Автоматизація провітрювання та організація крапельного поливу в теплиці

Існує низка розробок регуляторів прямої дії, у яких як робоче тіло використовується повітря. У конструкції, зображеній на рисунку 55, кватирка відкривається завдяки підйому гнучкого резервуара (автомобільної камери), сполученого з герметичною посудиною, закріпленою у верхній зоні теплиці.

Гнучка посудина поміщена в бочку з водою, при розширенні повітря вона збільшується в об'ємі та спливає, відкриваючи кватирку.

Дещо відрізняється за конструктивним виконанням регулятор, у якому кватирка відкривається завдяки моменту, що створюється перерозподілом води у двох ємностях при розширенні повітря. Принцип дії регулятора зрозумілий із рисунка.

Хоча регулятори з повітрям як робочим тілом прості за конструкцією, але через малу теплоємність повітря вони потребують великих об'ємів робочих органів і тому доволі громіздкі.

Зробити їх компактнішими можна, якщо використовувати замість повітря легкозакипаючі рідини, наприклад фреон. Але експлуатація таких регуляторів ускладнена через витік фреону.

Забезпечивши захист рослин від заморозків та перегріву, необхідно подумати і про забезпечення їх водою. Це питання особливо актуальне для теплиць, що знаходяться на значній відстані від місця проживання їхніх власників.

При вирішенні завдання поливу необхідно мати:

• Джерело води;
• Систему подачі її до рослин.

Якщо на ділянці є водопровідна мережа, свердловина або колодязь із встановленим насосом, перше питання вже вирішене. За відсутності таких джерел потрібно встановити спеціальну ємність для води та періодично заповнювати її.

Рекомендовані параметри встановлення ємності:

Ємність доцільно мати і в першому випадку для стабілізації тиску в системі та підігріву поливної води. При наявності водопровідного вводу в бочці встановлюють поплавковий клапан від змивного бачка для підтримання постійного рівня води. Якщо необхідно мати більший запас поливної води, з'єднують дві або більше бочок паралельно.

Як систему поливу зручно використовувати крапельну систему (саморобну або заводського виготовлення). У магазинах у продажу бувають деталі крапельного поливу «Водомір» для індивідуальних теплиць. Крапельну систему можна виготовити і самим.

Як зрошувач використовують поліетиленовий шланг або трубу діаметром 15–20 мм, що вкладаються по центру гряди. Вода до рослин подається за допомогою мікротрубок — відрізків полівінілхлоридної ізоляції монтажних дротів внутрішнім діаметром 0,9–1,0 мм і довжиною 50–60 см. Одним кінцем відрізок ізоляції закріплюється в отворі, проколотому шилом у трубі, інший кінець підводиться до рослини. Цей кінець трубки може бути укріплений на спеціальній підставці так, щоб водовиливний отвір був піднятий над ґрунтом на 2–3 см і відстояв від рослини на 5–6 см.

Температура води, що використовується для поливу рослин у теплиці, завжди має бути вищою за температуру ґрунту.

Тим, хто нагріває воду в колонці дровами, потрібно мати на увазі, що у верхній частині колонки температура води завжди дещо вища, ніж у нижній. Тому воду перед поливом слід перемішувати за допомогою рейки.

Якщо для поливу використовується шланг, на відстані 10–15 см від його кінця встановлюється кран, подібний до самоварного. Таким краном можна регулювати силу витікання води і перекривати її при перенесенні шланга. А на кінець шланга насаджують розсікач води, що застосовується в душових.

Шланг можна використовувати для поливу рослин як всередині, так і ззовні теплиці, заводячи або виводячи його через двері чи знімаючи одну зі знімних рам.

Шланг зручно використовувати і при поливі з лійки:

• Шматок шланга довжиною близько 1 м насаджують на носик лійки.
• Зі стінки теплиці знімають раму, лійку ставлять на брус нижньої обв'язки, кінець шланга підводять до лінії висаджених рослин.
• Лійку нахиляють і шланг ведуть уздовж цієї лінії, силу витікання води регулюють нахилом лійки. При цьому сила має бути такою, щоб не розмивався ґрунт і не оголювалася коренева система.

