Автоматизированные теплицы для дома

Лучшая теплица-автомат из поликарбоната

Теплицу участника нашего портала с ником KosGov многие называют лучшим решением из всего, что есть в русскоязычном интернете с точки зрения технической грамотности. Эта солнечная теплица задумывалась как пассивная, но со временем стала активной. В этой статье мы расскажем о конструкции и принципе работы этого удивительного сооружения.

• Конструкция теплицы
• Их чего сделан теплоаккумулятор для теплицы
• Как устроена циркуляция воздуха в теплице
• Когда делается высадка рассады

Как правильно сделать теплицу из поликарбоната

Размеры теплицы 4х6 метров. Северная сторона утеплена, угол наклона южного ската – 53 градуса.

Каркас сварен из квадратного профиля 40х40мм, сечение промежуточных элементов такой же трубы — 20*х20 мм. Толщина поликарбоната – 6 мм. Больших природных катаклизмов пока не было, но стандартный град теплица пережила без единого повреждения.

Пирог утепления северной стены: 10 мм OSB, 100 мм минеральная вата, ветрозащита, крашеный профильный лист.

Уклон почвы в теплице не делался, и хозяин теплицы очень сомневается в том, что он необходим.

Теплица сразу задумывалась не как круглогодичная, а для длительного использования. Зимой световой день слишком короткий для нормального развития и роста растений, а температура воздуха в феврале-марте в регионе, где живет наш пользователь, стабильно опускается до -25 градусов и ниже.

Круглогодично выращивать овощи в таких условиях можно только в отапливаемой теплице с освещением, но это KosGov посчитал избыточным. Его задачей было построить теплицу, которая умела бы накапливать тепло днем и отдавать его ночью.

Бочки как аккумуляторы тепла

В теплице установлено 15 черных бочек металлических бочек, в которые разлито три тонны воды. Совокупная емкость этого теплоаккумулятора — 12,5 МДж/К

Бочки установлены таким образом, что летом они по максимуму скрыты в тени козырька теплицы (но тень падает только на бочки, на растения – нет). Зимой тень на бочки не падает, они весь день под прямыми солнечными лучами – конечно, когда на небе есть солнце.

Поэтому летом бочки всегда прохладные и охлаждают теплицу, а зимой, наоборот, нагреваются и обогревают ее.

Воду из бочек наш участник ни разу не сливал, и вода в них не замерзала, даже когда на улице было -30 градусов.

По подсчетам KosGov , на квадратный метр его теплицы приходится 116 литров воды, что, согласно подсчетам Мичиганского университета, подходит для теплиц продленного периода вегетации. (Для круглогодичного использования необходима норма в 200 л/м 2) .

Подземные воздуховоды

В грунте теплицы на глубине 50 сантиметров KosGov закопал в грунт воздуховоды. Это дренажные трубы диаметром 10 см. Через них, благодаря канальным вентиляторам, днем и ночью, зимой и летом по определенному алгоритму циркулирует воздух.

Циркуляция начинается, как только температура воздуха в теплице и температура грунта перестают быть одинаковыми.

Воздух забирается в нижней части южной стены, идет через присоединенные воздуховоды в полиэтиленовую бочку, на которой стоит канальный вентилятор, и дальше – в вертикальный воздуховод.

Когда циркуляция не работает, воздух в нижней части теплицы холоднее, чем в верхней. До ее запуска в ноябре, когда температура воздуха на улице поднялась до +15, под коньком теплицы было +63 градуса.

Но уже через несколько минут циркуляции воздух под коньком теплицы на 1-2 градуса ниже, чем в ее средней части.

Эффективность работы воздуховодов хорошо видна на следующем графике.

Здесь наглядно представлены результаты работы теплицы в декабре – погода в этом месяце постоянно была хмурой, солнечные дни выпадали крайне редко.

