Главное меню
Реклама

`

Инженерные системы теплиц

Инженерные системы теплиц

Климатические условия Украины таковы, что с конца октября до марта растениям не хватает солнечного света. Поэтому специфическим приемом агротехнологии в теплицах стало создание искусственного освещения.
Оборудование всего помещения теплицы лампами требует значительных затрат как на их закупку и монтаж, так и на установку мощных трансформаторов и оплату электроэнергии, что вряд ли окупится дополнительной прибылью. Поэтому на практике подобные системы освещения применяются лишь в районах Заполярья и в цветочных теплицах.
Для выращивания овощей больше подходит другой вариант — лампы устанавливаются только в том отделении теплицы, где выращивается рассада. Время начала ее выращивания (конец ноября) подбирается с таким расчетом, чтобы к моменту ее готовности (высадки на постоянное место) самый короткий световой день в году остался позади. Это позволяет обойтись лишь несколькими лампами, ведь рассада занимает немного места.
С другой стороны, при таком подходе с ноября до февраля — марта основные теплицы практически пустуют, не принося прибыли. Считается, что проще завозить импортные овощи, ведь затраты на выращивание своих в это время будут слишком высоки — и освещение, и обо­грев обойдутся в крутую копеечку. А вот установить несколько ламп для досветки рассады — вполне разумно. Отсюда и название: система досвечивания.

