Главная страница
qrcode

Н.И.Курдюмов, К.Г.Малышевский. Умная теплица. Курдюмов Н. И., Малышевский К. Г. Умная теплица


НазваниеКурдюмов Н. И., Малышевский К. Г. Умная теплица
АнкорН.И.Курдюмов, К.Г.Малышевский. Умная теплица.doc
Дата24.10.2017
Размер0.63 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаН.И.Курдюмов, К.Г.Малышевский. Умная теплица.doc
ТипДокументы
#30946
страница1 из 3
Каталог
  1   2   3

Курдюмов Н.И., Малышевский К.Г. - Умная теплица

Издательство: Владис, - 2007год,
Умная теплица очень проста. Без всякой электроники она самостоятельно выращивает овощи, в любую погоду создавая им оптимальные условия, а хозяева в это время могут заниматься своими делами. Мои теплички именно таковы: я помогаю им всего дважды в неделю. Предлагаю вам свои наработки. Как писал классик - "не могу молчать! ". - Константин Малышевский

Мне не приходилось читать ничего более дельного о дачных теплицах, чем рукопись К. Малышевского. Я не встречал ничего более умного, чем солнечный вегетарий А. В. Иванова. В общем, книга буквально раскрывает глаза на то, что такое настоящая теплица! - Николай Курдюмов.
Душевно рад сообщить вам, дорогой читатель, приятнейшее известие, о котором я давно мечтал: мне встретился человек, не только по-настоящему понимающий предмет малых теплиц и парников, но и толково пишущий об этом. Его работа с теплицами есть высочайший класс дачной успехологии! Имею честь представить: Константин Георгиевич Малышевский, основатель и президент клуба цветоводов "Лето", г. Красноярск.

Костя - выпускник биохимфака КрГУ. Много лет работал в красноярском Институте Биофизики РАН - разрабатывал космические системы биологического жизнеобеспечения, изучал проблемы природных экосистем.

В свободное время Константин - увлечённый натуралист, аквариумист, опытнейший путешественник, объехавший полмира, в чём я ему дико завидую; коллекционер экзотических растений, садовод-экспериментатор.

Под лозунгом "Лень - двигатель прогресса!" Костя постоянно выдумывает устройства, улучшающие жизнь в симбиозе с растениями. При этом он без стеснения использует последние достижения науки.

Кажется, нет такой проблемы, которую Костя не может решить самым простым способом. То есть - как следует покумекав. Будучи вдумчивым биофизиком, Костя практически полностью автоматизировал свои теплички - само солнышко, без всякой электроники, а только с помощью простейших гидроцилиндров, когда надо, открывает фрамуги и включает полив, а когда надо - закрывает. В органической почве его теплиц постоянно работают черви, а на поверхности лежит мульча. Результат - высочайшая эффективность тепличек. Например, весь сезон, с самых ранних сроков до заморозков, всю семью снабжает крупными перцами "перечник" объёмом в 3,2 кубометра. При этом овощи зреют почти без хозяйского присмотра!

Константин буквально открывает нам глаза на то, что такое теплица. Оказывается, теплица - тепловой физический прибор. И, оказывается, мы даже понятия не имеем о том, как он работает! Отсяда и результаты! Сейчас Костя делится своим опытом, а при вашем желании может собрать и выслать почтой свои устройства с подробными инструкциями.
Предисловие автора

Дорогой читатель!

В течение последних лет я выращивал разные растения в разных теплицах, начиная от больших промышленных теплиц, и заканчивая маленькими дачными тепличками и парниками. Даже в экологических экспедициях Института биофизики Сибирского отделения Академии Наук СССР, проходивших в глухой тайге, на полевых научных стационарах, у меня всегда были парники, в которых росли все овощи, вплоть до арбузов; а свежей зеленью экспедиционная кухня всегда была обеспечена. По своей неугомонной натуре естествоиспытателя, я постоянно думал и экспериментировал, находя самые оптимальные и эффективные способы использования теплиц, сравнивая их достоинства и недостатки, и, как мне кажется, кое-что в этом деле понял.

