УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРОМІНЕННЯ РОСЛИН В УМОВАХ ЗАХИЩЕНОГО ГРУНТУ

Загальні відомості. Типи опромінювачів і опромінювальних установок, їх характеристики. Розрахунок опромінювальних установок з точковими джерелами випромінювання. Розрахунок опроміню­вальних установок з лінійними джерелами випромінювання.

Прочитайте і опрацюйте

Короткі теоретичні відомості та методичні вказівки

Загальні відомості.

В осінньо-зимовий період, коли рівень природної опроміненості в теплицях недостатній для нормального розвитку рослин, використовують спеціальні опромінювальні установки. Застосування додаткового опромінення в тепличному овочівництві дозволяє на 20...40 відсотків збільшити урожайність огірків, на 15...20 відсотків -томатів, на 50...70 відсотків - салату і зеленої цибулі, на три-чотири тижні прискорити дозрівання овочів, скоротити строки вирощування розсади (повноцінну розсаду томатів отримати за 40...50 діб замість 60, огірків - за 20...25 діб замість 35...40). Штучне опроміненн

рослин у теплицях не може бути замінене яким-небудь іншим агротехнічним заходом. Тільки під дією оптичного випромінювання протікає реакція фотосинтезу, при якій енергія оптичного випромінювання в присутності молекул води і вуглекислого газу трансформується в хімічну енергію органічних з'єднань рослин з виділенням кисню.

У процесі фотосинтезу накопичення його продуктів є інгібітором цього процесу, ККД фотосинтезу знижується не тільки при високому рівні опроміненості, а й з плином часу. Ряд досліджень відмічають зниження фотосинтезу при незмінній опроміненості після двох-трьох годин роботи фотосинтезного апарату. Тому необхідне зниження опроміненості в цей період до десяти відсотків початкового і через одну-дві години рослина знову готова працювати на повну потужність.

Стосовно розсади тепличних культур можна зробити ряд корисних для практики висновків: у період сходів допустиме круглодобове опромінення з метою максимального накопичення біопродуктів рослиною (сім-дев'ять днів); зміна опроміненості на протязі дня, що дозволяє економити значну кількість електроенергії; по мірі наближення моменту висаджування розсади на постійне місце режим опромінення слід наближати до режиму природного дня.

Типи опромінювачів і опромінювальних установок, їх характеристики.

Опромінювальні установки, що використовуються в тепличних господарствах з конструктивними ознаками поділяються на стаціонарні і рухомі. Як правило, у стаціонарних установках використовуються газорозрядні джерела випромінювання порівняно великої одиничної потужності. Такі установки потребують найменших затрат на їх обслуговування, що дає їм переваги порівняно зі спеціальними газорозрядними лампами низького тиску.

Рухомі установки дозволяють при інших рівних умовах не менше ніж у два рази зменшити встановлену потужність для опромінення рослин на однаковій площі при тих же витратах електроенергії. Конструкція таких установок дещо складніша від стаціонарних тому, що необхідний пристрій для переміщення опромінювальної установки з однієї ділянки на іншу.

Запам'ятайте

До опромінювальних установок, що використовуються в теплицях, ставиться ряд вимог.

1.Спектральний склад енергії випромінювання повинен бути сприятливим для здійснення процесу фотосинтезу і не містити випромінювань, які негативно діють на розвиток рослин.

2.Опроміненість повинна рівномірно розподілятися по поверхні рослини і бути достатньою для протікання основних процесів у розвитку рослин і формуванні врожаю.

3.Установка не повинна перегрівати рослини і заважати догляду за

ними.

4. Застосування опромінювальних установок повинно бути рентабельним і безпечним в експлуатації.

Характеристики ламп для опромінення рослин

Таблиця 2

Технічні дані опромінювальних установок і опромінювачів

Таблиця 3

Розрахунок опромінювальних установок з точковими джерелами випромінювання.