Лампы для теплиц

Люминесцентные лампы оказались непригодны для использования в теплицах. Во-первых, в них, как известно, для исправления цветности светового потока используется излучение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы. Этот люминофор при характерных для теплиц колебаниях температуры и влажности или низких температурах конденсируется на стенках колбы, что ведет к изменению спектра, интенсивности и режимов работы ламп. Во-вторых, спектр излучения таких ламп хоть и ближе к солнечному, чем у ламп накаливания, но все же для растений неидеален. Поэтому еще в 60-х годах прошлого столетия для теплиц были разработаны специальные люминесцентные лампы, которые назвали газоразрядными.
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные). Сначала такие лампы были 2-электродными, и для их зажигания требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве такового чаще всего использовалось довольно тяжелое и громоздкое устройство ПУРЛ-220 — пусковое устройство ртутных ламп, рассчитанное на напряжение 220 В. Лет через 10–12 у него обнаружился серьезный недостаток: оно имело меньший, чем у самой лампы, срок службы, что неудивительно, ведь в те времена техника еще не достигла высокого уровня надежности.
   Решение нашли быстро: в 70-х промышленность прекратила выпуск 2-электрод­ных ламп, создав более эффективные 4-электродные, не требующие внешних зажигающих устройств.
Лампы этого типа состоят из двух колб. Покрытая изнутри люминофором внешняя нужна для защиты внутренней от колебаний температуры, а внутренняя представляет собой даже не колбу, а кварцевую горелку, к которой от цоколя через 2 ограничивающих сопротивления, подсоединенных к дополнительным электродам, подходят проводники. В промежуток между горелкой и колбой вместо воздуха закачан азот, который препятствует теплообмену. В кварцевой колбе по бокам располагаются по 2 электрода — основной и дополнительный, а сама горелка заполнена инертным газом аргоном, служащим для изоляции теплообмена между горелкой и каплей ртути.
Принцип работы таких ламп простой. Расстояние между основным и дополнительным электродами подбирается такое, чтобы при подаче напряжения они и газ между ними легко ионизировались, постепенно нагревая ртуть. По мере испарения ртуть улучшает качество разряда между основными электродами, и примерно через 5–7 минут лампа выходит на номинальный режим работы и максимальную светоотдачу.
Из-за этого, кстати, после выключения снова включить такую лампу можно только после полного остывания. Не зная этого, владельцы теплиц иногда попадали в забавные ситуации. Включает человек досветку и начинает осматривать растения. Через 5–7 минут лампы разгораются, свет становится просто слепящим, и он, недолго думая, выключает свет. А еще через 5 минут, собираясь уходить, пытается включить его и не может. Некоторые в таких случаях вызывают электрика, хотя достаточно просто подождать 10–15 минут, и лампы снова зажгутся.
К слову, когда выходит из строя одна из ламп, чтобы заменить ее, приходится отключать весь ряд, а чтобы включить его для проверки, снова нужно ждать, пока все лампы остынут.
Практически за счет внешней колбы лампы ДРЛ защищены от колебаний температуры, улучшен спектр их излучения. При внутреннем разряде излучаются только ультрафиолет и лучи зеленого спектра, но за счет люминофора на внутренней стороне ультрафиолет преобразуется в лучи красного спектра. В результате наложения синего, зеленого и красного излучения и образуется белый свет с более высоким КПД.
Наиболее известными лампами этого класса были ДРЛФ-400. Последняя буква в их названии означает «фитотронные», т. е. для использования в теплицах и фитотронах, а 400 — мощность в ваттах.
Лампы ДРИ — дуговые ртутные с излучающими добавками. По конструкции они схожи с ДРЛ, но отличаются составом газовой смеси, заполняющей горелку. В нее, кроме ртути и смеси инертных газов, в строгой дозировке вводятся специальные добавки — галогениды индия, натрия, таллия и некоторых других металлов. Это позволяет значительно увеличить световую отдачу — до 70–90 люмен на ватт (для сравнения, у ДРЛФ-400 она составляет 45–60 лм/Вт).
Излучающие добавки, которые кроются за буквой И, подбираются таким образом, чтобы заполнить пробелы в спектре излучения ртути и выровнять его. Для этого необходимо добавить красную и желтую составляющие, которые как раз и присутствуют в спектре излучения натрия и других металлов. Поэтому более правильное название ламп такого типа — металло-галогенные. Интересно, что они не требуют покрытия внешней стенки колбы люминофором, что позволяет сделать более компактную горелку.
Лампы ДРИ и ДРЛ очень похожи по внешнему виду колбы и требуют подключения через пускорегулирующую аппаратуру (ПРА). Однако импульсное зажигающее устройство (ИЗУ) для инициализации разряда в ДРИ не нужно, поэтому схема их включения несколько отличается. Кроме того, лампы этого вида часто делаются с зеркальным по­крытием части колбы. Горелки в них в основном керамические, более устойчивые к реакциям с газовыми смесями, благодаря чему со временем они затемняются гораздо меньше кварцевых. Впрочем, некоторые производители не снимают с производства и горелки из тугоплавкого стекла из-за их относительной дешевизны.
Лампы ДНаТ — дуговые натриевые трубчатые (после названия обычно стоит цифра, обозначающая мощность в Вт). Еще один вид современных газоразрядных ламп. Источником света в них служит газовый разряд в парах натрия. Естественно, преобладающим в их спектре является резонансное излучение натрия, поэтому они дают яркий оранжево-желтый свет, получивший название «солнечного заката». Как и лет 15–20 назад, именно такие лампы являются одним из самых эффективных источников света для теплиц, ведь именно желто-оранжевые лучи с длиной волны 590–720 нм наиболее благотворно влияют на процесс фотосинтеза.
Светоотдача ламп этого вида достигает 150 лм/Вт (напомним, чем она выше, тем лучше). Они различаются по уровню давления паров натрия, и для досветки в теплицах обычно используются НЛВД — натриевые лампы высокого давления. Спектральные линии излучения их значительно расширены, однако за это приходится расплачиваться защитой колбы от действия паров натрия и высокой температуры электрической дуги. Эту задачу производители решают по-разному (например, трубки изготавливаются из оксида алюминия), и в целом именно НЛВД являются самым современным достижением в изучении светокультуры.
Широко известны, к примеру, лампы торговой марки Reflux, которые называют ДНаЗ (дуговые натриевые зеркальные). В них половина колбы покрыта зеркальным составом, а горелка размещается аксиально, т. е. на оси отражателя. А фирма Philips предлагает и безртутные лампы (с обозначением Hg free).
Правильный выбор ламп для досветки растений в теплице очень важен. Не следует экономить, приобретая, например, натриевые лампы для уличного освещения, даже если вам кажется, что в их спектре доминируют оранжево-желтые лучи. Человеческий глаз не в состоянии заметить разницу в длине волны 590 и 610 нм, а для растений она имеет решающее значение. Более того, лампы для цветов обычно не подходят для овощей и наоборот.
Конечно, сегодня последним криком моды являются светодиоды, но из-за их высокой стоимости большинство владельцев теплиц от газоразрядных ламп откажутся еще нескоро. А значит, не будет лишним напомнить правила их монтажа, эксплуатации и замены.

