Автоматическая система вентиляции теплицы и ее расчет

Зачем нужны вентиляторы в теплице?

Вентиляторы в теплице давно являются важной частью климатической системы. Помимо своей способности доставлять углекислый газ и кислород растениям, смешивать теплые и прохладные потоки воздуха, вентиляторы могут предотвращать болезни и защищать растения от теплового стресса

Несмотря на то, что в большинстве стран мира, где есть теплицы, производители больше заботятся об «утеплении» себя и растений, большие и маленькие вентиляторы занимают не менее важную часть проекта и интенсивно используются, так как являются незаменимой частью любой климатической системы.

Зачем нужны вентиляторы в теплице:

— они доставляют необходимые растениям углекислый газ и кислород

— помогают предотвратить некоторые болезни, развитие плесени и бактерий, размножающихся в застойном влажном воздухе

— помогают справится с конденсатом и излишней влажностью в зоне выращивания

— обеспечивают непрерывную циркуляцию воздуха и защищают от возникновения «холодных» и «горячих» зон.

— делают работу системы вентиляции эффективней

Сколько вентиляторов нужно теплице?

Количество вентиляторов в зоне выращивания зависит от нескольких факторов. В том числе, от размера зоны выращивания. Рассчитать мощность и примерно необходимое количество вентиляторов можно простой формулой: общая площадь теплицы (зоны выращивания) в квадратных метрах, умноженная на 10.

Например: общая площадь зоны выращивания – 190 квадратных метров.

190х10=1900. Соответственно, вам потребуется циркуляция воздуха со скоростью 1900 кубических метров/сек.

Если в зоне для выращивания растут высокие растения либо растения с объемной листвой, умножьте полученное число на 1,5: 1900х1,5=2850 м3/сек.

По тому же принципу рассчитывается необходимая циркуляция воздуха для не полностью заполненной зоны выращивания (если растения занимают не более 50% общей площади), но полученное число умножается на 0,5: 1900х0,5=950 м3/сек.

Где должны располагаться вентиляторы относительно растений

В большинстве случаев вентиляторы располагают там, где позволяет место и есть розетки. Однако если ваш тепличный комплекс строился по новым технологиям, постарайтесь разместить как можно больше вентиляторов, заранее включив их в проект. Кроме того, можно оборудовать зону выращивания маленькими подвижными вентиляторами, перемещающимися вдоль рядов и постоянно смешивающих теплый, холодный и горячий воздух и направляющих теплые потоки обратно к растениям. Согласно мнению экспертов, трюк с применением маленьких вентиляторов позволит значительно сократить расходы на отопление, так как не позволит теплу улетучиваться «вникуда».

Размещение вентиляторов не всегда статично – существуют модели, которые легко перемещать и, сочетая их мощности, экспериментировать, чтобы найти нужный баланс.

Как часто нужно включать вентиляторы?

Некоторые производители считают, что когда лампы досветки отключены, то необходимости включать вентиляторы нет. Однако это не совсем верно: как и люди, растения не перестают дышать во время сна – несмотря на отсутствие фотосинтеза и необходимости подачи СО2 , растения продолжают дышать, соответственно им требуется кислород. Эксперты советуют постоянно держать вентиляторы включенными и лишь регулировать интенсивность их работы. Современные вентиляторы достаточно дешевы и потребляют мало энергии, поэтому их экономическая эффективность будет заметной.

Вентиляторы устанавливаются в теплицах не только для обеспечения прохлады в теплое время года, но и для комплексной поддержки растений, поддержании здорового микроклимата и высокой продуктивности тепличного комплекса. Вентиляторы также обеспечивают экономию тепла и затрат на отопления, поэтому к их выбору нужно относиться внимательно и не экономить на столь полезном оборудовании.

Установка вентиляторов в теплицах

Для обеспечения постоянной циркуляции воздуха в помещении теплицы устанавливаются вентиляторы. Их мощность должна соответствовать размерам сооружения. Например, в теплице объемом 40 м3 вентилятор за 1 час должен перегонять 800 м3 воздуха, то есть осуществлять перемешивание воздуха в теплице 20 раз в час. Если вы установите более мощное устройство со встроенным регулятором скорости вращения, у вас появится возможность изменять его мощность в зависимости от складывающихся условий.