Из графика понятно, что в те редкие дни, когда светило солнце, температура грунта нагревалась приблизительно на 3 градуса, а в пасмурные дни, без поступления тепла от солнечно радиации, понижалась.

Четко видно, как в пасмурные дни работает циркуляция через грунт, пытаясь удержать разницу температур воздуха в теплице и грунта.

Через пару лет эксплуатации KosGov пришел к выводу, что закапывать дренажные трубы, которые служат воздуховодами, нужно было глубже, тогда и накопление, и отдача энергии будут проходить по максимуму.

Сейчас он считает, что наилучшим вариантом будет закапывать воздуховоды послойно, на двух уровнях: верхний уровень на глубине 50 см, нижний – на глубине 1 метр.

Можно сделать вентилятор отдельно для каждого воздуховода, а можно объединить их в один стояк с одним вентилятором, но тогда важно, чтобы площадь сечений воздуховодов равнялась площади сечения стояка.

Это обеспечит равенство скоростей потока воздуха в стояке и в подземных воздуховодах, а значит, не будут увеличиваться потери на сопротивление воздуха, что позволит использовать более простые вентиляторы.

Также в теплице установлены вытяжной вентилятор и распрыскиватели туманообразования. Распрыскиватели были поставлены, как лучший и единственно эффективный инструмент борьбы с постоянной летней жарой в +40 градусов.

Слово «проветривание» в летнее время, когда в тени + 39 С, вызывает у меня истерический смех.

Как организовано отопление теплицы

Эта теплица во многом – инженерно-технический эксперимент, и ее автор сознательно, в научных целях отказался от отопления. Единственное: в марте-апреле, в период высаживания рассады, он подключает электрический калорифер. Прибор срабатывает, когда температура в теплице опускается до +9 градусов.

Как организуются посадки

Зеленные культуры наш пользователь высевает в декабре, а первый урожай собирает в конце марта–начале апреля. В это же время он обычно высаживает в теплицу рассаду, которую выращивает дома из-за удаленности от дачи.

В теплице сделаны высокие грядки-короба. Вот как там все колосилось и ломилось от урожая даже в ноябре.

Подводим итоги

С моей практической точки зрения теплица оправдывает мои ожидания.

На графике представлены результаты накопления тепла в грунте, которые собирались в течение девяти месяцев.

А вот данные по расходу электроэнергии, потребленной за это время двумя вентиляторами:

Месяц	кВт*ч
Апрель	63
Май	77
Июнь	68
Июль	71
Август	64
Сентябрь	58
Октябрь	33
Ноябрь	18
Декабрь	7

Фактическая производительность двух вентиляторов составляет 1289 м3/час, потребляемая мощность 230 Вт.

Как мы видим, чтобы охладить теплицу в июле, на работу было потрачено в 3,6 раз меньше энергии, чем потребовалось для охлаждения теплицы.

На FORUMHOUSE можно подробнее прочитать о том, как работает теплица с подземными воздуховодами, о том, как должна быть устроена теплица с беззатратным поливом и обогревом, узнать, как построить теплицу-автомат, в которой все агротехнические мероприятия осуществляются автоматически.

Предлагаем почитать статью про теплицу, сделанную по мотивам Курдюмова, и еще одну, про то, как организовать освещение зимней теплицы. Посмотрите наше видео про теплицу с электроприводом, в которой форточки открываются и закрываются строго в определенное время.

Источник статьи: http://www.forumhouse.ru/journal/articles/8515-luchshaya-teplica-avtomat-iz-polikarbonata

Постройка умной теплицы своими руками

Не каждый владелец садового участка имеет возможность постоянно находиться на даче, чтобы заняться любимым делом ― выращиванием свежих овощей. Но если на участке есть построенная умная теплица своими руками, то все эти проблемы легко решаются. В такой теплице все процессы по уходу за растениями производятся автоматически, без участия человека.

Что такое умная теплица?

