Автоматическая система вентиляции теплицы и ее расчет

Виды и принцип действия автоматического проветривания теплиц

Принцип работы любого автоматического проветривания теплиц с термоприводом основан на открывании и закрывании форточки в результате температурных показателей в помещении. Существует несколько видов устройств для проветривания теплиц. Каждый из них отличается физическим принципом, положенным в основу работы прибора, и имеет свои преимущества и недостатки.

Электронный термопривод

Система состоит из вентиляторов, размещенных в верхней части теплицы, и термореле с датчиками, контролирующими их работу. Этот один из самых удобных и эффективных способов регуляции температуры.

Достоинствами использования электронного термопривода являются:

• рациональность;
• точная регулировка температуры, которая не имеет инертности;
• широкий диапазон мощности, который подходит под любые размеры теплиц;
• способность использовать в теплицах любой конструкции.

Недостатками электрического проветривателя для теплиц является

Знаете ли вы? Первые теплицы появились в Древнем Риме. Римляне высаживали растения в тележки на колесах. Днем размещали их на солнце, а на ночь прятали в теплые помещения.

Принцип действия пластины, изготовленной из разных металлов

Значительно реже используется автопроветриватель для теплицы, принцип действия которого основан на способностях различных металлов по-разному реагировать на скачки температур. Такое устройство носит название биметаллическая система. Она состоит из двух пластин, состоящих из металлов с разным коэффициентом линейного расширения. При нагреве пластины изгибаются в одну сторону и открывают форточку, при охлаждении – в другую, закрывая ее.

• полная автономность и независимость от источников питания;
• простота монтажа;
• можно эксплуатировать длительное время;
• дешевизна.

• инертность. При недостаточном прогревании форточка не откроется;
• маломощность. Приспособлена только под легкие рамы;
• проблематичность подбора металлов, способных расширяться при нужной для растений температуре.

Знаете ли вы? Теплицы, приближенные по внешним признакам к сегодняшним, появились в XIII веке в Германии. Создателем их считают Альберта Магнуса, которого католическая церковь признала колдуном. А строительство теплиц было запрещено инквизицией.

Особенности работы конструкции на основе гидравлики или пневматики

Система с термоприводом для автоматической теплицы имеет в основе гидравлический или пневматический принцип работы. Разница этих принципов в рабочем теле: жидкости или воздухе. Систему можно изготовить самостоятельно или купить в магазине.

Прибор состоит из цилиндра, наполненного специальной жидкостью, и штока, который двигается под силой расширения или сжатия этой жидкости. Жидкость при температуре 23 градуса начинает расширяться и выталкивает шток с усилием более 20 кг, открывая форточку. Закрываться система должна под собственным весом по мере задвижения штока. Если окно имеет конструкцию, которая нуждается в закрывании, то для этого предлагается либо пружина, либо аналогичный механизм обратного действия.

Такая система имеет ряд преимуществ:

• надежность и долговечность;
• независимость от источника питания;
• простота крепления к раме. Нужна всего лишь отвертка или шуруповерт;
• достаточная мощность для рам любого типа.

Недостатки гидравлической системы проветривания:

• инертность процесса. При резком понижении температуры закрытие проходит медленно;
• температура отслеживается только в месте крепления системы;
• высокая стоимость, поэтому экономически не выгодна для маленьких теплиц.

Систему с пневматически-гидравлическим принципом работы можно изготовить собственными руками.

1 – брус-противовес; 2 – рама оконная; 3 – центральная ось рамы; 4 – крепление малой емкости к раме.

Принцип работы основан на расширении воздуха при повышении температуры в большей банке. Воздух толкает воду, переливая ее в меньшую банку, которая и открывает окно. При понижении температуры вода всасывается в первоначальное положение, и окно благодаря противовесу закрывается. Эта система имеет ряд преимуществ:

• энергетически независима;
• простая и дешевая.

• громоздкость конструкции;
• в большой баллон необходимо периодически вливать воду взамен испарившейся;
• данный способ используется только для окон с горизонтальной центральной осью.

Привлекательность их в самостоятельном изготовлении.

Изготовление своими руками

Как изготовить устройство для проветривания теплиц своими руками? Для самостоятельного изготовления самым простым и эффективным вариантом термопривода для теплиц является гидравлический.

На его сборку понадобятся:

• 2 стеклянных банки (3 л и 800 г); 
• латунная или медная трубка длиной 30 см и диаметром 5-7 мм; 
• пластиковая трубка от медицинской капельницы длиной 1 м; 
• отрезок дреревянного бруса длиной, равной ширине открывающейся фрамуги. Сечение бруска подбирается с учетом веса форточки, т. к. он пойдет на изготовление противовеса; 
• металлическая жесткая проволока; 
• герметик; 
• две крышки для банок: полиэтиленовая и металлическая; 
• гвозди 100 мм — 2 шт.