В небольших теплицах целесообразно размещать вентиляторы на одной торцовой стороне, а в более крупных сооружениях — на обеих торцовых или боковых стенах, причем на небольшом расстоянии друг от друга. Их лопасти должны быть ориентированы параллельно плоскости стены, заподлицо к ней. Вместо стекла установите в стене жалюзи, чтобы они закрывали вентиляционные отверстия при выключенных вентиляторах. При их включении жалюзи будут принимать горизонтальное положение под воздействием потока воздуха. Таким же образом следует устанавливать и приточные вентиляторы. Контролировать работу таких устройств удобно с помощью специального термодатчика, к которому они подключаются.

Чем меньше размер вентилятора, тем выше нужно его устанавливать над уровнем пола сооружения. В небольших теплицах единственный вентилятор лучше всего устанавливать над дверью. В промышленных теплицах размеры таких устройств превышают 1,2 м. Размещаются они на различной высоте в зависимости от того, какие культуры растут в теплице.

Основная функция вентиляторов заключается в обеспечении циркуляции воздуха в теплице. При этом происходит равномерное распределение теплого воздуха от работающих систем отопления. Однако в неотапливаемых теплицах вентилятор тоже необходим. С его помощью поддерживается нормальная для роста и развития растений атмосфера.

Вентиляторы на стенах сооружения размещайте в зависимости от их мощности. На противоположных им стенах обязательно сделайте приточные вентиляционные отверстия, через которые к работающему устройству будет подаваться свежий воздух. Можно установить в приточных отверстиях жалюзи.

Чтобы воздух, поступающий в теплицу, содержал достаточное количество влаги, материал, который прикрывает приточные отверстия, рекомендуется смачивать водой. Для обеспечения свободной циркуляции воздуха в помещении стеллажи с растениями устанавливайте на некотором расстоянии от стен.

В отдельных местах теплицы может скапливаться холодный воздух. Обнаружить их можно с помощью обычного термометра. Устанавливая его в различных местах сооружения, измеряйте минимальные ночные температуры. При этом температура окружающего воздуха должна оставаться постоянной. Удобнее использовать для этого сразу несколько термометров, которые вывешиваются по всему периметру теплицы.

Варианты крепления

Окошки, расположенные под крышей, могут крепиться либо на поворотных шарнирах, как на фото внизу, либо же шарниры будут расположены на верхней стороне фрамуги. Существенной разницы на микроклимат в парнике выбор конструкции фрамуг не окажет, но если вы в дальнейшем планируете установить систему автоматического открывания форточек, то заранее рассчитайте, как именно ее будете крепить.

В экстренном варианте (допустим, не рассчитали заранее температурный режим) рамку для фрамуги не делают, просто прорезают поликарбонат по трем из четырех сторон лючка, верхний край заламывают, чтобы он свободно двигался вверх-вниз, а к нижнему прикручивают ребро жесткости (отрезок профиля или даже рейку). Эта экстренно сделанная конструкция вполне выручит на те несколько дней, пока мы подготовим нужные материалы и правильно смонтируем окошки.

Сделать окошки в теплице своими руками, и при этом избежать мелких досадных ошибок поможет видео. Пожалуйста, просмотрите мастер-класс перед тем, как начать работу.

Типы систем вентилирования в теплицах

Обустроить качественную циркуляцию воздуха в замкнутом пространстве теплиц можно двумя способами: вручную или автоматизировано. В первом варианте это трудозатраты, ведь нужно постоянно следить за состоянием микроклимата внутри, но для небольших парников этот способ вполне действенен. Во втором случае можно обустроить полностью автоматическую систему, которую лишь иногда нужно будет инспектировать. Как сделать вентиляцию теплицы с достаточной функциональностью, и какой тип ее выбрать?

