Представьте себе завод. На нём каждый процесс отлажен, каждый параметр под контролем, каждое отклонение фиксируется и немедленно исправляется. Теперь представьте, что на этом заводе производят не детали, а томаты, огурцы и зелень — и делают это круглый год, невзирая на мороз за окном и летний зной. Именно так и устроена современная промышленная теплица. И главный инструмент её успеха — продуманная система климат-контроля.

Почему климат — это всё?

Растениям, как и людям, нужен комфорт. Слишком жарко — они угнетены, плохо растут и дают плохой урожай. Слишком холодно — замедляется обмен веществ, плоды не вызревают. Слишком влажно — расцветают грибки и болезни. Слишком сухо — листья скручиваются, цветки осыпаются.

В некоторых случаях менять условия в теплице для комфортного микроклимата растений необходимо чуть ли не каждый час. Никакой агроном физически не успеет делать это вручную на площади в несколько гектаров. Учесть и создать оптимальное сочетание параметров микроклимата в теплицах возможно лишь с помощью автоматизации технологического процесса.

Результат говорит сам за себя: по данным исследований, автоматизированные теплицы дают на 20–30% больше урожая за счёт стабильного микроклимата.

Из чего состоит система климат-контроля?

Это не одна кнопка и не один прибор. Это целый оркестр взаимосвязанных систем, каждая из которых выполняет свою роль. Разберём их по очереди.

Вентиляция: теплица должна дышать

Закрытое пространство — идеальная среда для накопления тепла и углекислого газа. Особенно в солнечный день, когда температура под стеклом может подскочить до критических значений за считаные минуты.

Системы форточной вентиляции предназначены для обеспечения естественного воздухообмена замкнутого объёма теплиц с наружным пространством через вентиляционные проёмы в кровельной части светопрозрачного ограждения.

Но это лишь одна сторона медали. Повышение концентрации углекислого газа мешает нормальному росту растений. Поэтому датчики либо сигнализируют оператору о необходимости проветривания, либо запускают систему воздухообмена.

Вентиляция — это не просто «открыть форточку». Современные системы работают в автоматическом режиме: форточная вентиляция обеспечивает автоматическое модулированное открытие и закрытие форточек, а рециркуляция воздуха — включение и выключение вентиляторов.

Зашторивание: солнце должно быть в меру

Солнце — это не только источник жизни для растений, но и серьёзная угроза, если его слишком много. Зимой, когда солнца мало, специалисты тепличных хозяйств стараются эффективно использовать лучи света. С другой стороны, летом прозрачное стекло приводит к проникновению жары и лишнего солнечного излучения.

Сейчас невозможно себе представить современную теплицу без использования системы зашторивания, которая выполняет несколько очень важных функций: сохранение тепла, регулирование влажности и освещённости в теплице.

Днём экран используется для снижения уровня проникающей в теплицу солнечной радиации, ночью — для снижения теплопотерь теплицы в окружающую среду.

Экономический эффект впечатляет: благодаря использованию климатических экранов можно достичь экономии тепловой энергии до 40% за счёт уменьшения теплопотерь через кровлю. А современные затеняющие экраны могут снижать интенсивность солнечного излучения на 50–80%, предотвращая перегрев растений и уменьшая необходимость дополнительного охлаждения.

Бонус для тех, кто использует искусственное досвечивание: световозвращающие экраны повышают эффективность искусственного освещения на 10–20%, направляя свет обратно на растения и минимизируя его рассеивание.

Открытие и закрытие экранов происходит при помощи электродвигателей, что позволяет встроить систему зашторивания в автоматическое поддержание микроклимата внутри теплицы.

СИОД: туман как инструмент охлаждения

Когда жара становится нестерпимой даже при открытых форточках и опущенных шторах, на помощь приходит СИОД — Система Испарительного Охлаждения и Доувлажнения воздуха.

Система испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД) предназначена для мелкодисперсного распыления воды в теплицах для поддержания температурно-влажностного режима.

Принцип прост и эффективен: эффект достигается за счёт распыления воды под давлением 70 бар через специальные форсунки. В результате получаются капли размером меньше 5 микрон, которые молниеносно испаряются в воздухе.

Испаряясь, вода забирает тепло из воздуха — и температура в теплице падает. СИОД обеспечивает снижение температуры воздуха в теплице на 5–10 градусов и создаёт необходимую влажность.

Летом температура в теплицах поднимается до критической отметки, а зимой резко снижается относительная влажность воздуха из-за использования обогревательных приборов. Независимо от времени года прямые солнечные лучи могут спровоцировать появление ожогов на плодах и зелёных частях растений. СИОД решает обе эти проблемы одновременно.

Управление системой гибко и точно: для каждой теплицы можно установить минимальную влажность и максимальную температуру, при которых производится включение СИОД, и время распыления. Причём задание можно составить так, что включение будет производиться или по влажности, или по температуре, или через заданный период времени.

Датчики: нервная система теплицы

Все описанные системы были бы бесполезны без «глаз и ушей» — разветвлённой сети датчиков. Именно они собирают информацию о состоянии среды и передают её центральному контроллеру.

В современных теплицах устанавливают датчики влажности и температуры воздуха, концентрации углекислого газа, силы ветра, направления ветра, качества воздуха, дождя, а также датчики солнца.

Особую роль играют датчики CO₂. Системы подачи CO₂ в теплицах обеспечивают подачу газовой смеси, принимающей активное участие в фотосинтезе. Стабильное присутствие CO₂ в нужной концентрации создаёт предпосылки для раннего стабильного цветения и увеличивает урожайность даже лучше, чем применение минеральных удобрений.

Датчики света тоже вносят ощутимый вклад в экономику хозяйства: датчики, контролирующие уровень освещённости и обеспечивающие включение и выключение света в зависимости от уровня естественной (солнечной) освещённости, позволяют сэкономить до 25% электроэнергии. Кроме того, они включают механизмы затенения при необходимости.

Центральный контроллер: мозг всей системы

Все эти системы — вентиляция, зашторивание, СИОД, датчики — объединяются в единый управляющий комплекс. Обычно все эти устройства сводятся к общему «экрану оператора», чем обеспечивается удобство управления.

Контроллеры управления микроклиматом теплиц позволяют поддерживать оптимальный для растений климат, управляя одновременно системой отопления, вентиляции, зашторивания и досвечивания.

Современные системы идут ещё дальше: они обеспечивают удалённый доступ к информации и настройкам через приложения для iOS и Android, а также облачную поддержку и доступ с компьютера через интернет. Система также может предупредить производителя, если какие-либо параметры выходят за пределы желаемого диапазона, что позволяет быстро вмешаться, чтобы предотвратить любое негативное влияние на рост растений.

Инвестиция, которая окупается

Промышленная теплица — это не просто крыша над грядками. Это высокотехнологичное производство, где каждый градус температуры, каждый процент влажности и каждая молекула CO₂ имеют значение. Система зашторивания, вентиляция, СИОД и датчики — всё это элементы, которые оказывают активное влияние на микроклимат тепличного помещения, и их использование приводит к значительной экономии.

Вложения в климат-контроль — это не трата, а инвестиция: в урожайность, в качество продукта, в экономию энергии и, в конечном счёте, в прибыль. Быстрая окупаемость проекта может быть достигнута только за счёт получения высокой урожайности выращиваемых культур. А высокая урожайность без продуманного климата — попросту невозможна.

Современная теплица — это не стекло и грунт. Это живой организм, которому нужна умная нервная система. И чем она точнее настроена, тем богаче урожай.