Основное отличие умной теплицы от обычной в том, что все процессы, обеспечивающие оптимальный рост овощей, происходят автоматически без участия человека. При строительстве такого сооружения должны выполняться следующие условия:

• Контроль за температурой в теплице выполняют специальные датчики. При изменении температуры они передают сигнал на устройства, производящие открывание или закрывание окон и дверей.
• Для полива растений используется капельная система орошения. С помощью этой системы производят и жидкие подкормки удобрениями.
• В процессе вегетации растения истощают землю, забирая для своего роста питательные вещества, поэтому желательно иметь систему автоматического восстановления грунта.

Рис. 1 Схема умной теплицы

Все эти необходимые для роста овощей процессы выполняет умная теплица с установленной автоматикой. Вы будете только контролировать работу системы, приезжая на дачу 1-2 раза в неделю.

Виды теплиц

Для изготовления теплицы на дачном участке можно выбрать любую понравившуюся форму изделия или создать свою, оригинальную конструкцию. Основой теплицы является каркас, для изготовления которого используют деревянные рейки, металлические трубы и уголки. Металлические каркасы более долговечны и надежны, чем деревянные, и не подвержены гниению в земле, а от коррозии их защищает покрытие.

Конструкция может быть разборной или неразборной, сварной. В качестве покрытия применяют стекло, поликарбонат и даже полиэтиленовую пленку. При этом при выборе надо учитывать следующие условия:

• Где она будет установлена и какие необходимы размеры.
• Что будете в ней выращивать и в каком количестве ― только для личного употребления или для продажи на рынке.
• Будет ли ваша конструкция использоваться зимой или только в теплое время.
• Какие автоматические системы будут установлены внутри сооружения.

Рис. 2 Различные варианты конструкций

Если вы будете покупать готовое изделие, то в магазинах самыми популярными являются арочные конструкции и теплицы в форме домика. В качестве укрывного материала лучше выбирать поликарбонат для арочных конструкций или стекло для конструкций в виде домика. Ну а умные теплицы из поликарбоната полностью подойдут даже самому взыскательному пользователю.

Конструкция в форме арки

В такой теплице растения получают максимальное количество солнечного света, для них создаются самые оптимальные условия для роста. В качестве укрывного материала чаще всего используется поликарбонат. Он легко гнется и имеет хорошую пропускную способность для солнечных лучей.

Некоторые сложности при установке могут возникнуть при креплении поликарбоната к каркасу. При неправильной сборке возможно нарушение герметичности и попадание вовнутрь влаги и вредных насекомых. Рис. 3 Арочная конструкция

Установленная внутри автоматика для арочных теплиц, изготавливаемых своими руками, полностью обеспечит необходимый приток воздуха при различных условиях. Управляемые ею исполнительные механизмы откроют окна для проветривания и закроют, когда температура снизится.

Плюсы и минусы

Рассмотрим подробней основные преимущества и недостатки арочных конструкций.

К плюсам относятся следующие характеристики:

• Каркас легко собирается самостоятельно, теплицу в сборе можно легко перенести на новое место.
• Солнечный свет свободно проникает ко всем растениям, в зимнее время снег не скапливается на поверхности, а легко скатывается вниз.
• Возможность выращивания высокорослых растений, особенно в средней части.
• Привлекательный внешний вид, возможность изготовления своими руками.
• Можно легко установить автоматические системы полива и вентиляции.

Недостатков гораздо меньше, а именно:

• В качестве укрывного материала можно использовать только поликарбонат или пленку, стекло из-за дугообразного профиля установить невозможно.
• Неудобно крепить полки вдоль стен.
• Если конструкцию не закрепить, то при порывах ветра может быть опрокинута и снесена.

Рис. 4 Конструкция с боковыми форточками для вентиляции

К недостаткам также относят сложность установления оптимальной вентиляции. Две форточки спереди и сзади создают внутри сильный сквозняк; чтобы устранить этот недостаток, на боковых стенках размещают дополнительные форточки.