Ручная вентиляция

Такой воздухообмен еще имеет название естественной вентиляции в теплице. Она происходит посредством отпирания дверей, форточек и фрамуг в стенах парника. Эти проемы могут быть разного размера с различным расстоянием. Основной принцип естественного воздушного обмена гласит, что чем меньшая по размеру форточка, тем чаще их нужно размещать.

Второе правило такого типа вентиляции: отток воздушных масс должен быть равен их притоку. То есть количество проемов должно быть одинаковым.

А вот расположение их должно быть на разной высоте. Приточные фрамуги располагают ниже возле поверхности земли, а проема для отвода повыше, лучше всего в кровле.

С открытием одинакового количества форточек воздушный обмен происходит естественным путем, за счет разницы температур. Теплый нагретый воздух поднимается, и уходит сквозь верхние проемы, а свежий более холодный проникает через нижние фрамуги.

Принудительный воздухообмен

Но, такое проветривание можно устраивать, если теплица небольшая по размерам, с большими парниками придется, постоянно возится, контролируя микроклимат. Чтобы не обустраиваться на постоянное место жительства рядом с форточками, отличным вариантом станет принудительная вентиляция теплицы.

Систему организовывают, монтируя подходящие вентиляторы, запитанные от электричества.

Такой вариант дает массу преимуществ для тепличного хозяйства:

Можно обустроить качественное проветривание за относительно небольшие деньги.
Установив требуемое количество вентиляторов сделать полноценную вентиляцию по всему пространству парника.
Смонтировав систему с учетом технологии можно полностью контролировать микроклимат в теплице, меняя режим работы приточно-вытяжных вентиляторов с более сильного варианта слабым и наоборот.
Установка термодатчиков с реле позволит полностью автоматизировать воздухообмен, и включать/выключать в определенное время на ограниченный период.

В отличие от естественной вентиляции, ее принудительный аналог более продуктивный, и намного упрощает работу в тепличном хозяйстве, освобождая время.

Гидравлические системы

Принудительная вентиляция, это самый оптимальный вариант, но она имеет один недостаток – необходимо постоянное наличие электропитания. При его отключении возникнет проблема, особенно в уже теплое время года, когда температура воздуха в замкнутом пространстве парника может подняться до критической отметки за пару часов.

Отличным аналогом автоматизации станет монтаж гидравлической системы. Ее принцип работы построен на физических свойствах жидкостей, как это функционирует?

К фрамугам монтируют систему тяг, которые имеют гидравлический привод. Его работоспособность заключается в следующем. На улице и внутри установлены две емкости с жидкостью. Внутренняя выполняет функцию термодатчика, и при нагревании жидкость, расширяясь по шлангам, двигает рычаг, открывая фрамугу. Уличная емкость служит компенсатором, то есть при охлаждении жидкости, она сжимается, двигая второй рычаг, закрывая форточку.

Но, такая система имеет один недостаток, жидкость меняет свои свойства, постепенно нагреваясь или охлаждаясь, и при наступлении резких заморозков, окна могут попросту не успеть запереть проемы. Однако гидравлическая вентиляция очень проста в обслуживании и дешева при установке.

Биметаллические конструкции

Функционирование системы построено на том же принципе что и гидравлические аналоги. Только работа построена на различном расширении при нагревании двух разных металлов.

Как правило, в качестве датчиков используют сталь и латунь. От нагревания металл расширяется, приоткрывая форточку, а охлаждаясь – система закроет фрамугу.

Устройство такой системы вентиляции очень надежное, и долговечное ведь нет ни источников питания, ни деталей которые могут сломаться. Однако ее можно применять только по небольшим окнам, а также довольно сложно получить точно настроенную на определенную температуру конструкцию.

Вентилирование парников

Вентиляция парников ничем не отличается от вентилирования теплиц. Единственная разница в том, что парники не отапливаются. Если они и отапливаются, то при помощи биотоплива.

Даже не имея системы отопления в парнике, температура и влажность в нем под действием солнечной радиации может достигать критических значений для рассады и растений. Поэтому все те приспособления, которые годятся для теплиц подходят и для парников.

