней зоне теплицы.

Гибкий сосуд помещен в бочку с водой, при расширении воздуха он увеличивается в объеме и всплывает, открывая фрамугу.

Несколько отличается по конструктивному исполнению регулятор, в котором фрамуга открывается благодаря моменту, создаваемому перераспределением воды в двух емкостях при расширении воздуха. Принцип действия регулятора ясен из рисунка.

Хотя регуляторы с воздухом в качестве рабочего тела просты по конструкции, но из-за малой теплоемкости воздуха требуют больших объемов рабочих органов и поэтому довольно громоздки.

Сделать их более компактными можно, если использовать вместо воздуха легкокипящие жидкости, например фреон. Но эксплуатация таких регуляторов затруднена из-за утечки фреона.

Обеспечив защиту растений от заморозков и перегрева, необходимо подумать и о снабжении их водой. Этот вопрос особенно актуален для теплиц, находящихся на значительном расстоянии от места жительства их владельцев.

При решении задачи полива необходимо:

• Источник воды;
• Система подачи ее к растениям.

Если на участке есть водопроводная сеть, скважина или колодец с установленным насосом, первый вопрос уже решен. При отсутствии таких источников нужно установить специальную емкость для воды и периодически заполнять ее.

Рекомендованные параметры установки емкости:

Емкость целесообразно иметь и в первом случае для стабилизации давления в системе и подогрева поливной воды. При наличии водопроводного ввода в бочке устанавливают поплавковый клапан от смывного бачка для поддержания постоянного уровня воды. Если необходимо иметь больший запас поливной воды, соединяют две или более бочек параллельно.

В качестве системы полива удобно использовать капельную систему (самодельную или заводского изготовления). В магазинах в продаже бывают детали капельного полива «Водомер» для индивидуальных теплиц. Капельную систему можно изготовить и самим.

В качестве оросителя используют полиэтиленовый шланг или трубу диаметром 15–20 мм, укладываемые по центру гряды. Вода к растениям подается при помощи микротрубок — отрезков поливинилхлоридной изоляции монтажных проводов внутренним диаметром 0,9–1,0 мм и длиной 50–60 см. Одним концом отрезок изоляции закрепляется в проколотом шилом отверстии в трубе, другой конец подводится к растению. Этот конец трубки может быть укреплен на специальной подставке так, чтобы водовыливное отверстие было поднято над землей на 2–3 см и отстояло от растения на 5–6 см.

Температура воды, используемой для полива растений в теплице, всегда должна быть выше температуры почвы.

Тем, кто нагревает воду в колонке дровами, нужно иметь в виду, что в верхней части колонки температура воды всегда несколько выше, чем в нижней. Поэтому воду перед поливом следует перемешивать с помощью рейки.

Если для полива используется шланг, на расстоянии 10–15 см от его конца устанавливается кран, подобный самоварному. Таким краном можно регулировать силу истечения воды и перекрывать ее при переносе шланга. А на конец шланга насаживают рассекатель воды, применяемый в душевых.

Шланг можно использовать для полива растений как внутри, так и снаружи теплицы, заводя или выводя его через дверь или снимая одну из съемных рам.

Шланг удобно использовать и при поливе из лейки:

• Кусок шланга длиной около 1 м насаживают на носик лейки.
• Со стенки теплицы снимают раму, лейку ставят на брус нижней обвязки, конец шланга подводят к линии высаженных растений.
• Лейку наклоняют и шланг ведут вдоль этой линии, силу истечения воды регулируют наклоном лейки. Притом сила должна быть такой, чтобы не размывалась почва и не обнажалась корневая система.

Если конструкция теплицы такова, что рамы легко снимаются, то поливать из лейки удобнее, находясь снаружи теплицы.

Управление поливом растений легко осуществлять, применяя датчики влажности почвы. Можно использовать несколько принципов измерения влажности. Один из них основан на изменении объемной массы почвы при увлажнении. Регулятор влажности содержит датчик влажности в виде заполненной водой камеры 1, и соединенный с ней сифон 3, подвешенный на подпружиненном рычаге 5. Один конец рычага снабжен клапаном 19, который перекрывает сливные патрубки 17 и 18 гидроцилиндра 10.

Увеличение влажности почвы приводит к повышению ее массы, прогибу мембраны 2 камеры 1 и переливу части воды в сифон 3. Увеличение массы сифона приводит к перекрытию патрубка 17, перемещению поршня 11 в верхнее положение и закрытию задвижки. Для установки пределов регулирования влажности почвы служит регулировочный винт 8.

Можно применить электронный регулятор влажности. Одна из схем такого регулятора приведена на рисунке 58. Датчиком влажности здесь служат два угольных стержня от батарейки 3336Л с деполяризатором (с элементов только требуется удалить цинковую оболочку). Стержни следует заглубить в почву на расстоянии 20 см.

При уменьшенной влажности параметры системы следующие:

Автоматизация полива позволяет поддерживать оптимальную влажность почвы в теплице без постоянного присутствия человека. Настроив систему автоматического регулирования, можно подавать воду строго по графику и в соответствии с текущими потребностями растений. Для этого понадобится несложная плата управления и надежный исполнительный клапан.

• Диаметр соленоидного клапана СВМ — 20–25 мм
• Вместимость основной бочки — 200–250 л
• Объем пусковой емкости — 2–3 л
• Объем рабочей емкости — 8–10 л

Для сборки платы управления используют транзисторы МП16Б, МП25, МП42 или их аналоги, а также выходное реле типа РЭС-10. Настройку схемы выполняют с помощью двух элементов. Переменный резистор R1 отвечает за порог срабатывания регулятора, а переменный резистор R2 задает начальную влажность почвы.

Подачу воды в систему координирует электромагнитный вентиль, задвижка с электроприводом или соленоидный клапан типа СВМ. При необходимости запорный узел можно собрать самостоятельно. Самодельный клапан делают из обычного сливного клапана для туалетного бачка, соединив его проволочной тягой из нержавеющей стали с исполнительным электромагнитом.

Настройка циклов полива и расчет запаса воды

Автоматический полив работает по циклическому принципу за счет разницы веса наполняемых сосудов. Скорость подачи воды регулируется дозатором, что позволяет задавать нужную периодичность. Работа всей системы делится на несколько последовательных этапов.

1. Вода из основной бочки через дозатор поступает в пусковую емкость, которая в исходном положении удерживается грузом и тягой.
2. При наполнении пусковой емкости равновесие нарушается, и она опрокидывается. Опорные планки в этот момент смещают центр тяжести для надежного слива.
3. Вода переливается в рабочую емкость.
4. Как только рабочая емкость заполняется, срабатывает сифон и начинается подача воды в теплицу.

Регулируя расход воды через дозатор, можно программировать разные режимы. Например, если настроить дозатор на расход 2 л/ч при объеме основной бочки 250 л и рабочей емкости 10 л, полив растянется на 125 часов (5 суток). При этом перерывы между поливами составят 5 часов, а сам цикл орошения займет 10–12 минут. За это время в теплицу площадью 10–12 м² поступит 9–10 л воды, то есть каждое растение получит по 0,3–0,4 л.

Для взрослых растений среднее водопотребление составляет 5 л/м² в сутки. Исходя из этой нормы, рассчитывают необходимый объем воды на пятидневный период автономной работы. Необходимые параметры для типовых теплиц приведены в таблице.