Що таке розумна теплиця і як зробити автоматичне управління своїми руками

Займаючись вирощуванням сільськогосподарських культур у великих обсягах, хочеться в тій чи іншій мірі полегшити роботу, скоротити терміни її проведення і мінімізувати прикладаються при цьому зусилля. Посильну допомогу в цьому може надати розумна теплиця, облаштувати яку цілком можна своїми руками і без надмірних витрат. Ця стаття повідає про те, що ховається за цим поняттям, як реалізувати на практиці теоретичні задумки і на що при цьому звернути особливо пильну увагу.

• Можливості та класифікація теплиць з розумним управлінням
• Етапи впровадження автоматики
• Система автопровітрювання і її особливості
• Організація крапельного зрошення
• Мульчування ґрунтового середовища
• Додаткові удосконалення і функціональність
• Вибір місця встановлення – основні аспекти
• Розумна Теплиця Своїми Руками: Детальна Інструкція
• Розумні теплиці, що сюди входить
• З чого споруджується розумна теплиця
• Каркас для теплиці
• Дерев’яний каркас
• Який каркас вибрати для розумної теплиці
• Покриття каркаса для теплиці
• Полікарбонат для покриття теплиці
• Розумна теплиця з полікарбонату
• Автоматичний полив у теплиці
• Автоматичне провітрювання
• Автоматичне опалення

Можливості та класифікація теплиць з розумним управлінням

Автоматизована теплиця передбачає виконання низки операцій без участі людини, а саме:

• підтримка необхідних температурних параметрів всередині;
• автополив рослин за допомогою крапельного зрошення;
• мульчування (відновлення) ґрунтового шару.

Систему реагує блок управління, який програмується власником, залежно від кліматичної зони і вимог вирощуваних культур. Блок може бути підключений до персонального комп’ютера або планшета, що дозволяє змінювати параметри віддалено, перебуваючи поза домом.

Радує той факт, що система цілком може бути облаштована своїми руками – ніяких особливих проблем у цьому немає, та й використання спеціалізованого інструментарію і комплектуючих не потрібно. З точки зору цінового аспекту також не виникає жодних питань – вартість обладнання по кишені кожному дачнику, а деякі з компонентів так і зовсім можна виготовити самостійно.

Розумні теплиці можна класифікувати наступним чином:

• автономні – всі системи працюють виключно на тепловій або сонячній енергії;
• енергозалежні – живлення елементів здійснюється від підведеної електромережі.

Кожен тип володіє своїми достоїнствами і перевагами про важливість, яких суперечки між дачниками не вщухають і донині. Втім, мають місце і недоліки. Так, наприклад, розумна теплиця Курдюмова, що функціонує від електромережі, викликає істотну витрату електроенергії, при відключенні якої для рослин можуть настати найбільш несприятливі наслідки.

Автоматика автономних теплиць не відрізняється оперативністю реагування – при різких температурних коливаннях кватирки нездатні швидко закритися, що може завдати вирощуваним культурам певної шкоди.

Етапи впровадження автоматики

Зрозуміло, що створення розумної теплиці своїми руками можливе лише за наявності самої споруди. Зробити його досить просто і без надмірних фінансових вкладень. Ті, хто бажає заощадити свій час цілком можуть придбати вже готовий виріб. Для його перетворення на «розумне» потрібно виконати такі дії:

1. Встановити автоматичну вентиляцію.
2. Організувати автополив.
3. Мульчувати ґрунт.
4. Вдосконалити функціональність всіх систем.

Система автопровітрювання і її особливості

Для автоматичної вентиляції приміщення використовують спеціальні гідравлічні пристосування – покупні або виготовлені самостійно. Якщо з фабричним варіантом все гранично ясно, то саморобне обладнання заслуговує більш пильної уваги. Воно складається з двох ємностей, з’єднаних за допомогою шланга і заповнених рідиною, але не повністю.