При проектуванні опромінення рослин у теплицях слід вибрати тип опромінювана, потужність джерел випромінювання, визначити кількість опромінювачів, тривалість їх роботи та витрати електричної

енергії за період вегетації рослин.

У практиці проектування опромінювальних установок часто користувались простим, але дуже наближеним і незадовільним методом, в основу якого закладено нормативи питомої електричної потужності джерел випромінювання у ватах на квадратний метр опромінюваної поверхні.

При виконанні курсової роботи доцільніше розрахунок установок для опромінення рослин здійснювати за ефективною опроміненістю.

Повна потужність опромінювачів визначається за виразом:

_Р ^ ^5ЕФ кВт, (2.1)

Н_фК_еЖ0'

де 5 - площа опромінення, м²;

Еф - необхідна опроміненість, мфіт/м² ( 10000 - для розсади томатів, 8500 - для розсади огірків, 13700 - для плодів огірків, 16400 -для плодів томатів);

К_в - коефіцієнт використання фітопотоку, К_в = 0,5.. .0,7;

Нф - фітовіддача ламп, мфіт/Вт (див. табл. 2).

де Фф_Л - фітопотік лампи, мфіт/Вт. Кількість опромінювачів:

„ = -£-. (2-3)

опр

де Ропр - потужність опромінювача, Вт.

Для обчислення витрати електроенергії за період вегетації рослин необхідно знати тривалість роботи опромінювального обладнання:

Т = Т_П1_П + Т_С1_С + Т_дрі_др+ Т_прі_пр, (2.4)

де Т_п, Т_с, Т_др, Т_пр - відповідно тривалості проростання насіння, вирощування сіянців, розсади до розстановки і після розстановки (див. табл. 4);

іп. <о V Ц - відповідно добові тривалості опромінення проростання насіння, вирощування сіянців, розсади до розстановки і після розстановки.

Витрати електроенергії за період вегетації:

V/ =РТ,кВт-год (2.5)

Тривалість опромінення розсади

Таблиця 4

Примітка. У дужках показано тривалість у годинах при періодичному опромінюванні.

Рекомендовані значення висоти підвісу опромінювачів над верхівками рослин: ОТ-400, ССПОЗ-750 - 0,8... 1,2 м; ОТ-1000, РСП05-2000, ЖСП18-400 - 1,6...2,2 м; ОГС01 "Фотос", ОТ-2000 -1,8...2,4 м ; для лінійних джерел-0,05...0,25 м

Приклад4. Теплиця розміщена в четвертій світловій зоні (Київська область). Культура - розсада огірків. Площа опромінення 400 м².

Визначити потужність, кількість опромінювачів, витрати електроенергії на опромінення.

Розв'язання.

Для опромінення розсади огірків у теплиці вибираємо опромінювальну установку типу УОРТ-6-1000 із шістьма опромі-нювачами ГСП26-1000 і лампами ДРИ-1000-6.

Визначаємо фітовіддачу лампи:

„ %, 140000

Н_іЬ - —— = = ПОлм/ Вт.

^ф Р„ 1000

Визначаємо потужність опромінювальних установок: _р_ $Еф _ 400.8500 __34?

Н_фК,-1000 140-0,7-1000 ' ^тШ' Визначаємо кількість опромінювачів:

^{р 34}>7 .. _
п = — =------------------------ = 34,7шт.

Для опромінення рослин вибираємо шість опромінювальних установок УОРТ-6-1000. Загальна кількість опромінювачів п =36 шт. Установлена потужність опромінювачів Р = 36 кВт.

Для економного використання електроенергії приймаємо періодичний режим опромінення (опромінювачі вимикаються на дві години після кожних двох годин роботи).

Визначаємо тривалість роботи опромінювачів за період вегетації: Т = т_пі„ + Т_сі_с + Т_дрі_др + Т_прі_пр = 2 ■ 24 +10 • 8 +11 • 8 +12 • 7 = 300год. Визначаємо витрати електроенергії на опромінення:

у/ = рт = 36 • 300 = ІОЖкВт ■ год.

