Строительство и архитектура/5. Теплогазоснабжение и вентиляция

Кубис В.А.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Россия

Анализ инженерных систем теплиц-укоренителей

Черенкование растений является одним из самых распространенных и эффективных способов размножения растений. Преимущества черенкования: простота размножения; сохранение в растениях всех свойств материнского куста; возможность за короткое время получить большое количество саженцев; корневые системы укорененных черенков обладают мочковатой, разветвленной корневой системой.

Наиболее эффективным является способ «зеленого» черенкования растений. Именно он позволяет добиться 95-100% укоренения черенков многих ягодных и декоративных культур.

Отличие «зеленого» черенкования от черенкования одревесневавшими черенками в том, что зеленому черенку для хорошего образования корней нужно создавать определенные условия микроклимата.

Для получения наибольшего процента укоренения необходимы следующие условия:

- температура воздуха 20-25⁰ С; влажность воздуха 95-100%; освещенность 500-2000 люкс; влагоемкий, хорошо аэрируемый и свободный от примесей субстрат.

Многие садоводы часто используют временные парнички-череночники сделанные в виде коробов из деревянных досок или шифера, покрытых пленкой или стеклом. У череночников малого объема есть один важный недостаток, малая инерция параметров микроклимата. Резкие изменения температуры и влажности могут губительным образом сказаться на процессе черенкования.

Основной период для зеленого черенкования с середины мая до конца июня. В это время количество поступающей солнечной энергии является максимальным, поэтому мероприятия по притенению являются обязательными. Наилучшим вариантом помещения для черенкования является теплица, покрытая сотовым поликарбонатом, расположенная у западной, северной стены строений или в тени деревьев. В случае отсутствия естественных преград для полуденного солнца, теплицу необходимо затенять. Достаточным для затенения будет монтаж с внутренней стороны нетканого материала - 1 слоя черного или 2-х слоев белого, плотностью 45-60 г/м².

Для поддержания оптимальной температуры, в верхней части теплицы необходимы фрамуги. Их площадь должна быть небольшой, чтобы исключить возникновение сквозняков и резких перепадов параметров внутреннего воздуха.

Основным устройством для поддержания высокой влажности является туманообразующая установка – система разбрызгивателей высокого давления.

Основное ее применение — создание необходимых условий повышенной влажности при зеленом черенковании. Мелкокапельное орошение, в том числе и аэрозольное, применяется так же для охлаждения теплиц. Качество тумана определяется его дисперсностью (рис. 1).

Мелкодисперсный туман увлажняет воздух теплицы и частично оседает на листовых пластинах. При редком орошении частицы испаряются с листьев, а при частом, собираются в капли и стекают.

Туманообразующие установки хоть и способны поддерживать влажность близкую к 100%, но часто имеют большую стоимость из-за высокой цены насосов, контроллеров и фильтров.

Рис. 1. Дисперсность распыла:
А – масляный туман; Б – морской туман; В – туман;
Г – облачный; Д – моросящий дождь; Е – дождь.

Автор Константин Тимошенко предлагает более простой увлажнитель, не требовательный к качеству воды.

Разбрызгивание воды осуществляется исключительно механическим способом, за счет центробежных сил.

Рис. 2 Центробежный увлажнитель

На вал маломощного двигателя насажен диск с перфорированными краями. А на диск периодически капает вода. Производительность агрегата зависит от количества подаваемой на диск влаги. Вода поступает из накопительного бака.

Когда вода попадает на вращающийся диск, то под действием центробежных сил она устремляется к его краю. И там, попав в отверстия на бортике диска, разбрызгивается на несколько мелких капель. Из-за высокой скорости вращения диска, капли разлетаются достаточно равномерно по округе. Тем самым повышают влажность воздуха в теплице.

Рекуперация парникового тепла при помощи тумана.

Огромный тепловой ресурс от парникового эффекта рекуперируется в тепло воды и используется в ночной период для сглаживания ночных перепадов температур. Другим направлением рекуперации является использование подогрева воды для обогрева субстрата в рассадниках, где очень важно сохранять стабильный температурный режим в первые недели прорастания всходов и выгонки рассады.

Принцип рекуперации состоит в прокачке туманной системой воды из-под конька теплицы в световой период. Градиент температур в своем максимуме в начале дня составляет 30°С, приближаясь к своему минимуму в конце дня после прогрева. Емкость баков определяется исходя из объема и площади теплицы.

Температурный режим в теплице держится на уровне 24-27°С. Прогретая вода от тумана оседает на полотно тент-покрытия и собирается в бак (емкость). Бак находится ниже уровня субстрата. После начала прогрева теплая вода закачивается в систему подогрева субстрата и самотеком обратно оттекает в бак. На теплицу площадью 20 м² необходима емкость объемом 0,2 м³. Система подключена к водопроводной сети через поплавковый кран, который контролирует уровень наполнения бака. Для очистки воды, поступающей в систему, предусмотрены магистральные фильтры. Эффективность системы тем выше, чем качественней туман и больше объем прокачиваемой воды в единицу времени. Более крупные частицы поглощают меньше тепла за время оседания тумана.

Все перечисленные способы увлажнения воздуха предполагают разбрызгивание капель воды различной дисперсности в объем теплицы.

Большинство растений не снижает динамики роста при излишнем переувлажнении листовых пластин, но некоторые виды могут болеть грибными заболеваниями.

Многим укорененным черенкам или рассаде при контейнерном выращивании, даже после пересадки, нет необходимости в увлажнении листовых пластин.

Частые орошения используют в жаркую погоду в то время, когда необходимо не только более ответственное поддержание влажности на высоком уровне, но и снижение температуры воздуха.

Для поддержания параметров микроклимата необходимо использовать аппараты тепло-влажностной обработки воздуха.

Рассмотрим параметры воздуха в теплице.

Начальные условия: температура +33⁰С, влажность воздуха 40%, объем теплицы 50 м³, кратность воздухообмена 1.

Необходимые параметры: влажность воздуха 95%, температура воздуха 20-27⁰С.

Влагосодержание: начальное 12,7 г/кг, конечное 17 г/кг.

Для поддержания влажности на уровне 95-97% при данных начальных условиях необходимый расход воды составляет 83-85 г/час. Для испарения такого количества влаги можно использовать простой по конструкции, контактный увлажнитель, предложенный в работе [1]

Литература

1. В.А. Кубис Контактный увлажнитель для теплиц-укоренителей с гигроскопичной насадкой Наука и технологии: шаг в будущее: Международная научно-практическая конференция, 27.02-5.03 Прага 2014 г.