На даче у меня тоже есть несколько вариантов теплиц. Поскольку до пенсионного возраста мне еще очень далеко, и дачей я занимаюсь только в свободное от работы время, я стал больше уделять внимание тепличной автоматизации, с целью сократить до минимума собственное участие в ежедневном их обслуживании; впрочем, моя природная лень и любовь к свободе тоже являются мощным к этому стимулом.

Итогом этой работы стала "умная", почти полностью автоматизированная теплица, которая требует помощи хозяина не чаще двух - трех раз в неделю. То есть, она может самостоятельно растить овощи, постоянно обеспечивая им оптимальные условия, а хозяева в это время могут заниматься своими делами.

Одно из самых полезных и удобных устройств - устройство для проветривания теплицы, которое я называю просто "открывалка". Полное имя - "Устройство для автоматического проветривания теплиц и парников "УМНАЯ ТЕПЛИЦА".

Начав писать инструкцию для "открывалки", обнаружил, что кратко все не объяснишь, и получается уже целая небольшая книжка про "умную" теплицу, которую я предлагаю вашему вниманию. Это мой первый опыт в написании подобных книг, и оказалось, что доходчиво объяснить то, что ты придумал, гораздо труднее, чем придумать и сделать. Но так хочется поделиться накопленным опытом - ведь я очень многого достиг в тепличном обустройстве! И что самое главное - я понял, что и как, а главное, зачем происходит в теплице, и как избежать распространенных ошибок при ее строительстве и эксплуатации.

Как писал классик - "Не могу молчать!"

Поэтому считаю своим долгом рассказать о том, что я знаю и умею, всем, кто хочет иметь выращенный своими руками урожай, не попадая при этом в дачное рабство.

Хочу еще раз подчеркнуть, что все изложенное проверено мною на собственном опыте, в наших сибирских условиях, и каждый, кто бывал у меня на даче, мог убедиться в действенности всех описанных методов и устройств.
Нужна ли нам на даче теплица?

Вопрос непростой. В глубине души каждый из нас понимает, что, конечно, в теплице овощи должны расти лучше. Все видели теплицы китайцев, слышали о голландцах, о тепличных ананасах ко двору Его Императорского Величества Государя Всея Руси (это в Питере, в позапрошлом веке!), и тем не менее, в нашей дачной реальности все обстоит несколько иначе.



Сколько раз мне приходилось слышать мнение, что от теплицы толку почти нет, одни только лишние расходы и хлопоты. Некоторые мои знакомые уже даже снесли свои теплицы, впрочем, и я сам однажды так поступил! Аргумент очень простой - урожай "на грядке" порой не меньше, а больше, и вкус плодов (особенно помидоров) лучше. Ну, созреют они в теплице на неделю раньше. Стоит ли из-за какой-то недели упираться?! К тому же в теплице растения чаще поражаются болезнями и вредителями. Например, паутинный клещ и тля в жаркую погоду может уничтожить все листья огурцов и перцев в считанные дни.

Так в чем же дело? Почему у кого-то теплицы приносят доход, урожай и радость, а нам достаются одни переживания и хлопоты? Давайте разберемся!

Для чего нужна теплица? Дурацкий вопрос, скажете вы. Чтобы растениям было тепло! Это верно, но не совсем. А вернее, совсем не верно!

Чтобы пояснить, что я имею в виду, позвольте краткий экскурс в школьный курс ботаники.

Большинство наших овощей - тропические и субтропические растения. Чтобы они себя чувствовали комфортно, им нужно создать условия, в которых они росли у себя на родине. А это температура 25-35 градусов Цельсия, и влажность 70-100% (Такая погода бывает у нас в Сибири одну-две недели в году, да и то не каждый год!). Солнечного света у нас даже больше, чем в тропиках - летом продолжительность светового дня достигает 17 часов, тогда как на экваторе - всего 12 часов. То есть главная задача теплицы - создать растениям наиболее благоприятные условия для жизни - по температуре и влажности воздуха.

Рассмотрим температурный режим.