Розташовують ємності всередині розумної теплиці і за її межами. При досягненні всередині споруди критичного температурного показника відбувається розширення рідини з її подальшим перетіканням у зовнішню посудину. Під дією збільшеної маси спрацьовує «принцип важеля», і кватирка відкривається. При остиганні температури всередині відбувається зворотний процес.

Провітрювання має основну мету – оптимізувати температурний режим у теплиці.

Кватирки слід облаштовувати на максимально можливій висоті – таким чином буде досягнута практично ідеальна циркуляція повітря. Їх установка біля землі неприпустима – це призведе лише до появи протягів, не більше того.

Організація крапельного зрошення

Крапельний полив рослин забезпечує постачання води безпосередньо до кореневища – малими партіями і індивідуально до кожного куща, що досягається за допомогою установки розгалуженої системи з гумових або пластикових трубок з крапельницями. При такому підході верхній шар ґрунту завжди буде вологим, а корінь отримає воду в тій кількості, яка йому необхідна.

З приводу холодної води переживати не варто – її повільна подача забезпечує необхідний прогрів. Для поливу достатньо лише відкрити кран – розумна система позбавляє від виснажливих «забігів» з лейкою або шлангом в руках.

Основу системи автополиву становить гідроавтомат, аналогічний тому, який задіюється для автоматичного відкриття кватирок. Все що потрібно – закріпити на штоку циліндра простий гак, за допомогою якого і буде відкриватися кран. Вода надходить з бака, її подача здійснюється самопливом – все просто, але ефективно.

Мульчування ґрунтового середовища

Фахівці рекомендують покривати тепличний ґрунт пухкою органікою (мульчею), що оптимізує вологість і позбавляє рослини від бур’янів. У весняний і осінній період така мульча закривається темним поліетиленом – він добре прогрівається і ефективно постачає повітря і грунт накопиченим теплом. Волога при випаровуванні осідає на зворотному боці покриття і повторно йде в ґрунт, позбавляючи його від пересихання.

Рекомендовано використовувати для укриття особливий нетканий агроматеріал, щільність якого варіюється в межах 40-60 г/м2. Для теплиць це оптимальне рішення. У літній період плівка прибирається, а ґрунт покривається тирсою або соломою – вони відмінно відображають надлишок тепла, рівномірно розподіляючи його по всій теплиці.

Брак добрив компенсують заселені в ґрунт каліфорнійські хробаки – крім іншого вони ще й відмінно відновлюють верхні шари ґрунту.

Додаткові удосконалення і функціональність

Представлена теплиця з розумним управлінням включає мінімум автоматизованих процесів і є енергонезалежною. Чи можна ще більше поліпшити систему і збільшити її функціональність? Можна, але лише при підключенні електроенергії. Не зайвим буде автоматичний підігрівач, оснащений вбудованим тепловим регулятором. Цілком підійде навіть побутовий електронагрівальний прилад на олійній основі.

Тут важливо провести правильні економічні розрахунки, адже витрати на електроенергію сьогодні досить значні. Бак з водою можна доповнити системою наповнення з електронасосом і поплавковим регулятором рівня – в цьому випадку можна буде раз і назавжди забути про ручне поповнення водного запасу.

Вибір місця встановлення – основні аспекти

При виборі місця розташування теплиці слід врахувати такі аспекти:

Сильні пориви вітру здатні завдати шкоди теплиці, особливо якщо використовується її полегшена варіація. Та й на температурний режим всередині конструкції вітер здатний зробити істотний вплив, «видувши» все те тепло, яке є. Для попередження цього варто подбати про захист – жива огорожа являє собою відмінне рішення проблеми.

У південних регіонах країни розумна теплиця повинна бути встановлена в напрямку північ-південь. Це створить для рослин оптимальні умови протягом усього дня. Для центральних і сибірських регіонів актуальна західно-східна спрямованість, що забезпечує рослинам максимум тепла і світла.