Дроссели

Подключение к сети всех газоразрядных ламп осуществляется через дроссель (от нем. drossel — ограничитель) в соответствии с мощностью. Он ограничивает напряжение, подаваемое на электроды газоразрядной лампы во время ее горения, а при включении на короткое время создает высокое пусковое напряжение, чтобы образовать между электродами разряд, необходимый для зажигания. Если включить лампу без дросселя, она моментально сгорит, ведь через нее пройдет ток слишком большой силы.
Конечно, параметры дросселя тщательно рассчитываются, чтобы обеспечить «пробой» газовой среды в колбе электрическим разрядом. В связи с этим дроссель для ламп ДНаТ, например, не подойдет для ламп ДРЛ из-за разницы в необходимом пусковом токе и напряжении.
Для ламп ДНаТ и ДРЛ применяют 3-фазные дроссели, рассчитанные на 380 В. На рынке сегодня представлены такие устройства самых разных марок — как отечественных, так и импортных. Наиболее популярными считаются дроссели компаний «Лисма» (Россия), Helvar (Финляндия), Vossloh Schwabe (Германия).

Замена ламп

По мере «старения» газоразрядной лампы напряжение на ней повышается, и пускорегулирующая аппаратура (ПРА) начинает перегреваться. Это может вызвать либо обрыв обмотки (лампа отключится), либо ее замыкание, из-за чего лампа окажется подключенной к сети напрямую и немедленно перегорит, испортив весь светильник. Поэтому менять газоразрядные лампы следует, не ожидая, пока они выйдут из строя, а раз в 10–15 лет, иначе впоследствии придется менять еще и не менее дорогую ПРА.
Впрочем, технологии не стоят на месте, и в последнее время ПРА (ее еще называют балластом) стали оснащать автоматическими предохранителями. Стоит менять ПРА или проще вместо газоразрядных ламп поставить светодиоды, каждый решает сам.
Если же речь идет только о замене устаревших ламп на более новые, в первую очередь каждый смотрит, подходят ли они по цоколю. Его диаметр обозначается в миллиметрах после буквы Е. К примеру, Е40 означает, что диаметр цоколя — 4 см.
Но кроме цоколя, нужно обращать внимание и на соответствие пускорегулирующей аппаратуры. Если она не вполне подходит, это может привести к быстрому износу электродов и испарению излучающих добавок, что сущест­венно снизит срок эксплуатации ламп. Тем более, что некоторые балласты представляют собой повышающие автотрансформаторы. Плюс в состав балласта обычно входит конденсатор, который влияет на реактивную мощность с целью экономии электроэнергии и улучшает запуск лампы. Поэтому новые лампы часто опасно вставлять в светильники с ПРА другого производителя, а тем более устаревшие (даже 5–10-летней давности).
Светильник, в который вставляется лампа, представляет собой сложный механизм из светоотражающего зеркального по­крытия в форме полукруга в комплекте с ПРА (облегченной в более новых моделях). На постсоветском пространстве такие светильники обозначаются аббревиатурой ОТ (осветитель теплиц), после которой идет цифра, показывающая, на лампы какой мощности они рассчитаны (например, ОТ-400, ОТ-250 и т. д.). Чтобы увеличить площадь светоотражающего покрытия, рефлектор обычно делают не гладким, а рельефным.
Важно отметить, что в связи с узкой специализацией производителей пользователям приходится приобретать лампы одной фирмы, светильники — другой, а комплектующие (дроссели и конденсаторы) — третьей.