Известно, что скорость роста растений пропорциональна температуре, и повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость роста вдвое! А на 20 градусов - соответственно, вчетверо! Но часто мы забываем о том, что это правило действует только в зоне оптимума, а при чрезмерном повышении температуры (выше 40 градусов) наступает угнетение и затем гибель растения.

Но это же и так всем известно! - скажете вы.

Да. Известно. А известно ли вам, какие условия вы создаете своим любимцам в вашей теплице? Возьмите два термометра, а еще лучше четыре. В общем, чем больше, тем лучше. Один термометр наверняка у вас уже есть, там, где на него удобно смотреть - на уровне ваших глаз. А теперь поместите еще один термометр на уровне почвы, второй - под крышей теплицы, и если еще не надоело - между растений, и где еще хотите. И для сравнения - пара термометров "на улице", тоже на высоте около 1,5м и на уровне почвы. Разумеется, что все они находятся в тени!

А вот теперь мы можем узнать, что же дает нам наша теплица в течение суток, в солнечную погоду. Давайте наблюдать детально.

  • " Утро, солнце еще не взошло. На всех термометрах почти одинаковые показания. Весной это 5-10 градусов, летом - 10°-15°. При такой температуре "тепличные" растения практически не растут, и от теплицы сейчас нет никакого толку.

  • " Утро, первые лучи солнца попадают в теплицу. Температура в теплице начинает быстро повышаться, особенно в верхней ее части, и достигает 35 градусов. Это оптимум для растений. Это плюс. Вот теперь понятно, для чего нам теплица. Но! Перепад температур между почвой и воздухом внутри достигает 25-30 градусов, и "холодные" корни могут не успевать снабжать влагой "теплые" надземные части. Растения испытывают стресс - дефицит влаги. Это минус. На улице температура в это время тоже растет, правда, гораздо медленнее, но равномерно по вертикали. В целом сейчас растениям в теплице лучше, чем на улице.

  • " День. Солнцепек. Жара внутри достигает 40-50 градусов, особенно в верхней части, где она может достигать 60° и более! Влажность воздуха резко падает. Заботливые хозяева открывают все рамы и двери, но это помогает мало, а сквозняк уносит влагу, которой и так растениям не хватает! Сильнейший стресс! Такие условия обычно бывают не в тропиках, а в пустыне, и в такое время ваша теплица лучше всего подходит не для огурцов, а для кактусов! Листья и молодые побеги в массе теряют тургор (внутреннее давление в клетках), вянут и обжигаются, цветы и завязи опадают. Вредители (паутинный клещ, который любит жару и сухость!) блаженствуют. Отметим, что в это время "на улице" температура обычно не превышает 35° (а это оптимум!), и растения почти не страдают от жары. В такое время теплица, несомненно, приносит растениям больше вреда, чем пользы. Это минус.

  • " Вечер. Температура внутри снизилась до 35° - 25°, влажность возросла. Растения поднялись, ожили. Поскольку все открыто настежь, температура почти равна наружной. В это время растения внутри и снаружи почти в равных условиях, если не считать пережитого стресса "тепличных", которые только приходят в себя.

  • " Поздний вечер. Хозяева закрыли теплицу (если не забыли), на улице холодает, а "тепличным" еще пару часов можно подрасти, пока температура внутри не упадет до 10-15 градусов, когда рост практически прекращается. Это плюс.

  • " Ночь. Температура внутри и снаружи отличается на 1-3 градуса, что почти не имеет значения, если, конечно, это не заморозки! Плюс весной и осенью. Снаружи выпадает роса, давая растениям источник влаги, "тепличным" остается надеяться на полив. Небольшой, но минус. Кстати, неотапливаемая теплица может защитить лишь от незначительных заморозков - до -3° -5°.

Итак, сложив все плюсы и минусы, мы видим, почему в хорошую погоду в целом от теплицы мало пользы.