Варто зауважити, що розумна теплиця при уявній складності, має досить просту і зрозумілу звичайному обивателю конструкцію. Впоратися з її облаштуванням цілком під силу кожному, хто має початкові навички будівництва і «дружить» з інструментом. Втім, для цієї мети цілком можна залучити команду майстрів-професіоналів, здатних виконати весь спектр необхідних робіт з максимальною якістю і в найкоротші терміни.

Розумна Теплиця Своїми Руками: Детальна Інструкція

Кожен дачник у своєму житті мріє про те, щоб мати теплицю на своїй ділянці. Але тільки щоб на її обслуговування витрачалося якомога менше часу і сил.
Саме з цієї причини стали з’являтися теплиці розумні. Що це за конструкції?

Розумні теплиці, що сюди входить

Вперше про створення розумної теплиці стали говорити К. Малишевський і Н. Курдюмов. Вони також є авторами своєї книги «Розумна теплиця».
Що ж все-таки це таке?
Курдюмов і Малишевський були досвідченими городниками. За всі роки своєї практики вони намагалися внести корективи в створення і забезпечення теплиці.
Вони вносили автоматизовані процеси в конструкцію:

Примітка. Всі ці процеси допомагають заощадити не тільки час городника, а й сили. Якщо раніше всі дії здійснювалися вручну, то на даний момент кожен бажає автоматизувати роботу теплиці.

Для цього на даний момент є все необхідне обладнання:

Ці системи програмуються на певний показник, і тільки після цього спрацьовує автоматика. Звичайно, без допомоги фахівців у цій галузі в деяких випадках просто не обійтися.
Вони допоможуть налаштувати обладнання або відремонтувати його. Але, не дивлячись на це, будь-хто може створити розумну теплицю своїми руками.

З чого споруджується розумна теплиця

Професійно побудована розумна теплиця

Для того, щоб виготовити на заміській ділянці теплицю такого типу необхідно спочатку скласти проект. У ньому вказуються всі розміри та кількість використовуваного матеріалу.
Конструкція теплиці ділиться на:

Каркас для теплиці

На даний момент виготовлення каркасу для теплиці будь-якого розміру відбувається із застосуванням:

Металевий каркас – це досить проста споруда, в якій використовуються труби різного розміру і діаметра. Є несучі конструкції і ті, за допомогою яких виготовляється обрешітка.

Порада. Для металевого каркаса теплиці обов’язково необхідно підготувати ділянку і зробити основу.

Всі елементи такого каркасу скріплюються між собою за допомогою зварювальних робіт.
Для того, щоб виготовити металевий каркас знадобиться:

Як тільки площа для теплиці готова, то металеві труби повинні бути забетоновані в грунті. Після цього з допоміжних елементів споруджується на них обрешітка, яка з часом буде покрита.
На відео показано приклад таких робіт.

Дерев’яний каркас

Креслення для дерев’яного каркаса

Дерев’яний каркас можна виготовити самостійно, але слід пам’ятати, що період експлуатації не більше 10 років.
Дерев’яний каркас досить міцний і щоб його спорудити знадобиться:

Цей каркас можна і не бетонувати, все залежить від масштабу теплиці і від часу її експлуатації.

Порада. Якщо теплиця з дерев’яним каркасом буде використовуватися не один рік, то варто подбати про її міцність і забетонувати несучі стовпи.

Також варто врахувати, що деревина відмінно вбирають вологу і реагує деформаціями на перепади температури. Саме з цієї причини після установки дерев’яного каркаса необхідно його покрити фарбою або щадним лаком.

Який каркас вибрати для розумної теплиці

Металевий каркас найдовговічніший

Теплиця розумна може бути як з дерев’яним, так і з металевим каркасом. У даній ситуації все буде залежати від терміну використання теплиці і від її покриття.
Невеликі характеристики матеріалу:

• Звичайно, найміцнішим, надійним і довговічним каркасом буде металевий. Тільки його поверхня може іржавіти або окисляться в результаті поливальних робіт.
  Саме тому варто його покрити ґрунтовим шаром і після цього пофарбувати.
• Дерев’яний каркас також міцний і довговічний. Тільки термін експлуатації самої деревини в кілька разів менший, ніж металу.

