Процессы автоматизации управления температурой воздуха в теплице

Прежде всего необходимо автоматическое поддержание температуры воздуха. В качестве регуляторов температуры можно использовать хорошо зарекомендовавшие себя полупроводниковые терморегуляторы типов ПТР-2, ПТР-3, ПТР-П. Терморегулятор ПТР-2 предназначен для организации двухпозиционного закона регулирования, ПТР-3 — трехпозиционного, а ПТР-П — пропорционального.

Терморегуляторы типов ПТР-2 и ПТР-3 применяют для управления калориферной системой отопления. При использовании регулятора ПТР-3 вся система отопления разделяется на две группы с раздельным включением (рис. 49).

Рис. 49. Структурная схема регулирования температуры воздуха в теплице при помощи регулятора ПТР-3: 1 - датчик температуры; 2 - регулятор ПТР-3; 3 - калорифер первой ступени; 4 - калорифер второй ступени

1. Технологические параметры микроклимата сооружений защищенного грунта

Согласно научно обоснованным нормам питания, человек должен равномерно в течение всего года потребить 130...150 кг овощей и 120 кг картофеля. Однако суровые климатические условия не позволяют получать овощи из открытого грунта равномерно в течение круглого го­да. В первой половине года поступает населению менее 10% овощей, а в июле - сентябре по­ступает более 90% огурцов и 70% томатов.

Таким образом, для равномерного потребления овощей в течение года около 25% всего их количества должно выращиваться в сооружениях защищенного грунта (теплицах, парниках, утепленном грунте и т. п.).

Теплицы, особенно зимние, представляют собой весьма сложные, дорогостоящие и энер­гоемкие технические объекты с разветвленными системами электро, тепло и водоснабжения и канализации.

Ускоренное развитие защищенного грунта с увеличением производства продукции и снижением ее себестоимости возможно только при широком внедрении комплекса мероприя­тий по электрификации и автоматизации технологических процессов. Тепловой режим культи­вационных сооружений должен соответствовать оптимальным температурам воздуха и почвы, зависящим от фазы роста и типа растений, от способа выращивания и освещенности. Опти­мальная температура воздуха для теплолюбивых культур (томат, огурец, баклажан, перец) при солнечной погоде равна 24+4°С, в пасмурную погоду 22 °С, ночью 15...20°С, для умеренно требовательных к теплоте культур (редис, салат, сельдерей, укроп и т. п.) 16+4°С. Оптимальное значение среднесуточной температуры почвы для первых культур равно 22...26 °С, а для вто­рых - на 3...4 ° ниже.

Водный режим. Урожайность в культивационных сооружениях в значительной степени зависит от влажности почвы и относительной влажности воздуха. Влажность почвы необходи­мо поддерживать на уровне 75...90% полной полевой влажности (ППВ), а относительную влажность воздуха для рассады огурцов и баклажанов 65...75%, томата и перца - 55...65, салата и капусты 60...70%. В послерассадный период относительная влажность воздуха для огурцов и баклажанов должна быть 85...95%, томата и перца - 55 и 65, салата и капусты - 75 и 85%. Влажностью почвы и воздуха управляют при помощи различных устройств орошения (дож­девание, полив из шлангов, подпочвенный полив, капельный полив). Температура воды для по­лива должна быть на уровне температуры почвы и воздуха в теплице (порядка 20...25°С. Рас­ход воды зависит от сезона и типа растений и составляет 5 и 15 л/м².

Воздушно-газовый режим в значительной мере определяет продуктивность фотосинтеза и конечную урожайность овощных культур. Растениям необходим кислород для дыхания и уг­лекислый газ для фотосинтеза. Наибольшее значение имеет углекислый газ СО₂, оптимальное значение которого в воздухе для огурцов должно составлять 0,25 и 0,35%, для томата-0,1...0,15%, то есть в 3...12 раз больше, чем в открытой воздушной среде.

Содержание СО₂ в теплицах повышают, сжигая природный газ в специальных горелках или используя газы из котельных. Для повышения содержания СО₂до 0,3% в теплице площа­дью 1 га требуется сжигать примерно 50 м³ газа в час. Углекислый газ доставляют также в баллонах высокого давления и через редукторы выпускают в теплицы.

Для нормального роста растений и предохранения их от заболеваний необходима посте­пенная смена воздуха в надземной части растений. Оптимальный воздушно-газовый режим обеспечивает повышение урожая до 20%.

Режим питания. Интенсивное использование почвы в теплицах под 3...5 культурами за се­зон предъявляет повышенные требования к составу субстратов и минеральному питанию.

Почвосмеси для теплиц и парников приготавливают легкими, плодородными, структур­ными. Для приготовления почвосмесей используют дерновую и полевую землю, перегной, торф, песок, древесные опилки, навоз, соломенную резку и т. п. с оптимальным содержанием азота, фосфора, калия, магния и других минеральных удобрений. На основе агрохимических анализов почвосмесей применяют корневые и внекорневые подкормки растворами минераль­ных макро и микроэлементов.

Большую роль в жизнедеятельности растений играет реакция среды, которая определяется значением рН. Необходимость управления величиной рН возникает при подготовке и внесении в почву жидких минеральных удобрений.

Выращивание овощей без почвы на питательных растворах получило наименование гид­ропонного метода (гидропоника в переводе с греческого означает "работа водой"). При ис­пользовании гидропонного метода в качестве заменителя почвы используют твердые инертные субстраты (щебень, гравий, керамзит), органические субстраты (древесные опилки, мох, верхо­вой торф) и ионитные смолы. Заменители почвы засыпают в стеллажи. В стеллажи высажива­ют рассаду и по соединительным каналам из резервуара подают к ней специальный питатель­ный раствор.