В форме домика

Сооружения в виде домика популярны на садовых участках, где все делается своими руками. Для таких сооружений можно применять любой укрывной материал: стекло, поликарбонат или полиэтиленовую пленку. Правда, поликарбонат придется резать на куски, или делать конструкцию по размерам, кратным поликарбонату.

Высота теплицы позволяет выращивать высокорослые томаты на всей площади, солнечные лучи свободно проникают сквозь укрывной материал. Конструкция конька крыши позволяет свободно скатываться дождевым потокам, не накапливаясь и не прогибая поверхность. Да и зимой снег также будет легко скатываться вниз, а через освобожденную от снега поверхность крыши зимние солнечные лучи будут нагревать воздух внутри.

Преимущества и недостатки формы домика

У теплицы в форме домика есть преимущества и недостатки, которые изложены ниже. Рис. 5 Теплица в форме домика

Сначала о преимуществах:

• простота изготовления конструкции своими руками;
• внутри можно легко установить полочки, стеллажи для инвентаря и автоматики для обслуживания;
• для изготовления сооружения есть большой выбор материала;
• для проветривания можно устанавливать форточки на разных уровнях, при этом не образуется сквозняк.

Ну и у любой конструкции есть свои недостатки, есть они и у теплицы с домиком:

• на изготовление каркаса потребуется много времени и материала;
• само сооружение достаточно тяжелое, и для установки необходим фундамент;

Если используется поликарбонат в качестве укрывного материала, то его придется резать на куски. Это увеличит количество соединительных стыков и вероятность негерметичности уплотнений.

Плюсы и минусы размещения теплиц на участке

Сначала плюсы:

• у вас будет возможность употреблять ранние овощи, выращенные по собственной технологии без нитратов;
• ваши растения будут защищены от непогоды и кислотных дождей, которые нередко выпадают в наше время;
• садовые вредители также будут лишены возможности проникнуть внутрь сооружения.

Рис. 6 Подвязка огурцов

А теперь о минусах:

• для нормального роста растений вам необходимо производить полив и подкормки растений, опрыскивать их от болезней и вирусов;
• производить работы, связанные с подвязкой, удалением лишних побегов, и другие действия для регулировки роста растений.

Все эти действия требуют времени, но, чтобы вырастить хороший урожай, иначе нельзя. А если сделаете «умную теплицу», то большинство забот отпадет. Достаточно 1-2 раза в неделю затратить немного времени для подвязки и удаления лишних побегов. Вы будете приезжать на дачу только для контроля процесса выращивания и сбора урожая.

Суть теплиц с автоматикой

Для оптимального развития и выращивания овощных культур необходимо внутри помещения создавать свой микроклимат, контролировать температуру и влажность воздуха. Чрезмерное повышение температуры может погубить растения, а при слишком холодном воздухе они будут плохо расти и развиваться.

Следить за всем этим и создавать необходимый режим для растений очень сложно, даже если владелец участка постоянно живет на даче. На помощь приходит автоматическая система ухода за растениями, которая выполнит за вас все заботы по выращиванию овощей. Система вовремя польет грядки, сделает вентиляцию и установит нужную заданную температуру, и даже выполнит подкормку растений.

Выгоды использования умных теплиц

Многие дачники хотят выращивать овощи в теплице, но не могут постоянно находиться на даче, появляются там раз в несколько дней. Решается это проблема просто: надо на участке установить умную теплицу. Умная теплица с установленной автоматикой для теплиц полностью освободит пользователя от необходимости заниматься текущими работами. Рис. 7 Умная теплица

Для небольших теплиц нет необходимости полностью автоматизировать все процессы. Это будет дорого, да и не рентабельно. Для автоматизации достаточно тех простых систем контроля и исполнения, которые вы можете установить самостоятельно. Зато как приятно, когда на столе у вас будут присутствовать свежие, экологически чистые овощи, выращенные своими руками.