Порада. Для створення розумної теплиці найкраще віддати перевагу металевому каркасу.

Покриття каркаса для теплиці

Для того, щоб правильно вибрати покриття для теплиці необхідно вибрати якісне покриття.
Воно може бути:

• Скло може бути використано тільки на дерев’яному каркасі, оскільки має свій особливий метод монтажу. Воно дуже добре пропускає світло.
  Тому досить часто його покривають захисною плівкою, щоб убезпечити рослини від обпалюючих сонячних променів.
• Плівка також популярна, але вона є менш міцною, ніж скло. Ціна її досить доступна і використана вона може бути на будь-якому каркасі.
  Є великий вибір такого покриття і різні його види. Кожен відрізняється своїми властивостями і методами застосування.

Примітка. Полікарбонат є найпопулярнішим і практичним матеріалів для покриття каркаса теплиці.
Він має великі переваги перед склом і плівкою. Найбільш часто зустрічаються розумні теплиці з полікарбонату.

Полікарбонат для покриття теплиці

Пристрій теплиці з полікарбонату

За словами Курдюмова можна зробити висновок, що покриття теплиці має бути міцним і якісним. Також воно повинно володіти відмінними технічними характеристиками.
Відмінні характеристики:

• Полікарбонат є саме таким матеріалом. Має він досить великий вибір забарвлень і видів. Але для конструкції теплиць використовується тільки стільниковий полікарбонат.
• Він міцний і надійний і здатний витримувати значні навантаження.
• Він не горить і не вбирає вологу.
• Також не реагує на температурні перепади і не деформується під впливом кліматичних або погодних умов.
• Завдяки тому, що полікарбонат всередині має соти, то і світло він рівномірно розсіює всередині теплиці. Він добре зберігає тепло і не здатний пропускати холод.

Порада. Монтувати полікарбонат можна як на дерев’яний, так і на металевий каркас, тільки з разі виготовлення розумної теплиці краще віддати перевагу другому варіанту.

Розумна теплиця з полікарбонату

Пристрій розумної теплиці

Чому саме теплиця з полікарбонату розумна? Все дуже просто, цей матеріал відповідає всім вимогам конструкції.
Він має відмінні технічні показники, які допоможуть заощадити тепло і правильно розподілить сонячні промені. Волога всередині зберігатиметься довше.
Що потрібно зробити для створення розумної теплиці? Як і говорилося вище, розумна теплиця являє собою конструкцію з автоматичним поливом, обігрівом і провітрюванням.

Автоматичний полив у теплиці

Автоматичний полив можна організувати в принципі в будь-якій конструкції теплиці.
Для цього знадобитися:

• Труби.
• Насадки.
• Автоматика.
• Постійне електропостачання.
• Варто врахувати, що для того, щоб можна було організувати автоматичний полив потрібно мати постійне безперебійне джерело водопостачання. Це може бути криниця або свердловина з насосним обладнанням для постійної подачі води.
• Труби проводяться в теплиці відповідно до встановленої системи поливу. Зазвичай вони прокладаються вздовж посаджених рослин або між грядками.
  Все залежить від того, на скільки рослина любить вологу. Також використовуються численні насадки (крапельне зрошення, дощове, внутрішньоппочвенне).
• Що стосується автоматики, то вона повинна бути якісною. Автоматичний полив може включатися від певного пульта управління, який знаходиться поруч з конструкцією, а може і від датчика, який виставляється на певну температуру в конструкції або на рівень вологості.

Підключити обладнання можна і самостійно. На фото показані приклади такої теплиці з автоматичним обладнанням.