Досветка растений

Рассмотрев технические тонкости, перейдем к применению ламп на практике. Досветку растений агрономы называют палкой о двух концах, поскольку при неправильном применении она может вместо пользы нанести вред растениям. Чтобы этого избежать, нужно, прежде всего, повысить содержание в рассадном отделении или теплице в целом углекислого газа, что значительно повышает продуктивность фотосинтеза. Включать лампы, не повысив содержание СО2, значит впустую расходовать такую дорогую электроэнергию.
Подвешивают лампы на высоте не менее 2,5 м над растениями. Лучше всего приспособить для этого шпалеру под крышей. Количество рассчитывают, исходя из мощности ламп — так, чтобы обеспечить освещенность на уровне не менее 8–10 тыс. лм. Обычно их размещают над рядами растений через каждые 3–6 м, учитывая, что обычная 400-ваттная лампа может осветить 1,2 м2 теплицы.
Одна из распространенных ошибок, особенно владельцев пленочных теплиц — делать один ряд ламп на несколько рядов растений. В таком случае крайние ряды будут освещены хуже центральных, а значит, растения в них будут развиваться хуже. Чтобы избежать таких проблем, лучше обратиться к светотехнику, который рассчитает оптимальную схему размещения ламп, исходя из их количества и мощности.
Наиболее простая и удобная схема подключения светильников — последовательно вдоль теплицы. Параллельное подключение предполагает больше разветвлений, которые проблематично спрятать в гофрированный рукав. Соединения выполняются многожильным проводом, сечение которого также должен подобрать квалифицированный специалист. На ПРА, как правило, есть схема подключения, которая поможет сделать все правильно. Но в любом случае лучше поручить эту работу опытному электрику, ведь ошибка может привести к взрыву лампы со всеми вытекающими последствиями.
Полезно также знать, как электрик рассчитывает нагрузку в электроцепи. Допустим, у вас 20 газоразрядных ламп мощностью по 400 Вт, что в сумме дает 8000 Вт. Тогда общая сила тока составляет: 8000 Вт : 380 В = 21 А. Под такую цифру и подбирается предохранитель. Причем лучше брать его «с запасом», т. е. рассчитанный на более высокое значение силы тока. Как вариант, можно сделать 2 цепи с двумя 15-амперными предохранителями, разместив лампы в 2 ряда в шахматном порядке.
Еще одно важное условие: лампы должны быть чистыми. Во время установки в светильники их нельзя трогать руками, а в местах прикосновения нужно протереть внеш­ние колбы спиртом. Плюс неплохо бы хотя бы раз в сезон протирать лампы от пыли. Известны случаи, когда следы от пальцев, грязь или капли воды на колбах со временем «пропечатывались» и даже приводили к взрывам.
Оптимальным сегодня признано горизонтальное размещение ламп — оно повышает КПД на 10–15% по сравнению с вертикальным. Но для этого светильники должны быть закреплены вертикально, а это, опять же, может сделать только специалист. Некоторые аматоры, к примеру, прикручивают светильники проволокой, и со временем те провисают под углом, из-за чего эффективность освещения снижается.
Серьезный электрик обязательно нарисует схему подключения и разводки, которую оставит пользователю после окончания работ. Ведь помимо ламп, в электрическую сеть теплицы нужно будет включать вентиляторы, а возможно, и электрические обогреватели. Для них лучше сделать отдельную линию, оборудовав отдельное УЗО (устройство защитного отключения, попросту — рубильник). Но все равно все электрические устройства теплицы надо подсоединить к главному распределительному щиту с прерывателем замыкания тока на землю, который выключит ток при малейших утечках.
Решив оборудовать теплицу системой освещения, важно помнить и о том, что оптимальный режим досветки зависит как от культуры, так и от погодных условий. Чаще всего лампы включаются после захода солнца, а выключаются, когда оно встает, хотя в пасмурные зимние дни порой не будет лишним и круглосуточное освещение.
Правильно сделанная досветка обеспечит быстрое развитие растений, что является залогом будущего урожая.  

Л. Беневьят

Внимание новинка!!!
Thursday, 24 March 2016
Карманный справочник Определитель вредителей и болезней огурца
Как сохранить свежесть овощей и фру...
Monday, 16 March 2015
Здоровый образ жизни предполагает употребление натуральных овощей и фруктов. Однако при неправильном хранении около 14% купленных продуктов выбрасываются из-за преждевременной порчи. Исправить эту ситуацию помогут знания о том, как дольше сохранить свежесть овощей и фруктов с помощью современной техники для дома....
Wednesday, 07 December 2011
Продолжение. Начало см. в № 2 за 2010 г. БОРЬБА С ВРЕДИТЕЛЯМИ, БОЛЕЗНЯМИ И СОРНЯКАМИ Основные вредители сахарной кукурузы различные виды совок, стеблевой (кукурузный) мотылек, проволочники. В борьб...
Monday, 21 September 2015
Щирица, или амарант (Amaranthus рalmeri) происходит из Южной Америки, где растет наибольшее количество его видов, разновидностей и форм. Этот агрессивный сорняк может расти со скоростью до 5 см в день, вытеснять на полях кукурузу, сою, хлопчатник и...
Текущий номер
Поиск
Авторизация
Логин
Пароль
Реклама

© Copyright 2009 - Ovoschevodstvo.com All Rights Reserved     |     Дизайн — Свердличенко Алексей     |     Програмирование — Хагшенас Хажир