В пасмурную погоду ситуация несколько лучше. Тепловая энергия Солнца, частично проникая через облака, все же нагревает теплицу, хотя и не так быстро. Зато - это существенный плюс - нет перегрева днем. Однако есть проблема - открывать или нет теплицу? Если открыть - температура сравняется с наружной, и эффект будет равен нулю. Не открывать - при первом же прояснении растения моментально сварятся! А это уже окончательный минус!

Мы видим, что минусы почти уравновешивают плюсы, и поэтому теплица не дает того эффекта, которого мы от нее ждем.

Что же делать? Получается, что для того, чтобы получить пользу от теплицы, нужно стоять рядом с ней днем и ночью, глядя на градусник, и без конца открывать и закрывать ее?! Вначале мы так и делаем. Потом, махнув рукой, просто открываем утром, и закрываем вечером - и имеем то, что имеем.

Автоматика для теплиц

Что же нам предлагает современная наука и техника?

Конечно, за сотни лет существования теплиц в разных странах было много чего понапридумано. Для проветривания - форточки и фрамуги, для отопления - различные конструкции печей, котлов, и использования тепла гниющей органики.

Современная промышленная теплица - это сложный организм, с множеством датчиков, отслеживающих температуру, влажность, освещенность, а также компьютерного центра управления, анализирующего поступающую информацию и подающего необходимые команды на исполнительные механизмы. В нужное время открываются фрамуги, жалюзи, включаются вентиляторы, увлажнители воздуха, полив и т.п. Растениям постоянно обеспечиваются оптимальные условия для роста - и для высоких урожаев. Вот тут-то и проявляются высокие качества новых сортов и гибридов, созданных именно для этих условий. Но все эти компьютерные системы имеют существенный недостаток - они дороги, и поэтому практически не применимы на дачном участке.

Однако армия садоводов-энтузиастов не желает сдаваться. В различных садоводческих и изобретательских изданиях описано множество устройств, позволяющих автоматизировать теплицу. Это прежде всего автоматы для проветривания, которые оптимизируют температурный режим. Они также имеют свои достоинства и недостатки.

Рассмотрим основные типы таких устройств.

1. Электрические. Состоят из вентилятора и термореле, включающего вентилятор при достижении заданной температуры воздуха. Достоинство - высокая чувствительность и удобная регулировка, а также неограниченная мощность. Недостаток - ненадежность, так как даже кратковременное (1-2 часа) отключение электроэнергии в жаркую погоду может оставить вас без урожая на весь сезон.

2. Биметаллические. Состоят из склепанных между собой пластин из двух металлов, или металла и пластика, имеющих разные коэффициенты теплового расширения. В результате нагрева пластина изгибается и открывает форточку, при охлаждении распрямляется и закрывает. Достоинство - работает автономно, а также недорого в изготовлении. Недостаток - небольшая мощность, т.е. может открыть и закрыть только небольшую, хорошо уравновешенную форточку без перекосов и разбухания, которой в теплице не бывает. В итоге - ненадежность (см. п.1).

3. Гидравлические. Основаны на свойстве жидкостей расширяться при нагревании. Представляют собой герметичную систему, заполненную легкокипящей жидкостью (фреоны) или другими жидкостями с высоким коэффициентом теплового расширения: водой, маслом, соляркой и т.п. В системе имеется гофрированная латунная трубка (сильфон), которая изменяет длину при заполнении жидкостью, или гидроцилиндр, имеющий выдвижной шток. Достоинство - автономность и несомненная высокая надежность системы вследствие простоты конструкции, а также очень большая мощность и долговечность. Недостаток - относительная дороговизна, из-за использования сложных технологий производства, что впрочем, вполне компенсируется высокими достоинствами.

Общий же и основной недостаток всех этих систем - то, что я никогда не видел их ни в продаже, ни в теплицах у садоводов, а только в описаниях умников-новаторов. Изобретатели охотно делятся своими конструкциями и чертежами, однако после слов: "…приварить штуцер, запрессовать сальник 4х27мм, выточить шток и отшлифовать поверхность до 6-го класса чистоты…" любому нормальному человеку становится скучно и дальше он уже не читает. Потому что любому нормальному человеку ясно, что для этого надо иметь свой машиностроительный завод. А тем, у кого нет своего завода, надо искать, что попроще.