Автоматика для теплиц

Основное назначение системы автоматизации выращивания растений состоит в том, чтобы обеспечить все условия для развития без участия или с минимальным участием человека. Основные функции автоматики следующие:

• Система проветривания и поддержания нормальной температуры внутри, в зависимости от наружной температуры воздуха.
• Автоматический капельный полив и подкормка.
• Система подогрева воздуха в холодное время года.

Для нормального развития растений в темное время необходимо дополнительное освещение, которое также включается с помощью системы автоматики.

Автоматика для проветривания

Автоматическая система для проветривания может быть двух типов, но основным элементом является небольшой гидроцилиндр, который открывает фрамуги для проветривания. Один из способов довольно простой, для открытия используется гидроцилиндр, полость которого наполнена специальной жидкостью.

При повышении температуры жидкость расширяется и выдвигает поршень, который и открывает фрамугу. При снижении температуры жидкость сжимается, и под действием пружины поршень возвращается, закрывая окно. Рис. 8 Устройство автоматического проветривания

Другой способ более точный и сложный, с установкой контактного термометра и сложного механизма открытия и закрытия фрамуги. Это позволяет более точно регулировать температуру, но требует немалых затрат на установку.

Системы капельного полива

При капельном поливе вода поступает к корням растений небольшими порциями, успевая при этом немножко прогреться. При этом почва все время остается влажной, что благоприятно сказывается на росте. Рис. 9 Капельный полив

Для автоматического полива используют шланги с капиллярными отверстиями, через которые вода капает к корневой системе. Емкость для воды можно устанавливать внутри теплицы или снаружи. В резервуар вода подается из водопровода, контроль уровня и пополнение при расходе осуществляется с помощью поплавкового затвора.

Из резервуара вода поступает к капиллярным трубкам через кран с дистанционным управлением. Он может открываться с помощью автоматики либо в определенное заданное время, или при изменении уровня влажности в теплице. Систему полива можно использовать и для подкормки, добавляя в резервуар жидкое удобрение.

Автоматика для обогрева почвы и воздуха

Если теплица используется в холодное время года, то для созревания овощей необходим обогрев. Для обогрева применяют несколько способов:

• установка электрических тепловых пушек, калориферов и обогревателей;
• прокладка системы теплый пол, с подключением к котлу или электричеству;
• установка котла, газового или электрического с радиаторами по периметру теплицы.

Рис. 10 Схема обогрева теплицы

Система автоматики должна включать отопление при понижении температуры и выключаться при достижении оптимального уровня.

Приборы освещения

Недостаток света сказывается на развитии овощей, поэтому необходимо в теплице устанавливать освещение для продления светового дня осенью и в зимнее время. Продолжительность светового дня должна быть в пределах 12-16 часов в сутки.

Для освещения используют следующие типы ламп:

• накаливания, создает инфракрасное излучение и при близком расположении от растений может их обжечь;
• натриевая, самая эффективная для роста растений, но имеет малый срок эксплуатации;
• светодиодная, самая широко применяемая лампа для освещения, дает яркий свет, приближенный к солнечному;
• люминесцентная, обладает ярким светом и длительным сроком службы.

Рис.11 Светильники для освещения

Кроме того, для освещения используют ультрафиолетовые и инфракрасные лампы. Причем инфракрасная лампа может не только освещать, но и обогревать теплицу. Ну а автоматизировать процесс включения света не сложно, достаточно установить датчики освещенности, или таймеры. Таймеры будут включать и выключать свет в определенное заданное время.

Автоматизация в теплице создает оптимальные условия для выращивания растений без участия человека. Изготовить и установить обычную теплицу на участке не сложно. Но как при этом сделать умную теплицу своими руками, чтобы все процессы в ней происходили автоматически, здесь задача посложнее. Но при кажущейся сложности ничего не обычного нет, и при определенном умении сделать это не сложно.

Источник статьи: http://future2day.ru/postrojka-umnoj-teplicy-svoimi-rukami/