Вентиляция в парнике может быть обеспечена даже футбольной камерой. Для этого необходимо установить футбольную камеру под раму парника вечером так, чтобы рама парника в закрытом состоянии касалась ее.

При повышении температуры в парнике днем воздух в камере нагреется, и она приподнимет раму. Таким образом, минимальная вентиляция в парниках будет обеспечена. В них можно применять и гидроцилиндры для открывания рам и вентиляторы для охлаждения. Вентиляция парника особенно важна для выращивания рассады.

Полезная информация:

Пыльца томатов при температуре 37 градусов погибает
Томаты любят, чтобы корни были влажные, а надземная часть сухая

Дельные советы

Как правило, вентиляция делается комбинированной. Это дает сразу несколько преимуществ: зимой – вести контроль на расстоянии, летом – экономить электроэнергию

Важно и то, что оборудуя помещение своими руками, Вы должны разместить вентиляционные отверстия как можно дальше от нагревательных деталей. Идеальный вариант – отточный и приточный вентиляторы находятся в противоположных концах

Только так круговорот воздуха будет правильным.
Грамотно выполненная вентиляция поможет выращивать даже экзотические растения.
Монтируя в теплице вентилятор, рекомендовано сразу позаботиться о его автоматизации. Тем не менее, для этого необходимо четко представлять, когда нужно проводить проветривание. Найти ответ на этот вопрос поможет знание требуемых для конкретной культуры климатических особенностей.

Более подробно о системе автоматического полива расскажет этот материал.

Лучший вариант – вентиляция с контрольной системой, обладающей таймером. Цена на подобное устройство не слишком высока.
В теплице могут находиться растения, которым требуется постоянный приток свежего воздуха. Ввиду этого периодичность запуска стоит привязать к специальному датчику температур, взаимодействующему с нагревателем.
Часто при оборудовании вентиляции своими руками применяют нагреватели, оснащенные воздухозаборниками.
Не стоит пренебрегать такой вещью в теплице, как автоматические форточки. Они в несколько раз облегчат Вам работу.

Итак, установить систему вентиляции в теплице своими силами – это реальность. При этом, сделать это не только можно, но и нужно, так как проветривание играет важную роль во время выращивания растений. Именно поэтому, устанавливая в теплице вентиляционную систему, Вы должны подойти к процессу ответственно, учитывая особенности выращиваемых культур. Для тех кто любит делать все самостоятельно, и при этом существенно экономить, будет полезным этот материал.

Естественная система вентиляции теплицы

Устройство естественного воздухообмена происходит при помощи дверей, форточек, окон. Воздушные потоки сменяются благодаря разнице температур. При сооружении тепличной конструкции, размещения в ней дверных, оконных проемов, необходимо учитывать следующие факторы:

Размещение форточек нужно делать на разной высоте, чтобы циркуляция воздушных масс охватывала все уровни.
Количество форточек зависит от их размеров. Чем они меньше, тем чаще располагаются.
Приточный объем должен равняться вытяжному. Для этого вентиляционные проемы сооружаются примерно одинакового размера. Тогда циркуляция воздуха будет происходить спокойно, без сквозняка, вреда для растений.
Для сохранения овощных культур необходимо учитывать, что холодный воздушный поток проходит внизу, теплый – поднимается вверх. Для равномерного температурного смешения будет полезной рециркуляция воздуха, например, при помощи бытового вентилятора.

Недостатком естественной вентиляции теплиц можно считать постоянное включение человека в ее работу, когда нужно самостоятельно отслеживать температуру, влажность, регулировать объем поступающего воздуха.

Изготовление биметаллической системы вентилирования

Для того чтобы приоткрывать небольшие форточки или шторки клапанов, не обязательно конструировать сложную систему из электрических приводов или гидравлических поршней. Вполне достаточно установить биметаллический элемент, чтобы вентиляция начиналась при значительном повышении температуры в теплице. Для этого вам понадобится либо две длинных и достаточно узких полосы из разных металлов, либо металл и любой другой материал, которые имеют различные коэффициенты расширения. Лучше всего подойдут винипласт с обычным кровельным железом.