Самостійне автоматизування теплиці

Автоматичне провітрювання

Теплиці в розумному управлінні допомагають економити час. Це стосується і провітрювання теплиці.
Воно необхідне для того, щоб усередину теплиці надходило свіже повітря, а прогріті повітряні маси вийшли назовні.
Етапи роботи:

• Здійснюється провітрювання теплиці за рахунок відкриття кватирок, які на покритті повинні бути розташовані правильно.
  Однієї або двох таких кватирок буде замало для здійснення якісного провітрювання. Звичайно, кількість залежить від розміру теплиці. Всі вони розташовуються вгорі каркаса.
• Для автомата провітрювання необхідно придбати датчики, гідравлічне обладнання або інші види автоматики.
• Як це працює? Всередині конструкції теплиці під самим верхом встановлюється датчик температур, який має підключення до обладнання, встановленого на кватирці теплиці.
• Датчик програмується на певну температуру, по досягненню якої спрацьовує автоматика і за допомогою гідравлічного циліндра кватирка автоматично відкривається.

Для програмування такого датчика є спеціальна інструкція. Необхідно її точно дотримуватися.

Автоматичне опалення

Конструкцію теплиці потрібно опалювати в тому випадку, якщо вона використовується в холодну пору року, наприклад, в кінці зими або ранньої весни. Для того, щоб створити рослинам комфортне середовище треба використовувати опалювальне обладнання.
Його на сьогоднішній день дуже велика кількість.
Як це працює:

• Є інфрачервоні обігрівачі, які також мають датчик температур. І як тільки температурний режим починає всередині конструкції зниження

Автоматичні регулятори температури

З точки зору енергоефективності пристрої температурного регулювання можуть сприяти скороченню тепловтрати, а, отже, і зменшенню рівня викидів CO₂. Точний контроль температури в системі опалення підвищує рівень комфорту споживачів у будівлі. Оптимальний діапазон регулювання та швидкий час відгуку на зміну витрати у гарячому водопостачанні — це лише деякі з особливостей, які забезпечують найкращі характеристики регулювання.

Рішення для квартир і приватних будинків

Термостатичні регулятори температури для приватних будинків та квартир використовуються для регулювання температури теплоносія у швидкісних/накопичувальних системах гарячого водопостачання та опалення. Завдяки швидкому відкриттю та закриттю вони захищають теплообмінник від накипу та забезпечують довгий термін служби обладнання, встановленого в системі.

У швидкісних системах гарячого водопостачання з незначними коливаннями температури подачі та перепадів тиску можна встановлювати регулятори типу RAVI із високою швидкістю реагування. У разі перепаду тиску > 2 бар рекомендується встановлювати окремий регулятор перепаду тиску. Для динамічніших систем чудовим вибором будуть регулятори температури типу AVTQ з регулюванням температури згідно з витратою та інтегрованим регулюванням перепаду тиску.

Вони реагують, як тільки відкривається водяний кран, та підтримують низький та постійний перепад тиску на термостатичному регулювальному клапані. Забезпечується оптимальне ненавантажене регулювання температури. За більших витрат можна використовувати регулятори температури типу AVTB як для швидкісного гарячого водопостачання, так і для теплопостачання.

У системах опалення та вентиляції компанія Danfoss радить використовувати регулятори типу RAVK із помірним часом реагування.

В акумулювальних системах і в системах із баками з гарячою водою компанія Danfoss рекомендує використовувати регулятори температури типу AVTB, RAVI/RAVK.

Рішення для багатоквартирних будинків і комерційних будівель

Термостатичні регулятори температури для багатоквартирних будинків та комерційних будівель використовуються для систем гарячого водопостачання, а також для обмеження температури зворотного теплоносія в системах централізованого теплопостачання.

В акумулювальних системах і в системах із баками з гарячою водою компанія Danfoss рекомендує використовувати регулятори температури типу AVTB, AVT/VG, AFT/VFG2.

У деяких системах може знадобитися обмеження температури зворотного теплоносія від баків з гарячою водою або систем нагріву, щоби запобігти надмірній температурі зворотного теплоносія. Це можна забезпечити шляхом встановлення обмежувача температури зворотного теплоносія типу FJV у зворотному трубопроводі, що веде від баку або від системи нагріву.