Последовательность сборки будет такой:

• в трехлитровую банку наливается 800 гр.; 
• банка с помощью закаточной машинки наглухо герметизируется металлической крышкой; 
• в крышке пробивается или высверливается отверстие, в которое вставляется латунная трубка. Опускать трубку нужно до тех пор, пока до дна не останется 2-3 мм; 
• стык трубки и крышки заделывается герметиком; 
• на металическую трубку насаживается один конец трубки пластиковой.

Далее работают с банкой в 800 гр, только ее оставляют пустой, закрывают полиэтиленовой крышкой и вставляют пластиковую трубку вторым концом. От среза трубки до дна банке тоже оставляют 2-3 мм.

Завершающим этапом размещают банки по рабочим местам. Для этого трехлитровую с помощью гвоздя и металлической проволоки подвешивают рядом с вращающейся форточкой так, чтобы при любом положении форточки до нее хватало длины пластиковой трубки.

Маленькую банку тоже на гвозде и проволоке закрепляют на верхней части рамы вращающейся горизонтально форточки. Чтобы уравновесить массу банки, с уличной стороны форточки на нижнюю часть ее рамы прибивается брусок-противовес.

Теперь если в теплице повысится температура, то нагретый в большой банке воздух начнет выдавливать воду по пластиковой трубке в банку малую. По мере того, как в маленькую банку будет набираться вода, из-за увеличившегося веса верхней части форточки та начнет проворачиваться вокруг своей оси, т. е. начнет открываться.

По мере охлаждения воздуха в помещении теплицы, станет остывать и сжиматься воздух в трехлитровой банке. Получившееся разряжение втянет воду обратно из маленькой банки. Последняя потеряет в весе и рама форточки под весом противовеса опустится в положение «закрыто».

Не самая хитрая конструкция гидравлического термопривода позволяет самостоятельно собрать устройство, серьезно облегчающее уход за теплицей. С его помощью полностью отпадает необходимость в контроле за температурой воздуха в парнике.

Возможности и классификация теплиц с умным управлением

Автоматизированная теплица подразумевает выполнение ряда операций без участия человека, а именно:

• поддержка требуемых температурных параметров внутри;
• автополив растений посредством капельного орошения;
• мульчирование (восстановление) почвенного слоя.

Автоматизированная система управления

Радует тот факт, что система вполне может быть обустроена своими руками – никаких особых проблем в этом нет, да и использование специализированного инструментария и комплектующих не требуется. С точки зрения ценового аспекта также не возникает никаких вопросов – стоимость оборудования по карману каждому дачнику, а некоторые из компонентов так и вовсе можно изготовить самостоятельно.

Умные теплицы можно классифицировать следующим образом:

• автономные – все системы работают исключительно на тепловой или солнечной энергии;
• энергозависимые – питание элементов осуществляется от подведенной электросети.

Каждый тип обладает своими достоинствами и преимуществам о важности, которых споры между дачниками не утихают и по сей день. Впрочем, имеют место и недостатки

Так, например, умная теплица Курдюмова, функционирующая от электросети, вызывает существенный расход электроэнергии, при отключении которой для растений могут наступить наиболее неблагоприятные последствия.

Схема работы умной теплицы

Домашние тепличные конструкции. Особенности

Сооружают из различных материалов. К металлическому или деревянному каркасу прикрепляется по возможности прозрачный материал, не пропускающий воздух. Широко применяются плотная полиэтиленовая пленка, поликарбонат, стекло и др. Они пропускают солнечный свет, прогревающий воздух, но при том удерживают тепло внутри.

Главная особенность – прогрев внутреннего пространства за счет выделяемого почвой тепла, солнечного света. Это позволяет высадить овощные культуры, собрать урожай на 1-1,5 месяца раньше. Как правило, сооружают для томатов, огурцов, зелени, кабачков, баклажанов и т.д.

Чтобы тепличное сооружение, потраченные силы, время себя оправдали, необходимо грамотно организовать высадку растений, определить их совместимость, правильно распределить по пространству с учетом условий их прорастания, формирования, вегетации и т.д. Кроме того важен правильный уход за растениями: механизм контроля температурно-влажностных показателей воздуха в сооружении, рыхление, замена почвы, прополка, правильная схема полива и вентиляции.

Автоматизация проветривания в теплице

Автоматика такого процесса значительно упрощает работу в тепличном хозяйстве. Ведь не нужно постоянно контролировать состояние микроклимата: температуру воздуха, уровень влажности и соответствие этих факторов для конкретной культуры. Достаточно установить простые датчики и лишь периодически осуществлять проверку системы.