Фото биметаллического элемента автоматической вентиляции теплицы

Берем две длинные полосы этих материалов и склепываем их по всей длине, по периметру, с некоторым отступом от кромки. Далее можно пойти двумя путями. Более простой предполагает закрепление полосы из металла и пластика к нижней части доски, вертикально установленной почти вплотную к раме форточки. Фиксация выполняется в двух точках: в самом низу и на уровне четверти от длины биметаллического элемента. При нагреве один из материалов начнет расширяться сильнее другого и произойдет изгиб полосы, верхний конец которой должен быть закреплен через двойное шарнирное соединение к нижнему краю форточки.

Исходные данные по теплице

Теплица представляет собой закрытый модуль-огород с двумя стеллажами по 4 полки каждый. Внешние размеры модуля: длина 6.4м, ширина 2.5м, высота 2.66м. Толщина стенки 150мм. Размер полок: длина полок 3.9 м, ширина 60мм, расстояние между полками 45мм.

Схема теплицы

Для вентиляции одного стеллажа с растениями, используется 4 трубы соединенных с коробом размером: длина 200мм, ширина 150мм, высота 1.6м, в который вентилятор нагнетает подготовленный воздух.

К каждой полке с растениями воздух подается отдельно по трубе с отверстиями. Длина труб 3.7м, внутренней диаметр 38мм, диаметр отверстий 8мм. Каждая труба имеет 18 отверстий, два ряда по 9 отверстий под углом 80 градусов между рядами.

Конфигурация модели CFD – стеллаж для растений

Объем вентилируемого пространства 21.5 м3. Кратность воздухообмена 16 ACH. Используется центробежный вентилятор WBN 130/3.

Аэродинамическая характеристика WBN 130/3

Влажность почвы и полив

Еще важный параметр для теплиц — влажность почвы. В разные стадии роста и созревания этот параметр меняется. Самая большая потребность растений во влаге в рассадный период — до 90—95%, а также в фазу плодообразования и плодоношения.

Системы автополива

Автополив в теплице устроен по разному, но в итоге все приходят к дозирующему поливу. Датчики влажности почвы можно использовать но с тщательной доработкой. Китайские датчики влажности из печатных плат могут показывать точные данные не больше месяца, после чего металлическая поверхность контактов разрушается и окисляется. Если использовать этот датчик, то в конце концов придет момент, когда вы зайдете в теплицу а у вас там бассейн, все залито а ваши растения вероятно всего погибнут. Поэтому датчики влажности можно использовать совместно с датчиком потока воды (счетчиком воды). Надо замерить количество потребляемой воды в сутки и задать этот параметр. Датчик влажности почвы можно использовать но с доработкой, контакты должны быть из такого материала, который проводит электрический ток и как можно меньше окисляется. Это может быть медь, но и она окисляется ос временем, но это уже хорошо, т.к. можно раз в год чистить контакты и опять использовать. Но лучше попробовать графитовые стержни, графит проводит электрический ток и не окисляется. Я пока не пробовал, но вот хочет сделать для теста такой датчик. Вообще за основу надо взять показатели счетчика воды, а датчиком влажности можно отключать полив, если он покажет максимальные значения. Например в дождливую погоду, расход воды уменьшается в разы, и установленного количества воды для датчика потока может быть чересчур много. Так что контроль для полива лучше сделать комбинированным.

Полив включается с помощью реле по сигналу от датчика или по времени. Емкость для полива должна находиться на высоте и полив лучше делать «самотеком» просто открывая или закрывая электроклапан. Таким образом можно сделать более автономную систему, т.к. для питания контроллера и клапанов хватит обычного аккумулятор и солнечной батареи. Такой принцип работы полива будет уместен в местах, где часто отключают электричество на длительное время.

Автоматическая вентиляция теплицы своими руками

Приведем пример, как правильно сделать вентиляцию в теплице самостоятельно.