У цілому термостатичні регулятори температури використовуються в системах з помірними коливаннями температури подачі та помірними перепадами тиску. У випадках більших коливань перепаду тиску рекомендується встановлювати регулятор перепаду тиску.

Автоматичні пристрої температурного регулювання мають модульну конструкцію та функції безпеки, що відповідають вимогам стандартів DIN.

Терморегулятор для теплиці

У сучасному світі існує безліч терморегуляторів для теплиць. Вони являють собою зручне обладнання для створення та збереження комфортного мікроклімату та оптимального стану ґрунту в підсобних приміщеннях. Це значно полегшує працю людської праці. Різноманітність представлених над ринком видів терморегуляторів створює певні труднощі під час виборів даного апарату. Тому, щоб підібрати ідеальний варіант, необхідно вивчити всі тонкощі.

Види терморегуляторів

Терморегулятори для теплиць бувають трьох видів, відмінних за своєю функціональністю.

Найпростішим та бюджетним варіантом є механічний терморегулятор для підтримки температури ґрунту. Власник одного разу виставляє бажану температуру, може змінювати значення надалі. При досягненні заданих параметрів спрацьовує термостат і обладнання вимикається. Цей вид регуляції – відмінний варіант для малих площ. Більш модернізованою моделлю є тепличний терморегулятор електронного типу, оснащений РК-дисплеєм. Перевага моделей з екраном полягає у точнішому контролі над кліматом. Останньою модифікацією електронного вузла є сенсорний апарат. Він надає можливість запрограмувати процес роботи, що надає досконалості та надійності даному обладнанню. А наявність додаткових функцій та опцій дозволяють встановлювати потрібну температуру повітря та ґрунту в залежності від часу доби.

Терморегулятори для інфрачервоних стельових обігрівачів, докладніше тут

Виходячи з такого різноманіття варіантів, вибирати правильне обладнання слід ретельно, виділяючи для себе всі плюси та мінуси за основними критеріями:

• потужність;
• особливості монтажу;
• спосіб керування;
• кількість опцій;
• зовнішній вигляд.

Насамперед необхідно визначитися з потужністю обладнання, яка безпосередньо впливає на обігрів ґрунту. Термостат повинен перевищувати обрану потужність обігріву ґрунту всього приміщення. Якщо ж можна дозволити собі установку кількох апаратів, слід розділити всю площу на зони. За допомогою датчиків власник отримуватиме необхідну інформацію про всю роботу даної системи.

Електронний терморегулятор terneo k2 сучасний регулятор температури, який може контролювати та керувати двома паралельними групами нагрівальних елементів, докладніше.

Датчики

Виділяють два види датчиків: приховані та зовнішні. Повна система може складатися з кількох елементів. Спосіб монтажу застосовується прихованого типу або навісний. Можна і особисто виготовити терморегулятор для теплиці, який може підтримувати певну температуру. Для цього необов’язково витрачатися на дорогі деталі та вкладати багато особистого часу та сил. Однак не варто забувати про процес автогенерації, яка може статися при близькому прихильності до основного приладу. Автогенерація ліквідується завдяки блокам, що задають тимчасову затримку. Тривалість паузи можна порівняти з часом заряджання конденсатора.

Датчиком виступає терморезистор, опір якого зменшується при нагріві. Разом із дільником напруги він входить до складу ланцюга. Туди підключений і змінний резистор, який встановлює температуру, необхідну для включення тепличного терморегулятора.

Деталь вловлює найменше підвищення температури та передає інформацію для включення вентилятора або іншого охолоджувального пристрою. Показник опору на цей момент досягає свого мінімуму. Коли охолоджувальний агрегат починає свою роботу, підвищується опір і рівень напруги в ділителі.

Як результат – всі елементи ланцюга стають задіяними, і вентилятор автоматично вмикається.

Вибір правильної системи зрошення життєво важливий для росту ваших рослин. Як правильно поливати рослини щоб було економно і прибутково.

Переваги скляної теплиці. Довговічність. Скло – міцний матеріал, здатний витримувати суворі погодні умови.