Используя выше перечисленные типы вентиляции, можно добиться качественного воздухообмена в замкнутом пространстве парника. Что из этих систем можно установить у себя в хозяйстве?

1. Электрическое оборудование, с датчиками контроля температуры и реле.
2. Гидравлические системы управления микроклиматом.
3. Биметаллические типы вентиляции.
4. Автоматизировать закрывание и отпирание форточек.

Какие нюансы нужно знать и учитывать при использовании таких автоматических вентиляционных систем теплиц, чтобы поддерживать необходимый баланс влажности и температуры окружающей среды?

Электрическая автоматика

Одна из лучших систем, которую можно использовать сегодня для установки в парниках. Принцип работы строится на наличии датчика показателя температуры и реле с дальнейшим его подключением к вентилятору.

Электрическое проветривание работает по следующей схеме. Если температура поднимается к установленному пределу, срабатывает реле и запускается вытяжка. Разогретая воздушная масса будет удаляться через вытяжной вентиляционный канал, а свежий более прохладный воздух поступать через приточные отверстия или не герметичные конструкции накрытия парника.

Важно, чтобы объем подаваемого свежего воздуха был приблизительно равен удаляемой массе! Если будет недостаточно естественного притока, можно добавить в стенах принудительную приточную систему. Кроме достаточного объема свежего воздуха, это даст более интенсивное охлаждение, и как результат сократит время работы электрических вентиляторов. Автоматическая вентиляция теплиц, функционирующая по этому принципу, позволяет очень точно контролировать микроклимат внутри помещения

Автоматическая вентиляция теплиц, функционирующая по этому принципу, позволяет очень точно контролировать микроклимат внутри помещения.

Однако, как и любая система, есть и один недостаток, это обязательное наличие подключения к электросети. При внеплановых отключениях питания, вся теплица подвержена опасности. Устранить это можно дополнительными источниками электричества.

Иногда рекомендуют установку солнечных панелей, или ветрогенератора. Но, такие системы очень дороги, и требуют определенных условий для своей работы. Лучше всего. Установить аварийный бензиновый или другой подобный генератор, с автоматической системой включения при отсутствии основного питания.

Также довольно сложно без опыта правильно смонтировать всю систему вентилирования, и установить привода вентиляторов. Но, в таком случае лучше всего обратится к специалистам, которые сделаю все очень быстро и качественно.

Гидравлика

Гидравлические системы автоматики функционируют наравне с электрическими аналогами, но, при этом не требуют дополнительного источника питания. Ведь вся схема построена на принципе физических и механических процессов.

Автоматическая вентиляция теплицы с гидравлическим приводом работает при нагревании сосуда с жидкостью залитой цилиндре.

Эту емкость, как правило, располагают рядом с открывающейся фрамугой, под потолком. При повышении температуры окружающего воздуха, жидкость в цилиндре расширяется передавая усилие на шток, который открывает створку окна. После охлаждения объем жидкости ужимается, давая возможность закрыться открытой форточке.

Эффективная работа гидравлической автоматической системы вентилирования вполне выполняет работу по поддержанию необходимого микроклимата в парнике. Но, самое главное, она полностью независима от каких либо источников питания, а также не требует никакого постоянного наблюдения за ее работой.

Гидравлическую автоматическую вентиляцию в теплице можно собрать своими руками, даже с обычных пластиковых бутылок. Но более надежные и эффективные, это устройства произведенные фабричным способом.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция зимнего сада – своевременное проветривание сооружения для притока свежих воздушных масс, просушивания, удаления тепло-, влагоизбытков. Организуется установкой форточек, оконных проемов таким образом, чтобы воздушные потоки, циркулируя, максимально охватывали пространство.

Вытяжные форточки располагаются внутри крыши, стен, оснащаются дополнительными механизмами открывания (поворотные, откидывающиеся). Приточные расположены внизу стен ввиде небольших продольных проемов.

Установка естественной системы вентилирования зависит от высоты потолка. Для осуществления природного механизма проветривания необходима воздушная тяга, которая усиливается с увеличением высоты. Чем выше вытяжное отверстие, проем, тем сильнее тяга, эффективнее проветривание. Зимние сады высотой менее 2,5 м придется оснащать механическим способом вентилирования, так как сила тяги внутри будет отсутствовать.

Эффективной показывает себя система, когда вытяжные решетки установлены вверху скатной крыши, приточные проемы размещены горизонтально у самого пола.

Вентиляция теплиц зимой

Вентилирование зимних теплиц производится тщательным образом. Подобные сооружения предназначаются для получения круглогодичного урожая даже теплолюбивых фруктов, овощей.

