Умная теплица - Николай Иванович Курдюмов
Вегетарий решает сразу все эти проблемы.
Проблема 1. Строится вегетарий на склоне в 15- 20°, естественном или насыпном, скатом на юг или юго–восток (рис. 21). При размере 4 на 5 м это вполне реально. Кровля делается плоской — стекло, а лучше сотовый поликарбонат (вот где он действительно незаменим!) Результат: солнце падает перпендикулярно, и отражения — почти ноль. По данным авторов, в сравнении с обычными арочными теплицами, приход энергии солнца повышается в 4-5 раз, а утром, вечером и зимой — в 18-21 раз.
Рис. 21
Но и это не всё. Задняя стенка — капитальная. Собственно, это стена дома или подсобки. Она побелена, а в идеале — оклеена зеркальной плёнкой. При низком солнце она отражатель, удваивающий попадание лучей на почву.
Сам наклон на 15° на широте Киева увеличивает зимнее поглощение лучей на 32%. Плюс плоская кровля и экран. Чем ниже солнце, тем сильнее эффект. При стоянии солнца под углом 20° поглощается вдвое больше энергии, при 10° — втрое, при 5° — вчетверо. Уклон теплицы в 25° увеличивает поглощение низкого солнца соответственно в 2,5-4-6 раз.
Проблемы 2 и 3 решаются одним изящнейшим изобретением — замкнутым циклом воздухо– и теплообмена.
Под почвой, на глубине 30-35 см, через 55-60 см друг от друга, вдоль всей теплицы лежат пластиковые (асбоцементные) трубы (рис. 22). Нижние их концы выведены на поверхность и прикрыты от мусора сеточкой. Верхние (северные) концы соединены в один поперечный коллектор. Из коллектора идёт вертикальная труба — стояк, проложенный в капитальной стене. Она выходит на крышу, но не напрямую, а сквозь регулировочную камеру. Камера открывается в теплицу примерно на высоте 1,5 м. Снизу и сверху она ограничена заслонками, а выход в теплицу — вентиляторный. Бытовой вытяжной вентилятор мощностью 15-20 Вт нормально обслуживает 3-4 трубы диаметром 70-100 мм. Если труб больше, делаются дополнительные стояки с вентиляторами.
Рис. 22
В солнечный день, даже зимой, когда снаружи — 10 °C, внутри вегетария — +30-35 °C. Верхняя заслонка камеры закрыта. Вентилятор засасывает воздух в трубы и гонит его снизу вверх (рис. 23). Воздух отдаёт тепло почве. Остывший воздух вдувается обратно в теплицу и снова греется. За день почва прогревается до 30° и выше — ВСЯ ПОЧВА становится аккумулятором тепла. Его запасается столько, что хватает почти на всю ночь. Ночью вентилятор продолжает работать, подавая тепло уже из почвы в воздух.
Рис. 23
В последние два десятка лет эта система широко используется в Европе, особенно в Скандинавии. Там тёплый воздух закачивают и в почву, и в каменный пол, и в коллекторы внутри бассейнов, и даже в стены прилежащих комнат.
Таким образом, без всякого отопления, при дневном морозе -10° и ночном -15 °C, в вегетарии держится температура: днём — +18’, ночью — +12 ’С.
Главное — хорошая герметизация покрытия. Для сравнения, в обычной теплице в это же время: с 9 до 20.00— выше 10 °C, с 12 до 16.00— выше 30 °C, а ночью, с 23.00 до 7.00 — около нуля и ниже. Без системы автоматического регулирования нормальная температура в теплице держится лишь четверть времени суток!
На случай сильных морозов в камеру вставляется простой калорифер, и в теплицу задувается тёплый воздух. На любой форс–мажор хватает калорифера мощностью в 1,0-1,2 КВт. Но таких ночей бывает немного, да и лучше зимой выращивать зелень, не требующую подогрева.
Весной и даже нежарким летом тот же вентилятор в том же режиме спасает теплицу от перегрева. В почве запасается уже не тепло, а прохлада. Днём греется и отдаёт свою прохладу остывшая за ночь почва, а ночью — прохладный воздух.
А ведь нагрев почвы — самый мощный ускоритель развития растений. При температуре почвы 32 °С томаты и огурцы дают вдвое больший урожай на месяц раньше, а баклажаны — вчетверо больший урожай!
И всё же при наступлении долгой летней жары приходится отводить лишнее тепло наружу. Тогда закрывается нижняя заслонка камеры, а верхняя — открывается. Меняется и направление продува: вентилятор начинает просто гнать горячий воздух из теплицы наружу. Но при этом теряется СО2 и влага. Посему нужно как можно меньше пользоваться вентиляцией. Лучше на время жары накинуть сверху маскировочную сетку или самоделку из верёвок с пришитыми кусками полотна. Очень эффективно опрыскать теплицу раствором обычной глины. Поглощается как раз столько, сколько нужно — около 50% излучения.
Видимо, проблему поддержания температуры нужно решать комплексно. Летом мощность вентиляторов должна явно увеличиваться. В режиме наружной вентиляции вентилятор всё равно будет удалять из теплицы влагу и СО2, и тратить на это электричество неразумно. Поэтому, скорее всего, стоит всё же предусмотреть форточки с умными открывалками. Вентиляторы включаются автоматически через датчики температуры, на крыше — притеняющая сетка, и потери от вентиляции минимальны.
Проблема 3. При открытой вентиляции, несмотря на уход и поливы, урожай снижается в 2-4 раза ниже возможного, то есть получаемого в вегетарий. Почему? Тут два главных момента.
Первое: углекислый газ. На его истинную роль недавно открыл мне глаза учёный из Уфы О. В. Тарханов. Вот полевые цифры. Для создания нормального урожая овощей на гектаре требуется до 300 кг СО2, а в метровом слое воздуха — всего 6 кг СО2. Всего 2%! Как же растут растения? Почти весь нужный углекислый газ даёт гниющая органика. И чем его больше, тем выше урожай. Именно замкнутый цикл воздухообмена накапливает в вегетарий уникальную массу СО2, которая и раскрывает весь продуктивный потенциал растений.
Второе: почвенная и воздушная влага.
Поверхностный полив, даже если он капельный, имеет массу недостатков: большие потери с испарением, охлаждение почвы, поверхностное развитие корней, влияние на физику и химию почвы. Система почвенных труб — готовая система «атмосферной ирригации». Это собиратель конденсата! Проходя по прохладным трубам,
