Системы обеспечения микроклимата в теплицах

В условиях нашей страны промышленное производство овощной продукции, например в фермерских хозяйствах, требует сооружения капитальных теплиц с полным набором мер обеспечения микроклимата.

На приусадебных участках гидропонные методы можно с успехом применять и при наличии пленочных теплиц — в любом случае, это выгоднее, чем выращивание овощей на открытом воздухе.

Возможно и автоматизирование процесса ввода удобрений, что также высвобождает дополнительное время владельцу и существенно снижает финансовые затраты на их приобретение.

Для ввода удобрений в поливную воду, необходимо предварительно перевести их из твердой фазы в жидкую, т. е., попросту говоря, предварительно замочить в воде до полного растворения.

Такой раствор называют маточным, т. е. с высокой концентрацией удобрений. С помощью специальных дозирующих устройств, с определенной периодичностью, из маточного раствора отбираются небольшие порции и разбавляются поливной водой.

Контроль концентрации удобрений ведется специальным прибором — кондуктометром. Изготовление дозирующих устройств, как и контролирующих приборов, доступно каждому.

Включение и время действия некоторых функций, например подсветки растений с помощью ламп в пасмурную погоду, должно осуществляться в строго определенные часы в течение суток.

То же касается и увлажнения воздуха. То есть эти и другие функции должны обладать периодичностью, которая задается и контролируется программным устройством, входящим в состав системы обеспечения микроклимата.

Обеспечение нормальных условий роста растений в теплицах, приближенных к оптимальным, наиболее просто решается путем создания систем контроля и регулирования с обратной связью. Это так называемые следящие системы.

Электронные системы в данном случае наиболее приемлемы: они обладают высокой гибкостью контроля параметров среды в больших диапазонах, возможностью создания компактных и дешевых функциональных блоков и узлов, практически не обладают инерцией, не требуют какого-либо дорогостоящего оборудования и приспособлений для их создания.

Использование в замкнутых объемах теплиц электронных систем обеспечения микроклимата экономит время и средства их владельцу, а автоматический режим работы допускает и длительное отсутствие владельца. Такая система позволяет, как минимум, осуществлять контроль и регулирование следующих параметров микроклимата в теплице:

•  температуру воздуха;
•  температуру почвы или питательных растворов;
•  влажность воздуха;
•  влажность почвы;
•  освещенность.

В систему также входят электронные часы с автономным питанием для выполнения дополнительных функций, таких как периодическое контролирование и коррекция влажности воздуха, снижение температуры воздуха и почвы в ночное время, отключение в ночное время системы подсветки и другие сервисные устройства.

При наличии электронных часов, а также воды и электроэнергии, процессы контроля и регулирования микроклимата полностью автоматизированы и не требуют присутствия владельца. Это особенно удобно для горожан, которые зачастую могут выезжать на участок только в выходные дни.

В соответствии с перечисленными контролируемыми параметрами и дополнительными функциями, система обеспечения микроклимата в теплице формируется из следующих функциональных блоков контроля и регулирования (БКР):

•  БКР текущего значения температуры воздуха;
•  БКР предельно допустимого максимального значения температуры воздуха;
•  БКР текущего значения температуры почвы или питательного раствора;
•  БКР текущего значения влажности воздуха;
•  БКР предельно допустимого максимального значения влажности воздуха;
•  БКР текущего значения влажности почвы;
•  БКР текущего значения освещенности;
•  блок контроля наличия питательного раствора;
•  блок сигнализации нарушений энергоснабжения;
•  блок электронных часов;
•  блоки питания.

Перечисленные функциональные блоки позволяют реализовывать системы обеспечения микроклимата в теплицах различной степени сложности, комплектация которых теми или иными блоками зависит еще и от конкретных климатических условий окружающей среды.

Функциональные блоки состоят из первичных преобразователей информации — датчиков, специальных устройств, преобразующих неэлектрические величины (температуру, влажность и т. д.) в электрические сигналы (напряжение, ток), анализирующих устройств, воспринимающих и усиливающих эти сигналы и формирующих из них командные сигналы для коммутации нагрузок (вентилятор, калорифер, лампы подсветки и т. д.) с помощью электронных включателей.

Такая организация позволяет не только использовать различную схемотехнику, но и унифицировать отдельные узлы функциональных блоков.

Поскольку описанные далее гидропонные установки и системы обеспечения микроклимата разработаны с учетом возможности их повторения желающими, то прежде чем переходить к детальному ознакомлению с ними, необходимо познакомимся с некоторыми техническими приемами конструирования, сборки и наладки отдельных узлов и обладать элементарными знаниями по электронике и монтажу, необходимыми для создания систем своими руками.

Оглавление раздела:

Организация систем обеспечения микроклимата