Близько 50 відсотків потужності, споживаної опромінювачами, перетворюється в теплову енергію, тому при розрахунку і виборі установок для обігріву теплиць необхідно враховувати цей фактор.

Розрахунок опромінювальних установок з лінійними джерелами випром інювання.

В опромінювачах злінійними джерелами випромінювання використовують газорозрядні лампи низького тиску (типу ЛФ-40, ЛБ-40), які розташовують блоками з кількох ламп горизонтально над опромінюваною поверхнею на відстані 0,05... 0,25 м.

Середню горизонтальну опроміненість Е_ф під блоком люмінесцентних ламп визначають за формулою:

Еф = Ф_ф(п-1)Лбл/а-в, (2.6)

Фф - фітопотік однієї лампи, фт;

п - кількість ламп у блоці, шт.;

т]_6л - коефіцієнт корисної дії блока ламп, значення якого залежить від втрат фітопотоку випромінювання шляхом його поглинання сусідніми лампами, опромінювачем і оточуючим простором;

а - довжина лампи, м;

в - ширина блока ламп, м.

Запишемо вираз 2.6 по-іншому:

Е_ф = це_ф, (2.7)

де рі = Фф / а • в - постійна величина, яка залежить від каталожних даних джерела випромінювання і площі опромінюваної поверхні;

е_ф = (п - 1)г|бл - відносна опроміненість, яка залежить від висоти Ь, кількості ламп у блоці при даній його ширині і не залежить від світлотехнічних характеристик лампи.

Користуючись виразом 2.7 і графіком рис. 14.5 Л-1, можна визначити кількість ламп у блоці шириною 1 м, що необхідна для забезпечення необхідної опроміненості. Для цього, вибравши тип і потужність лампи, вираховують значення |і. Виходячи з необхідної опроміненості, вираховують е_ф = Е_фг /|х. За графіком залежності відносної опроміненості від питомої кількості ламп у блоці і висоти його розміщення над опромінюваною поверхнею визначають шукану кількість ламп.

Питання для самоперевірки

1. Які основні функції повинні виконувати опроміню вальні установки в теплицях?

2. Які вимоги ставляться до опромінювальних установок, що використовуються для опромінення рослин?

3. Як класифікуються опромінювальні установки за конструктивними ознаками?

4. Які типи ламп використовуються для опромінення рослин?

5. Які типи опромінювачів і опромінювальних установок використовуються для опромінення рослин

6. Поясніть метод розрахунку опромінювальних установок з точковими джерелами випромінювання.

7. Поясніть метод розрахунку опромінювальних установок з лінійними джерелами випромінювання.

Тести

1. Спектральний склад енергії випромінювання джерел, що використовуються для опромінення рослин, повинен:

• переважно містити інфрачервоне випромінювання;

• переважно містити ультрафіолетове випромінювання;

• бути сприятливим для здійснення процесу фотосинтезу і не містити випромінювань, які гнітять рослини.

2. Яким наближено повинен бути рівень освітленості для опромінення рослин?

• 300...500 лк;

• 2000...4000 лк;

• 6000.... 10000 лк.

3. Для переходу величин світлової системи до системи фотосинтезних величин застосовується коефіцієнт, значення якого визначається за виразом :

• К_ф= Фф/Ф;

• К_ф= Ф/Ф_ф;

• К_Ф = Ф_Ф/Р.

3. Ефективність джерела для опромінення рослин з точки зору енергетичних затрат характеризується виразом:

• Н_ф= Р/Ф_Ф;

• Нф = Ф_ф/Р;

• Н_ф = Ф_ф/ Ф.

Лабораторна робота

Дослідження роботи електрообладнання пристрою автоматичного керування опромінювальною установкою теплиці.