Гидравлическая система сообщающихся сосудов. Устанавливается для осевой форточки (горизонтальное, вертикальное расположение). Необходимы две емкости: стеклянные банки, пластиковые бутылки или другие емкости. Изготовление:

Одна емкость наполовину заполняется водой.
Размещается вверху теплицы. Чем выше, тем быстрее нагреется вода и откроется форточка.
Вторая емкость прикрепляется (шпагатом, например) к верхней части вертикальной осевой форточки. Немного заполнена водой.
Емкости соединяются между собой тонким шлангом, концы которого размещены на дне внутри каждой бутылки/банки.

При нагревании жидкость из первой емкости будет перемещаться по шлангу во вторую, утяжеляя ее. Форточная рама станет постепенно открываться по мере того, как вторая бутылка/банка будет опускаться вниз. При охлаждении воздуха вода возвратиться обратно, форточка закроется.

Биметаллическая конструкция. Используется для легких форточек, начинает действовать при значительном повышении температуры. Хорошо подойдут для этого материалы кровельного железа и винилпласт. Изготовление:

Отрезать длинную полосу каждого материала.
Склеить две полосы между собой по периметру, немного отступая от края.
Отмерить на получившейся конструкции ¼ всей длины.
Закрепить полосу в отмеченном месте к нижней части форточной рамы.
Другой конец полосы установить через двойное шарнирное соединение на нижней части самой форточки.

Конструкция будет открывать форточку, когда один из элементов прогреется больше другого, изгибая всю полосу. При охлаждении вернется к первоначальному положению, постепенно закрывая форточную раму.

Изготовление биметаллической системы вентилирования

Для того чтобы приоткрывать небольшие форточки или шторки клапанов, не обязательно конструировать сложную систему из электрических приводов или гидравлических поршней. Вполне достаточно установить биметаллический элемент, чтобы вентиляция начиналась при значительном повышении температуры в теплице. Для этого вам понадобится либо две длинных и достаточно узких полосы из разных металлов, либо металл и любой другой материал, которые имеют различные коэффициенты расширения. Лучше всего подойдут винипласт с обычным кровельным железом.

Фото биметаллического элемента автоматической вентиляции теплицы

Берем две длинные полосы этих материалов и склепываем их по всей длине, по периметру, с некоторым отступом от кромки. Далее можно пойти двумя путями. Более простой предполагает закрепление полосы из металла и пластика к нижней части доски, вертикально установленной почти вплотную к раме форточки. Фиксация выполняется в двух точках: в самом низу и на уровне четверти от длины биметаллического элемента. При нагреве один из материалов начнет расширяться сильнее другого и произойдет изгиб полосы, верхний конец которой должен быть закреплен через двойное шарнирное соединение к нижнему краю форточки.

Второй вариант более сложен для выполнения своими руками, но зато эффективнее как минимум в 1,5 раза, а если все правильно рассчитать, то и вдвое. Для того чтобы заработала автоматическая вентиляция, вам понадобятся две биметаллические полосы, установленные вертикально и скрепленные посередине коротким бруском. Дальняя от форточки пластина жестко фиксируется в верхней точке к каркасу теплицы, а та, что соединена шарнирами с рамой – нижним концом к закрепленному на полу брусу. К нему же затем крепится свободный конец дальнего элемента на двойном шарнире. Полосы нужно расположить зеркально, то есть элементом с меньшим коэффициентом расширения наружу.

На фото — работа автоматической вентиляции теплицы

Как это все работает? Очень просто. При нагреве оба биметаллических полотна начинают изгибаться, однако дальняя пластина, имеющая только ограниченную свободу снизу, подается в сторону форточки, приподнимаясь на шарнире. Тем самым она подталкивает вторую полосу, которая тоже изгибается верхним концом в сторону форточки. Получается, что длина пути верхней точки соединенного с фрамугой элемента удваивается. При этом время откидывания створки остается прежним, поскольку нагрев и, следовательно, изгиб обеих биметаллических полос происходит одновременно.

Facebook X ВКонтакте

Автоматическая система вентиляции теплицы и ее расчет

Зачем нужны вентиляторы в теплице?

Установка вентиляторов в теплицах

Варианты крепления