IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Эффективное использование типовых зимних теплиц в течение всего года для выращивания овощных культур является актуальной и сложнорешаемой задачей, т.к. необходимо обеспечить допустимые параметры микроклимата независимо от внешних воздействий на сооружение: солнечная радиация, ветер, отрицательные температуры в холодный период года и осадки.

В настоящее время теплицы используются для выращивания овощных культур как в летний, так и зимний периоды года. Обеспечение населения в течение всего года свежими овощами в России осуществляется их выращиванием в теплый период года в открытом грунте, а в переходный и зимний периоды года - в теплицах.

Удельные потери теплоты в культивационных сооружениях рав­ны 100...200 Вт/м³, расходы на обог­рев сооружения составляют 50 % се­бестоимости продукции, поэтому в теплицах особенно большое значе­ние имеет изыскание возможностей экономии теплоты [1], [2].

Экономия теплоты может быть достигнута уменьшением теплопотерь и рациональным устройством и регулированием систем отопления.

Принято, что для томата и огурца наиболее благопри­ятна температура листа 22…23 °С. При температуре 35 °С ткани листа начинают погибать. Допустимые технологические параметры микроклимата для огурцов и томатов приведены в таблице 1.

Использование типовых зимних теплиц в теплый период года для выращивания овощей затруднено из-за перегрева воздуха в объеме сооружения. Интенсивность солнечной радиации повышает температуру внутреннего воздуха в объеме теплицы t_в до 50…55 °C, вызывает перегрев и иссушение растений. По этой причине потери урожая в этот период могут достигать более 50 % и иногда заканчиваются гибелью растений.

Таблица 1

Параметры микроклимата для огурцов и томатов

Параметры	Огурцы			Томаты
	До плодоношения	В период плодоношения	До плодоношения		В период плодоношения
Температура воздуха, °С: в солнечный день в пасмурный ночью	22 …24 20 …22 17…18	24…26 22 … 24 18 … 20	20…22 18…22 15…16		22…26 20…26 17…18
Влажность воздуха, %	75 …80	80…85	60…65
Температура почвы, °С	22…24			>18
Температура листьев, °Св,	22 …23			22…23

Для определения кратности воздухообменов в теплице при естественной вентиляции необходимы следующие исходные данные: t_н,t_в,скорость ветра v_н, влагосодержание d_в, площадь поверхности листьев растений F_р, суммарную солнечную радиацию в теплице и вне ее.

В наше время нашел свое применение следующий метод использования зимних теплиц в тёплый период года, разработанный в ННГАСУ. Зимние теплицы представляют собой комплекс сооружений (ангарных или блочных теплиц), направленных на выращивание овощей и зелени в холодный период года. Чаще всего данный вид сооружений оснащен системами воздушного и водяного отопления. Теплицы также позволяют осуществлять выращивание и в тёплый период года при котором, стоит задача по недопущению превышения температуры внутреннего воздуха в теплице больше 26…28 °С. Для этого теплицы оснащают системами обеспечения параметров микроклимата (вытяжная система вентиляции и система водоаэрозольного охлаждения воздуха), которые предотвращают перегрев растений и позволяют регулировать параметры микроклимата в наиболее жаркие периоды летнего сезона.

В зимний период возникают проблемы по обеспечению параметров микроклимата во избежании понижении температуры внутреннего воздуха.

Регулирование параметров микроклимата зимой происходит с помощью водяных и воздушных систем отопления. Водяные системы отопления представляют собой цокольную, шатровую, надпочвенную, подпочвенную и контурную. Схема системы отопления представлены на рисунке 1 [1].

Рис.1 – Схема водовоздушного обогрева теплицы

1– воздуховоды системы воздушного отопления;

2–трубопроводы системы водяного отопления.

Воздушная система состоит из перфорированных полиэтиленовых труб, укладываемым в надпочвенной зоне или подвешенным под лотками по которым воздух с температурой 60…70 °С подают в рабочий объем.

На основе вышеизложенного возникает проблема использования зимних теплиц как комплекса для выращивания овощей в течение года.

Согласно статистическим данным можно сделать вывод, что в зимнее время в Российской Федерации цена на овощи разнятся с ценами в летний период в 2 - 4 раза. Данные приведены в таблице 2 [3]. Особенно остро данная проблема распространена в северных регионах страны. Нехватка свежих овощей приводит к другой немаловажной проблеме — продовольственная безопасность.

Таблица 2

Средние цены на огурца свежие в течение года

Средние потребительские цены на огурцы свежие, кг, Сибирский федеральный округ
	2011	2012	2013	2014	2015	2016
январь	139,97	148,25	134,65	140,6	191,01	199,52
февраль	155,99	155,4	179,52	162,67	203,63	211,17
март	125,07	139,49	142,3	141,87	181,86	171,77
апрель	123,33	130,25	120,59	134	158,07	135,1
май	90,58	101,08	102,07	100,9	140,09	120,11
июнь	51,92	69,95	74,32	78,1	86,68	105,96
июль	32,33	38,27	52,76	55,44	51,54	56,92
август	27,62	28,65	35,01	38,07	43,08	40,49
сентябрь	33,02	39,59	43,52	61,02	51,79
октябрь	71,61	80,76	82,83	91,65	86,63
ноябрь	103,9	95,52	109,07	108,32	132,97
декабрь	130,34	118,02	130	170,76	192,44

Таким образом, сделан вывод, что основной проблемой перевода теплиц в круглогодичный цикл эксплуатации является создание малоэнергоемких систем поддержания параметров микроклимата (в т.ч. комплексной системы снятия перегрева с использованием водоаэрозольного охлаждения), позволяющей достичь значения коэффициентов обеспеченности допустимых параметров микроклимата К_об^год =1.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Бодров В.И. Микроклимат производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений / В.И. Бодров, М.В. Бодров, Е.Г. Ионычев, М.Н. Кучеренко. – Н.Новгород: ННГАСУ, 2008. – 623 с.

2. Бодров, В.И. Отопление и вентиляция сельскохозяйственных зданий / В.И. Бодров, А.Г. Егиазаров, Е.С. Козлов. – Н.Новгород: Изд-во НГАСА, 1995 – 130 с.

3. Федеральная служба государственной статистики [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.gks.ru/

4. Пособие по проектированию теплиц и парников: (к СНиП 2.10.04-85)/ Гипронисельпром. – М.: Стройиздат, 1988. – 72 с.

5. Малышев Н.А. Воздушный режим теплиц в теплый период года/ Н.А. Малышев. Конференция магистрантов. Сборник статей. Кафедра отопления и вентиляции.- Н. Новгород: ННГАСУ, 2016.

Код для цитирования: Скопировать