Исходя из вышесказанного, я начал экспериментировать именно с гидравлическими автоматами, как наиболее надежными, используя готовые серийные детали и узлы. Первый мой вариант такого автомата-проветривателя имел вес около 100 кг, длину 5 метров, и обошелся мне около 2000 рублей, при том, что конструировал и собирал его я сам, применив подаренный хорошим человеком гидроцилиндр от шасси самолета. Правда, он показал себя на испытаниях прекрасно, с легкостью открывая металлическую раму площадью 5 квадратных метров. Впрочем, с такой же легкостью он мог бы поднять и всю теплицу, так как усилие на штоке составляло 5 тонн. Он исправно трудится и по сей день, обслуживая теплицу площадью 56 кв.м., не доставляя мне никаких хлопот, на удивление соседям. И в этом нет ничего странного; вспомните гидравлические домкраты, которые при собственном весе в несколько килограммов поднимают несколько тонн.



После успешных испытаний "монстра" я начал разрабатывать более дешевую и компактную конструкцию, чтобы она была доступна большинству садоводов. В итоге получился мини-вариант, который имеет вес около 3 кг и усилие на штоке около 100 кг (рис. 5). Этого вполне достаточно, чтобы открывать стеклянную раму площадью около 2 квадратных метров, или пленочную (пластиковую) около 5 кв.м., то есть проветривать теплицу площадью 10-20 квадратных метров. В более крупных теплицах можно просто сделать несколько таких фрамуг. Стоимость получилась приемлемая, учитывая долговечность. Посудите сами - срок его службы не менее 15-20 лет. Даже если стоимость принять в размере 1500 рублей и разнести эту сумму на 10 лет, он обойдется вам по 150 рублей в год. Посчитайте, сколько вы тратите бензина на лишние поездки на дачу весной, чтобы только открыть или закрыть теплицу? Такой автомат окупится за один сезон. Про стоимость Вашего времени и нервов я уже не говорю.

Силы же этого автомата хватает еще и на включение полива, но об этом дальше.



 

Конструкция теплицы

Конструкций теплиц существует такое великое множество, что даже перечислить их весьма непросто. Это арочные и шатровые теплицы, одно- и двухскатные, пристенные, пленочные и стеклянные, поликарбонатные и т.д. и т.п. Кроме того, существуют разные типы теплиц, такие как зимние сады, оранжереи, теплицы временные, передвижные, парники и рассадники.

Выбрать конструкцию теплицы - дело вкуса, каждый хозяин руководствуется своими соображениями. Часто мы исходим из тех возможностей, которыми располагаем - есть клочок свободного места и немного денег.

У большинства из имеющихся в продаже готовых теплиц есть один существенный недостаток - их проектируют и изготавливают не те, кто ими пользуется. И соответственно, конструкция их приспособлена в первую очередь для удобства их производства, а не использования! В частности, фрамуги в них либо очень малы, либо вовсе отсутствуют, и в таком случае покупателю остается только каждый день открывать и закрывать пленку на крыше, либо дверь, если она имеется.

Если мы строим теплицу сами, то можем сразу сконструировать ее так, чтобы она была удобна и для нас, и для растений.

В чем же должен быть основной принцип конструкции теплицы?

Как мы уже говорили, в теплице должно быть тепло, но не слишком.

И конструкция теплицы в первую очередь должна быть функциональной, то есть выполнять ту функцию, для которой она предназначена: поддерживать оптимальную для роста растений температуру и влажность воздуха.

Представьте себе, что Солнце - это очень мощная бесплатная печка, которая включается утром и выключается вечером каждый день. Она нагревает теплицу за считанные минуты. Это очень удобно, если бы не один недостаток. Эта печка греет очень хорошо, когда на улице и так жара, и может отключаться самопроизвольно в любое время, причем как правило, в холодную погоду! Вот этот-то недостаток мы и должны скомпенсировать своей конструкцией.
  1   2   3

перейти в каталог файлов


связь с админом