CC BY
0
УДК 663.88
КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ АВТОПОЛИВА ФИТОСТЕН
Н. О. Шамрай, В. И. Бас
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: nikita.nik451932451932@gmail.com
Рассмотрены конструкционные и параметрические особенности автоматической системы полива растений в фитоионостене, используемой для оздоровления воздушной среды закрытых помещений.
Ключевые слова: фитоионизация, автополив, капельный полив.
DESIGN FEATURES PHYTOWALL AUTOMATIC IRRIGATION SYSTEMS
N. O. Shamray, V. I. Bas
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: nikita.nik451932451932@gmail.com
The construction and parametric features of the automatic plant watering system in the phytoinoculums used for the improvement of the air environment of closed rooms are considered.
Keywords: phytoionization, auto irrigation, drip irrigation.
Озеленение закрытых помещений с помощью использования фитостен, фитокартин и фитомодулей входит в число наиболее эстетичных способов нормализации и оздоровления микроклимата закрытых помещений, где человек проводит 90 % всей жизни. В основе фитоионостены лежит специальная конструкция из прочного экопластика и алюминиевого профиля, содержащая все необходимые элементы для автономной работы фитостены.
Конструкция и технические характеристики фитоионостены показаны на рис. 1. [1].
Цель, поставленная в работе: привести в рабочее состояние систему автополива растений в фитоионостене. Для этого необходимо решить задачи:
- предусмотреть резервуар для воды и питательных веществ. Его объем должен быть рассчитан на обеспечение питательными веществами всех растений фитостены в течение двух недель;
- сделать расчёт системы капельного автополива и циркуляции воды, которая должна обеспечивать равномерное поступление ко всем растениям фитостены питательных веществ. С этой целью необходимо подобрать необходимый диаметр и принцип размещения микрокапельных трубок;
- предусмотреть таймер работы системы, который позволит запрограммировать работу фитостены по необходимому расписанию в зависимости от входящих в состав фитостены растений, условий микроклимата и времени года.
Секция «Техносферная безопасность»
EOT?
Технические характеристики модуля
Напряжение источника питания - 220 В
Частота - SO Гц
Переменный так - 400нА
Положительна напряжение - 4,5 кВ
Отрицательное напряжение ~ 5 кВ
Поз. Наименование
1 Корпус
2 Магистраль сливная
J Магистраль нагнетательная
4 Емкость
S ¿бетиЛа них
6 Капельница
7 Кашпо
8 КонтеОнер
9 Реле брепени освещения
Ю Реле бремени насоса
Т7 Насос
Л? Иглы ионизатора
1230
Рис. 1. Конструкция и технические характеристики фитоионостены
Анализ источников информации позволил прийти к выбору системы капельного полива, который обеспечит [2, 3]:
- точность подачи: вся вода уходит сразу под землю к корням растений.
- здоровье растений: вода не касается непосредственно растений, поэтому исключены ожоги и болезни, связанные с поверхностным орошением;
- равномерная подача воды: легко настроить количество подаваемой к растениям воды, т.к. известны параметры капельной трубки. Наиболее популярны трубки с капельницами 2 л/ч, расположенными через каждые 33 см;
- экономичность: в сравнении с дождевальным поливом капельный полив многократно экономичней из-за отсутствия испарений на поверхности.
- меньшее количество сорняков: так как вода подается строго к назначенному месту и в ограниченном количестве, остальная почва остается без питания, а значит, нет условий для роста сорняка.
- экономию средств: система капельного полива значительно менее расходна по сравнению со спринклерной системой, а, значит, требует меньшее количество магистральных трубок, небольшое рабочее давление (до 2 атм) позволяет орошать большие площади при той же мощности насоса.
Результаты работы. В ходе анализа информационных источников и экспериментов, с использованием расчётных методов определили необходимые системы автополива [2, 3]:
1.Емкость для воды. Используем ёмкость вместимостью 30 литров, с расчётом на цикруляцию воды и полива 36 растений в течение определенного времени в зависимости от интенсивности поглощения и испарения воды.
2.Подача воды. Полив осуществляется подачей воды с помощью насоса Ш-1041.
Выяснили необходимые параметры работы системы автополива. Давление остается
атмосферным, т. к. насос используется лишь для подъёма воды из ёмкости вверх по трубочкам и капельного полива и не создаёт избыточного давления. Таким образом, необходимый расход воды Qt, —— определили по формуле
Qt = NHB = 36 • 0,15 = 5,4
день л
день
(1)
где N - количество растений в фитоионостене (36 шт.);
Нв - потребление воды всеми растениями в день из расчёта, что на одно растение должно приходиться в среднем 150 мл воды в сутки.
3. Автоматическая система включения/отключения насоса. Автоматика включает насос, когда начинается разбор воды и по минимальному давлению 1,5 атм. Во время полива насос работает постоянно.
Если расчётное количество воды, необходимое для полива растений - 5,4 л в сутки, а растения необходимо поливать каждые 4 часа, то следует подавать по 0,9 л воды на все растения каждые 4 часа. Для этих целей подходит насос Ш-1041, производительностью 500 л/час. Необходимо предусмотреть выходные отверстия диаметром, меньшим, чем диаметр основной магистрали, тогда полив будет осуществляться за 1 минуту и 7 секунд [2]:
УБ = 0,25 • 3 = 0,75 л/с, (2)
где W - расход, л/с;
У - скорость подачи (0,25 м/с),
Б - площадь сечения выбранных труб (выходное отверстие на трубках 3 мм) [3].
4.Контроллер. Контроллер управляет включением насоса. В программе контроллера настраивается число стартов полива, время работы каждого цикла и недельный график работы насоса (табл.1).
Таблица 1
Недельный график полива___
Понедельник Вторник Среда Четверг Пятница Суббота Воскресенье
13:00-16:00 х х х х х х х
17:00-20:00 х х х х х х х
21:00-00:00 х х х х х х х
01:00-04:00 х х х х х х х
05:00-08:00 х х х х х х х
09:00-12:00 х х х х х х х
Выводы. Таким образом, расчётным методом установили график автоматического полива с помощью насоса и определили, что в течение 5 дней система полива может работать без участия человека - автономно, затем необходимо доливать воду в резервуар.
Библиографические ссылки
1. Саулова Т. А., Бас В. А. Использование фитоионизации в дизайне интерьера// Теоретические и прикладные исследования в области естественных, гуманитарных и технических наук: сб. ст. всерос. науч.-практ. конф. Прокопьевск, 2017. С.110-114.
2. Полное руководство по проектированию системы автоматического полива [Электронный ресурс]. URL: https://polivtec.ru/blog/kak-proektirovat-sistemu-avtomaticheskogo-poliva (дата обращения 21.04.2022).
3.Как рассчитывается пропускная способность трубопровода [Электронный ресурс]. URL: https://fabrika177.ru/dlya-vodv-i-vodostoka/skorost-vody-v-trube.html (дата обращения 21.04.2022).
© Шамрай Н. О., Бас В. И., 2022