Якщо конструкція теплиці така, що рами легко знімаються, то поливати з лійки зручніше, перебуваючи ззовні теплиці.

Управління поливом рослин легко здійснювати, застосовуючи датчики вологості ґрунту. Можна використовувати кілька принципів вимірювання вологості. Один із них базується на зміні об'ємної маси ґрунту при зволоженні. Регулятор вологості містить датчик вологості у вигляді заповненої водою камери 1 та з'єднаний із нею сифон 3, підвішений на підпружиненому важелі 5. Один кінець важеля забезпечений клапаном 19, який перекриває зливні патрубки 17 і 18 гідроциліндра 10.

Збільшення вологості ґрунту призводить до підвищення його маси, прогину мембрани 2 камери 1 та переливу частини води в сифон 3. Збільшення маси сифона призводить до перекриття патрубка 17, переміщення поршня 11 у верхнє положення та закриття засувки. Для встановлення меж регулювання вологості ґрунту слугує регулювальний гвинт 8.

Можна застосувати електронний регулятор вологості. Одна зі схем такого регулятора наведена на рисунку 58. Датчиком вологості тут слугують два вугільні стержні від батарейки 3336Л із деполяризатором (з елементів лише потрібно видалити цинкову оболонку). Стержні слід заглибити в ґрунт на відстані 20 см.

При зменшеній вологості параметри системи такі:

Автоматизація поливу дозволяє підтримувати оптимальну вологість ґрунту в теплиці без постійної присутності людини. Налаштувавши систему автоматичного регулювання, можна подавати воду суворо за графіком і відповідно до поточних потреб рослин. Для цього знадобиться нескладна плата управління та надійний виконавчий клапан.

• Діаметр соленоїдного клапана СВМ — 20–25 мм
• Місткість основної бочки — 200–250 л
• Об'єм пускової ємності — 2–3 л
• Об'єм робочої ємності — 8–10 л

Для збирання плати управління використовують транзистори МП16Б, МП25, МП42 або їхні аналоги, а також вихідне реле типу РЕС-10. Налаштування схеми виконують за допомогою двох елементів. Змінний резистор R1 відповідає за поріг спрацьовування регулятора, а змінний резистор R2 задає початкову вологість ґрунту.

Подачу води в систему координує електромагнітний вентиль, засувка з електроприводом або соленоїдний клапан типу СВМ. За необхідності запірний вузол можна зібрати самостійно. Саморобний клапан роблять зі звичайного зливного клапана для туалетного бачка, з'єднавши його дротяною тягою з нержавіючої сталі з виконавчим електромагнітом.

Налаштування циклів поливу та розрахунок запасу води

Автоматичний полив працює за циклічним принципом завдяки різниці ваги посудин, що наповнюються. Швидкість подачі води регулюється дозатором, що дозволяє задавати потрібну періодичність. Робота всієї системи ділиться на кілька послідовних етапів.

1. Вода з основної бочки через дозатор надходить у пускову ємність, яка у вихідному положенні утримується вантажем і тягою.
2. При наповненні пускової ємності рівновага порушується, і вона перекидається. Опорні планки в цей момент зміщують центр тяжіння для надійного зливу.
3. Вода переливається в робочу ємність.
4. Як тільки робоча ємність заповнюється, спрацьовує сифон і починається подача води в теплицю.

Регулюючи витрату води через дозатор, можна програмувати різні режими. Наприклад, якщо налаштувати дозатор на витрату 2 л/год при об'ємі основної бочки 250 л і робочої ємності 10 л, полив розтягнеться на 125 годин (5 діб). При цьому перерви між поливами складуть 5 годин, а сам цикл зрошення займе 10–12 хвилин. За цей час у теплицю площею 10–12 м² надійде 9–10 л води, тобто кожна рослина отримає по 0,3–0,4 л.

Для дорослих рослин середнє водоспоживання становить 5 л/м² на добу. Виходячи з цієї норми, розраховують необхідний об'єм води на п'ятиденний період автономної роботи. Необхідні параметри для типових теплиць наведені в таблиці.