Исключить проветривание зимних теплиц совершенно нельзя. Доступ свежего воздуха необходим растениям каждый день. Отведение отработанного воздухопотока производится вытяжным отверстием, проемом.

Предусматривается отопление зимних теплиц при помощи энергоэффективных технологий, стандартной системы отопления и т.д. Независимо от этого, необходимо организовывать качественную систему вентилирования зимой, потому что собирающийся конденсат нужно отводить вместе с отработанным воздухом. Используется механическая система, более эффективное при условиях функционирования зимой.

Самостоятельное изготовление проветривателя

Поскольку некоторые из описанных выше устройств имеют довольно простую конструкцию, организовать вентиляцию теплицы вполне можно и своими руками.

Система с несколькими ёмкостями

Система с двумя ёмкостями

Данное устройство, изготовленное своими руками, состоит из двух ёмкостей — большой и маленькой. Большую изготавливают из металла и заливают её маслом. Жидкость, нагреваясь, перетекает в меньшую ёмкость, к которой прикреплена форточка, и последняя начинает постепенно открываться.

• В качестве большей ёмкости можно использовать металлическую канистру вместимостью 3-4 литра. Меньшую же можно сделать из обычной жестяной или стеклянной банки.
• Для изготовления трубок, по которым будет перетекать жидкость из одной ёмкости в другую, можно использовать любой материал. Главное — чтобы трубки были достаточно длинными и доставали до дна ёмкости.
• Если трубки металлические, то для их прикрепления к канистре используется сварочный аппарат. Резиновые же или пластиковые трубки крепятся с помощью гаек с резьбой.
• Ёмкость большего объёма заполняется рабочей жидкостью, например, отработанным автомобильным маслом, приблизительно на 35-40%.
• Маленькая ёмкость заполняется жидкостью полностью, при этом трубка, которая к ней подсоединена, должна быть заполнена маслом приблизительно на 1см над её уровнем.
• Маленькая ёмкость устанавливается на краю форточки снаружи. Большая крепится под потолком внутри теплицы.

Трубки, соединяющие два резервуара, должны входить в них герметично! В противном случае система работать не будет.

Когда наружная ёмкость нагреется под солнцем, масло начнет перетекать в емкость, расположенную в теплице. Она под силой тяжести опустится вниз, а форточка откроется, создав таким образом вентиляцию в парнике.

При понижении температуры масло перетечет обратно, внешняя ёмкость станет тяжелой и своим весом заставит форточку закрыться.

Пневматическая система

Схема автоматической пневмовентиляции

Чтобы сделать пневматический проветриватель для теплицы своими руками, необходимо подготовить:

• Металлическую канистру.
• Цилиндр небольшого размера с гладкими стенками.
• Надувной шарик.
• Кусок пенопласта.
• Силиконовый герметик.
• Металлический шток.
• Резиновую трубку.
• 2 метра прочной лески.
• Шпульку из-под швейной машинки.
• Небольшую металлическую полосу.
• Клей.
• Скотч.

Пример самодельной пневматической системы для проветривания теплицы

Пневматическая система вентиляции своими руками несколько сложнее в изготовлении по сравнению с предыдущим способом, однако в основе работы этого устройства также лежит использование тепловой энергии.  В первую очередь нужно окрасить канистру в черный цвет, чтобы она лучше притягивала солнечное тепло. Когда краска высохнет, в крышке следует просверлить отверстие для соединительного шланга и вставить сам шланг, плотно зафиксировав его с помощью герметика.

Для изготовления меньшей ёмкости используется кусок поликарбоната, свернутый в трубу, торцевые концы которой склеиваются цианакриловым клеем. Дно и крышка цилиндра также изготавливается своими руками из поликарбоната. В дне нужно просверлить отверстие для трубки, а в крышке — отверстие для штока. Для изготовления направляющей можно использовать обычную пластмассовую трубку нужного диаметра.

Далее на трубку надевается шарик и герметично фиксируется на ней. Из пенопласта вырезается круглый поршень, а его бока оклеиваются скотчем для хорошего скольжения. Затем к пенопластовому поршню крепится шток, изготовленный из металла.

Из пластины изготавливается коромысло с двумя разными отверстиями на концах. Отверстие большего диаметра используется для крепления на ось, а на маленькое крепится придаточная тетива. Ось изготавливается из обычного гвоздя.

Такая система вентиляции, сделанная своими руками, работает довольно просто. Воздух в ресивере, закреплённом под потолком парника, при нагревании перемещается в цилиндр, что способствует надуванию воздушного шара. Поршень со штоком при этом поднимается, воздействуя на коромысло, натягивая леску и поднимая форточку. Когда воздух остывает, форточка закрывается.