Электропривод для тепличных комплексов: автоматизация вентиляции и полива

В крупных тепличных комплексах защищённого грунта вентиляцию, отопление и полив автоматизируют не бытовыми термоприводами на жидкостном расширении, а промышленными электроприводами задвижек и заслонок, рассчитанными на постоянную циклическую работу и интеграцию в единую систему управления климатом. Такой электропривод для тепличных комплексов отличается от дачного автопроветривателя тем, что управляется не напрямую температурой воздуха в цилиндре, а командой от контроллера климат-компьютера, и способен обслуживать десятки одновременно работающих точек: форточки, боковые фрамуги, экраны затенения, задвижки контуров отопления и линии полива.

Площадь современных агрокомплексов измеряется гектарами, а не сотнями квадратных метров приусадебного парника. При таком масштабе ручное управление форточками или задвижками полива физически невозможно, а простой термопривод на расширении жидкости не даёт нужной точности и не передаёт данные о своём состоянии в диспетчерскую. Поэтому инженерные системы крупных тепличных хозяйств строятся на базе электрических приводов, объединённых в единую сеть автоматизации.

Три контура, где применяется электропривод в защищённом грунте

Вентиляция и приточно-вытяжные заслонки

Форточная вентиляция и приточно-вытяжные шахты крупного тепличного блока оснащаются заслонками и клапанами, которыми управляют четвертьоборотные или линейные электроприводы. Задача привода здесь, по сути, та же, что и в системах общепромышленной вентиляции: открыть или прикрыть заслонку по сигналу от датчика температуры, влажности или концентрации CO2, обслуживая при этом сотни циклов за сезон. Общие принципы подбора привода под воздушные и дымовые заслонки, включая требования к моменту и типу монтажа, подробно разобраны в статье про электроприводы для воздушных заслонок HVAC.

Отопление и теплоноситель

Зимние теплицы отапливаются водяным контуром, и регулирующая арматура на узлах распределения теплоносителя также управляется электроприводами. Специфика таких объектов близка к тепловым пунктам и ЦТП: переменный режим нагрузки, необходимость быстро перекрыть ветку при аварии, работа в помещении с повышенной влажностью. Подробнее об этом классе задач написано в материале об электроприводах для тепловых сетей и ЦТП.

Полив и фертигация

Распределительные линии полива и подачи питательного раствора оснащаются задвижками и шаровыми кранами с электроприводом, которые открывают нужный участок трубопровода по графику или по показаниям датчиков влажности субстрата. Для этого сегмента АПК действуют свои ограничения: трубопроводы часто выполнены из ПВХ или ПНД, а напряжение питания на удалённых участках теплицы не всегда 380 В. Эти темы раскрыты в статьях про электроприводы для ирригационных систем и мелиорации и про ограничение момента на арматуре из ПВХ и ПНД.

Чем промышленный электропривод отличается от дачного автопроветривателя

Жидкостный термопривод на расширении, распространённый в частных теплицах, реагирует только на собственную температуру и не связан с общей системой управления. Для одной форточки на дачном участке этого достаточно, но в комплексе с десятками гектаров под стеклом или поликарбонатом нужна возможность:

получать команду от контроллера, а не только от локального датчика;
выдавать на диспетчерский пункт сигнал о текущем положении и состоянии;
работать синхронно с десятками других точек управления;
выдерживать многократные циклы включения в течение суток без потери ресурса.

Эти требования закрываются именно промышленным электроприводом арматуры и заслонок, а не механическим термоклапаном.

Критерии подбора электропривода для тепличного комплекса

Параметр	Что учитывать при подборе
Тип исполнительного механизма	Четвертьоборотный привод для заслонок и шаровых кранов, многооборотный или линейный для задвижек полива и отопления
Среда и влажность	Постоянный конденсат, брызги воды при поливе и мойке теплицы требуют достаточной степени защиты корпуса
Напряжение питания	На удалённых участках комплекса часто применяется пониженное напряжение, выбор описан в статье о напряжении питания привода
Сигнал управления	Дискретное включение/выключение для заслонок, аналоговый или цифровой сигнал для регулирующих клапанов полива
Частота циклов	Форточки и заслонки работают с высокой частотой переключений в течение светового дня
Интеграция	Подключение к климат-компьютеру или SCADA тепличного комплекса по проводной шине

Степень защиты и климатическое исполнение

Внутри теплицы постоянно присутствует высокая влажность, конденсат на металлоконструкциях и прямой контакт с водой при поливе дождеванием или мойке конструкций. Поэтому для приводов, устанавливаемых на арматуру и заслонки внутри тепличного блока, степень защиты корпуса подбирается с запасом, а не по минимальным требованиям сухого помещения. Какие степени IP существуют и чем они отличаются на практике, разобрано в статье о степенях защиты IP для электроприводов. Для приводов, работающих на улице или в неотапливаемых тамбурах тепличного комплекса в холодное время года, актуален вопрос защиты от конденсата внутри самого корпуса привода, которому посвящён материал о встроенном обогреве электропривода. Общий подход к выбору исполнения по ГОСТ 15150 для разных климатических зон эксплуатации изложен в статье о климатическом исполнении электропривода.

Сигналы управления и интеграция в автоматику теплицы

Климат-компьютер тепличного комплекса управляет десятками исполнительных механизмов одновременно, поэтому выбор типа сигнала напрямую влияет на архитектуру всей системы. Для простого включения заслонки достаточно дискретной команды, а для точного регулирования степени открытия форточки или клапана фертигации нужен аналоговый сигнал 4-20 мА либо цифровой протокол. Сравнение этих подходов приведено в статье про аналоговый и дискретный сигнал электропривода, а вопросы объединения приводов в единую сеть диспетчеризации, которые актуальны и для тепличного хозяйства, разобраны в материале о протоколах MODBUS и PROFIBUS в электроприводах.

Как не ошибиться при заказе

Тепличный комплекс редко закупает привод для одной точки: обычно речь идёт о партии приводов на разные узлы контура вентиляции, отопления и полива сразу. Чтобы поставщик мог корректно подобрать модель под каждую задачу, стоит заранее зафиксировать требуемый момент или усилие, тип арматуры или заслонки, напряжение питания и степень защиты для каждой группы точек. Перечень параметров, которые нужно указать при заказе, собран в опросном листе для подбора электропривода.

При сравнении затрат на автоматизацию с ручным обслуживанием форточек и задвижек стоит учитывать не только стоимость самих приводов, но и экономию на персонале, снижение потерь урожая от перегрева или переохлаждения и сокращение расхода воды и удобрений при точном управлении поливом. Методика такого расчёта описана в статье о совокупной стоимости владения электроприводом против ручного управления.

Нужна помощь с подбором электропривода?

Пришлите параметры арматуры: тип, DN, требуемый крутящий момент, напряжение питания, допустимое время хода и условия эксплуатации. Мы поможем подобрать подходящий электропривод и проверить совместимость с арматурой.

Оставить заявку на подбор электропривода