Автоматика за оранжериите

Filed Under: Биоземеделие on February 25, 2013

оранжерия

„ Ето ви една математическа идея: Коренно да променим степента на свободата!”

Какво ни предлагат съвременната наука и постиженията на прогреса?

Разбира се, за стотици години от съществуването на оранжерията в различните страни много неща са измислени. За проветряване – прозорчета, за отопление – печки и котли с различни конструкции, електроотопление, използване на топлината на гниещата органика.

Съвременната промишлена оранжерия представлява сложна конструкция с множество датчици, следящи температурата, влажността, осветеността, с компютърен център за управление, анализиращ постъпващата информация и подаващ необходимите команди към изпълнителните механизми. В нужното време се отварят прозорци, жалузи, включват се вентилатори, овлажнители за въздуха, механизми за поливане и т.н. На растенията постоянно са осигурени оптимални условия за растеж и за високи добиви. Именно тук се проявяват високите качества на новите сортове и хибриди, създадени за такива условия. Но всички тези компютърни системи не са подходящи за нас – те са много скъпи и затова практически неприложими на вилата.
Но армията от градинари-ентусиасти не желае да се предава. В различните издания за градинарство и изобретения са описани множество устройства, позволяващи да се автоматизира оранжерията. Това са преди всичко автомати за проветряване, които оптимизират температурния режим, отстранявайки прегретия въздух. Те също имат своите достойнства и недостатъци.

Да разгледаме основните типове такива устройства.

1. Електрически.

Състоят се от вентилатор и термореле, включващо вентилатора при достигане на зададена температура на въздуха. Предимства – висока чувствителност и удобно регулиране, както и неограничена мощност. Недостатък – ненадеждност, тъй като дори кратковременно (1-2 часа) спиране на електроподаването в горещо време може да ви остави без реколта за целия сезон.

2. Биметални.

Състоят се от занитени пластини от два метала или метал и пластмаса с различни коефициенти на топлинно разширяване. В резултат на нагряването пластината се извива и отваря прозорчето, а при охлаждане се изправя и го затваря. Предимството на такова устройства е, че работи автономно, евтино е и лесно за изработване. Недостатък – малка мощност, т.е. може да отвори и затвори само малко, добре уравновесено прозорче, което не заяжда, а такива в оранжериите просто няма. В крайна сметка – рискът е същият.

3. Хидравлични.

Използват свойството на течностите да се разширяват при нагряване. Представляват херметична система, запълнена с лесно кипваща течност (фреон) или други течности с висок коефициент на топлинно разширяване: вода, масло, дизелово гориво и т.н. Възможно е съчетаване на течност с гранули пластмаса, например, капрон. В системата има гофрирана оловна пружина, която променя дължината си при запълване с течност, или хидроцилиндър с подвижен щок (напречник – бел. прев.). Предимства -автономност и несъмнено висока надеждност на системата вследствие простотата на конструкцията, както и много голяма мощност и дълготрайност. Недостатък – скъпа система заради използването на сложни технологии за производство на самия хидроцилиндър, което, впрочем, напълно се компенсира от големите предимства.

Общият и основен недостатък на всички тези системи е това, че никога не съм ги виждал нито да се продават, нито в оранжериите на градинарите, а само в описанията на умниците-новатори. Изобретателите охотно споделят своите конструкции и чертежи, но след думите: „.. .заварявате щуцера (дюза, жигльор, калибриран отвор/накрайник, мундщук, струйник -бел. прев.), пресовате салник с размери 4 х 27 мм, наточвате щока и шлифовате повърхността до 6-та степен на чистота…” на всеки нормален човек му става скучно и не продължава да чете. Защото едно е ясно: за целта трябва да имате собствен машиностроителен завод. А онези, които нямат собствен завод, трябва да търсят нещо по-лесно и по-просто.

Вземайки предвид всичко казано, започнах да експериментирам именно с хидравличните автомати – те са най-сигурни. Използвах готови серийни детайли и възли. Първият ми вариант за такъв автомат-проветрител тежеше около 100 кг, беше дълъг 5 м и беше скъп. И това при положение, че най-скъпата част – хидроцилиндър от шаси на самолет – ми бе подарена от добър човек и беше безплатен, а аз само конструирах и сглобявах. Наистина, при изпитанията се държеше прекрасно, с лекота отваряше тежката метална рамка с площ от 5 м2. Впрочем, със същата лекота той би могъл да повдигне цялата оранжерия: усилието при щока беше равно на 5 тона! Той изправно се труди до днес, обслужвайки оранжерия с площ 56 м2, без да ми създава никакви грижи и учудвайки съседите. И в това няма нищо странно: спомнете си хидравличните крикове, които при собствено тегло от няколко килограма повдигат няколко тона.

 

След успешните изпитания на това „хидрочудовище” започнах да разработвам по-евтина и компактна конструкция, за да бъде по-достъпна за повечето градинари. В крайна сметка се получи мини-вариант, който тежи около 3 кг и усилието на щока е около 100 кг. (снимка 1) Това е напълно достатъчно, за да се отваря стъклена рамка с площ до 2 м2 или найлонова до 5 м2, тоест, да се проветрява оранжерия с площ 10 – 20 м2. В по-големите оранжерии може просто да се напра¬вят няколко такива устройства.

Наскоро разбрах: в Скандинавия от доста време се прилагат подобни „отварялки”, като за разширител се използва специално восъчно вещество. А аз използвах онова, което имаме ние – хидроцилиндри. Вземайки предвид дълготрайността им, цената им е съвсем приемлива. Помислете сами: срокът на годност е не по-малко от 15-20 години. Пресметнете колко безнзин харчите за излишни пътувания до вилата през пролетта, само за да отворите и затворите оранжерията? Такъв автомат връща парите за един сезон, за цената на вашето време и нерви дори не говоря.

Трябва да се отбележи, че хидравличните автомати имат доста голяма инерция, т.е., те изискват време за нагряване и изстиване на ресивера (съдове с разширяваща се течност, която представлява датчик за температурата), затова те се задействат с известно забавяне. За да не чакам ресиверът да се нагрее от топлия въздух (а този процес може да продължи дълго), аз го поставям на осветено място, така, че да се нагрява непосредствено от слънчевите лъчи и го боядисвам в черно. В този случай нагряването на ресивера и въздуха в оранжерията става едновременно и прозорчето започва да се отваря именно в момента, когато е необходимо проветряване.

Затварянето не става изведнъж: след залез слънце нагряването на ресивера намалява и прозорчето частично се затваря; при изстиването на въздуха в оранжерията се охлажда и ресиверът и прозорчето се затваря напълно.

Колкото по-мощна е системата, толкова по-масивни са детайлите и по-голям е обемът на ресивера. Съответно, нужно е повече време за нагряване и охлаждане и има по-голяма инерционност на целия механизъм. При големите системи времето за реагиране може да е около час, малките започват да работят след няколко минути. Трябва да се отбележи, че самата оранжерия също притежава инерционност – колкото по-големи са размерите и обемът й, толкова повече време е необходимо за нагряването и охлаждането й. В този смисъл големите автомати повече подхождат за големите оранжерии – тяхната инерционност съвпада. Малките автомати работят прекрасно в малките вилни оранжерии.

Силата на тези автомати ще стигне още и за автоматично включване на поливането! Но за това – по-късно.

„Умната оранжерия”

Н. Курдюмов и К. Малишевски

Вижте още: