Лекция 2. Системы обеспечения теплицы.
Приступая к строительству современных блочных теплиц, заказчик должен ориентироваться на сроки окупаемости теплицы, которые четко подчиняются экономическим расчетам, а именно: промышленные теплицы, «напичканные» по последнему слову техники наиболее рентабельны, если площадь их составляет 2 га и более. Чем больше площадь теплиц, тем меньше себестоимость продукции. Если площадь ее 1 га и менее, то нужно «жертвовать» каким либо оборудованием в ней для уменьшения ее балансовой стоимости.
Вообще если рассматривать в идеале, то теплица должна состоять из:
Так называемого «ХОЛОДНОГО ДОМИКА», в состав которого входят стальные конструкции, алюминиевые конструкции, средства крепления и уплотнения, а также материал покрытия. «Холодный домик» является основой теплицы, обеспечивающий защиту растений в условиях воздействия неблагоприятных климатических факторов, его микроклимат, работу всех инженерно-технических систем, его надежную эксплуатацию в целом на весь период службы. Заказчик должен выбрать оптимальные параметры «холодного домика», включая конструкцию теплицы, ее технологических особенностей с учетом климатических условий своего региона (ветер, снег, град, температура) и в первую очередь выбрать кровельный материал.
Опыт зарубежных хозяйств показывает, что в последнее время они большое внимание уделяют компьютеризации предприятий и внедрению автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами тепличного производства, благодаря чему хозяйства получают экономию энергоресурсов, повышение урожайности, снижение трудозатрат.
КОНСТРУКЦИЯ.
Конструкция теплицы должна соответствовать всем современным требованиям, предъявляемым к теплицам.
Основные характеристики при выборе теплиц:
- Ветровая нагрузка Снеговая нагрузка Нагрузка от растений
ФУНДАМЕНТЫ.
Расчет фундамента проводится на основе данных о физическом составе грунтов на площадке строительства. Фундамент несущих стоек должен состоять из опорного бетонного столбика с металлическим закладным элементом для фиксации стойки. Столбик заглубляется примерно на 2\3 длины в отверстие и заливается бетоном. Нижняя часть столбика имеет отверстия для армирования.
Боковые и торцевые фундаменты являются ленточными. Лента шириной 230мм и высотой примерно 300 мм может отливаться из бетона или может состоять из кирпичной кладки той же высоты и ширины.
КОНСТРУКЦИИ СТАЛЬНЫЕ
Стальные конструкции являются наиболее распространёнными для остекленных теплиц, они обеспечивают очень высокую прочность и способны выдерживать высокие ветровые и снеговые нагрузки. Для защиты от коррозии стальные конструкции подвергаются обязательной оцинковке. Защита стальных конструкций осуществляется методом горячего оцинкования толщиной покрытия около 80 микрон.
Как правило, в современных теплицах комбинируют использование стальных и алюминиевых конструкций. Это позволяет обеспечить высокую прочность, малую массу и удобство монтажа теплиц.
Алюминий обладает достаточно высокой прочностью при очень малой массе. Каркас крыши, выполненный из алюминия, снижает нагрузку на несущие стойки и обеспечивает удобство сборки. Основные моменты использования алюминиевых конструкций: ограждение торца, ограждение боковое, каркас крыши.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ управления АСУ, которые обеспечивают автоматический контроль и управление всеми процессами и системами в теплице, влияющими на микроклимат, а именно: обогрев, форточная и принудительная вентиляция, полив, испарительное охлаждение и доувлажнение воздуха, зашторивание, досвечивание, подкормка углекислым газом; обеспечивает точное поддержание заданных температурных режимов с автоматическим согласованием функционирования всех технологических систем и исполнительных механизмов с учетом изменения внешних метеоусловий. Также обеспечивает согласование системы с котельной и магистральными трубопроводами.
Многочисленные датчики в теплице являются основным источником информации, обрабатываемой главным контроллером. Сигналы, поступающие с датчика (как правило, это падение напряжения на датчике) оцифровываются блоками АЦП на платах ввода-вывода или же на специальных измерительных платах.
Состояние положения форточек (степень открытия форточки) определяется главным контроллером также с помощью специальных датчиков - потенциометров, которые располагаются прямо в корпусе управляющих двигателей и кинематически связаны с валом двигателя.
СИСТЕМА ОБОГРЕВА. Состоит из котла и сети трубопроводов состоящих из 4х контуров отопления в теплицах; (обогрев крыши, торцов, лотков для слива осадков, ростовой зоны).
К системам отопления теплиц предъявляют повышенные требования, т. к. для выращивания растений требуются жесткие температурные режимы, и система отопления напрямую зависит от всех климатических условий (солнце, ветер, снег и др.)
ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ:
Котельная;
Тепловые аккумуляторы;
Расширительная система;
Транспортная группа;
Смесительная группа;
Теплосеть.
СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ. Для создания оптимальной температуры и влажности воздуха в теплице существуют две системы вентиляции, естественная (путем открывания и закрывания форточек на крыше теплиц), и принудительная (вентиляторы, установленные внутри теплицы, которые перемещают воздух).
Система вентиляции теплицы предназначена для естественного проветривания наружным воздухом через форточки, расположенные по конькам крыши, в боковинах и в торцах теплицы. Во всех пролетах теплицы должно предусматриваться открывание до 25 % площади теплицы. Данная площадь вентиляционных проемов позволяет обеспечить поступление необходимого объема наружного воздуха в теплицу для поддержания оптимальных температурных параметров в периоды с избыточной солнечной инсоляцией. Угол подъема форточек и площадь вентиляционного проема регулируются в зависимости от температуры воздуха, скорости ветра и осадков. В качестве приводов для управления форточками применяются моторы, возможно применение механических (ручных) способов открывания форточных проемов.
СИСТЕМА ЗАШТОРИВАНИЯ. Система зашторивания предназначена для избегания перегревов воздуха внутри теплицы в периоды с избыточной солнечной радиацией путём затенения, а также для снижения потерь тепла в теплице в холодные периоды года, создания более равномерного и благоприятного для растений температурного поля. Состоит из специальной ткани и механизмов внутри теплиц, которые обеспечивают защиту растений от избыточного солнечного излучения в дневное время и сберегает тепло в ночное время при холодной температуре.
Горизонтальное зашторивание предусматривается во всех отделениях теплицы с полимерным экраном в каждом пролете между верхними поясами ферм, что обеспечивает практически полное перекрытие верха культивационных сооружений. Конструкция механизма зашторивания обеспечивает перемещение полимерного экрана одновременно во всех пролетах отделения теплицы от одного мотора с редуктором. Существуют два основных способа приведения в движение экранов: с помощью реечной передачи и с помощью стальных тросов.
Передвижной отражающий термальный экран уменьшает аккумулирование тепла и обеспечивает затененность и предотвращает потерю энергии в отапливаемых теплицах.
СИСТЕМА ПОЛИВА. Комплекс агрегатов и механизмов, которые приготавливают и подают питательный раствор к растениям, состоящий из резервуаров с запасом воды, автоматизированного узла приготовления и подачи питательного раствора в теплицу (дозатор), баков для хранения маточных растворов, магистральных трубопроводов и капельниц, магистрали возврата дренажа, а также узла фильтрации дренажа.
Для приготовления, хранения маточных растворов удобрений и последующего их использования для подкормки растений существует ирригационная система.
Она состоит из:
Распределительной сети;
Баков для хранения маточных растворов;
Бака для хранения кислоты;
Контроллера уровней ЕС и РН;
Фильтра;
Насосов.
СИСТЕМА ИСПАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ. Предназначена для подачи воды в теплицы, путем мелкого распыления в виде тумана, для охлаждения температуры и повышения влажности воздуха в теплице необходимое растениям. Состоит из насоса подающего воду в теплицы, трубопровода и распылителей.
СИСТЕМА ДОСВЕЧИВАНИЯ. При круглогодичном выращивании, в осенне-зимний период, производят дополнительную досветку растений из расчета 10-12тыс. люкс приближая к условиям естественного солнечного освещения (16-19 часов в сутки), используя специальные светильники снабженные 400-600 ватными лампами дневного света.
СИСТЕМА ПОДКОРМКИ УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ. В холодное время года, при закрытых форточках, растениям не хватает СО2, что отрицательно сказывается на росте, урожайности и качестве цветов. С этой целью можно использовать передвижные цистерны с жидкой углекислотой и через систему трубопроводов газ подавать в теплицы.
