Термопривод для теплицы: форточка для теплицы с автоматическим открывателем

Теплица не просто каркасная конструкция покрытая стеклом, пленкой или поликарбонатом для раннего выращивания находящихся в ней растений. Существует много дополнительных устройств, обеспечивающих оптимальные показатели влажности, температуры и режимов вентиляции для получения качественной рассады или другого здорового урожайного продукта. Одним из факторов создающих здоровый микроклимат растениям является обустройство теплицы термоприводами для окон, дверей и рамных конструкций.

Принцип работы

Термопривод реагирует на изменение температурного режима в теплице. Устройство открывает двери, окна, форточки при повышении температуры больше определенного значения. Происходит дополнительное проветривание помещения, вследствие чего температурный режим нормализуется. При этом исполнительный элемент термопривода возвращается в исходное состояние с наступлением похолодания.

По способам работы, приводящим в действие механизм термопривода, различают следующие, отличающиеся по физическим принципам.

Электрический термопривод. Основные элементы этого устройства — электронный управляющий блок (контроллер), датчики температуры и вентиляторы. Информация от термодатчиков анализируется контроллером и программа выбирает наиболее рациональный режим работы вентиляционных установок. Эффективность работы электрического термопривода не зависит от размеров и типа конструкции теплиц. В теплице быстро производится корректировка нужного температурного режима. Однако необходимость в электроснабжении ограничивает его применяемость, особенно в отдаленных от городов дачных участках.
Термопривод, основанный на разнице линейного расширения металлов. Такая система состоит из биметаллической пластины, в которую собраны металлы с отличающимся коэффициентом линейного расширения. При нагреве такая пластина изгибается и оказывает давление на исполнительный механизм открывающий, например, форточку. Независимость от внешних факторов (электроснабжения), простота монтажа и дешевизна в эксплуатации — главные достоинства этой системы. Недостатки заключаются в передаче большого количества тепла для обеспечения работоспособности (тепловая инерция), небольшая мощность и трудный подбор материалов, хорошо работающих в заданном интервале температур.
Термопривод, основанный на принципах гидравлики и пневматики. Разница между ними заключается в состоянии рабочего тела — жидкость или воздух.

При определенной температуре, например, около 22°, специальная жидкость начинает сильно расширяться и выталкивать с усилием шток, соединенный с окном, форточкой или дверью. Назад при падении температуры шток возвращается с помощью возвратной пружины. Наряду с независимостью от источника питания другим достоинством такого термопривода является простота монтажа и способность работать с массивными элементами конструкции теплицы. Дороговизна и медленное закрытие при резком понижении температуры ограничивают ее применение для небольших теплиц.

Конструктивные отличия

Самым распространенным на практике вариантом является тот, где в качестве рабочего тела используется жидкость, которая начинает сильно расширяться в объеме при температуре выше 23°С. В комплект устройства входят, помимо термопривода, все необходимые элементы для его установки:

сборочный узел термопривода с исполнительным элементом;
доводчик — рычажная система, обеспечивающая открывание/закрывание двери, форточки, окна, рамы теплицы;
пружина (их может быть несколько), как составная часть доводчика, создающая условие для плавного открытия и использующая свою упругую энергию для закрытия;
кронштейны для крепления к каркасу теплицы и корпусу открываемого термоприводом предмета (окна, форточки, двери и других видов);
фиксаторы для крепления шаровых опор кронштейнов к концам термопривода и пружины;
крепежные изделия, например, саморезы.

В дорогих вариантах термоприводов используются вместо обычных пружин газовые, обеспечивающие более плотное и плавное закрывание.

Рекомендуем к прочтению: как может быть сделана умная теплица, автоматика для умных теплиц.

Установка термопривода

Последовательность действий при установке следующая.

Термопривод следует монтировать в охлажденном состоянии, чтобы длина выхода рабочего штока была минимальной. Его можно положить на некоторое время в холодильную камеру (не в морозильную!).
Проверить, как свободно закрывается дверь, окно или рама. Если имеются какие-либо помехи, следует их устранить. При необходимости рекомендуется смазать петли.
Далее производится разметка мест, куда будут устанавливаться кронштейны. Здесь важно найти подходящие места на открывающейся створке и на неподвижной раме теплицы. Крепление кронштейна к створке должно обеспечить работу полного хода штока термопривода.
Закрепив кронштейн на открывающейся части, следует разметить места крепления кронштейнов на неподвижной раме. Здесь важно обеспечить максимальное открытие створки в соответствие наибольшей длине выдвигаемого штока термопривода.
На концы пружины и термопривода одеть фиксаторы.
Соединить фиксаторы с шаровыми опорами, имеющимися на кронштейнах. Фиксацию следует начинать с кронштейнов находящихся на неподвижной части рамы, а заканчивать фиксацией на подвижной створке.
После проведения тестовых испытаний термопривод готов к эксплуатации.

Конструктивные особенности некоторых видов термопривода могут вносить изменения в последовательность действий при установке.

Критерии выбора автоматов проветривания для парников и теплиц

Нередко потраченные немалые финансы на дорогой термопривод пропадают зря: устройство отказывается работать из-за больших деформаций в конструкции, его невозможно установить на каркас теплицы, а нормально работающий термопривод не выдерживает температуру и влажность для растений, посаженных в теплице. В результате — потеря урожайности, не вызревание плодов в срок.

Способы организации вентиляции с помощью установок автоматов проветривания различаются от видов культур выращиваемых в теплице. Так, например, агротехника выращивания томатов отличается от технологии культивирования огурцов. Для произрастания томатов важен сухой климат при заданной температуре. Огурцы любят влажный климат без лишнего тепла.

В разрезе этого различаются способы проветривания — для томатов вентиляция осуществляется прямым потоком открытием дверей, а для огурцов движение воздуха происходит сверху из открытых форточек и фрамуг для сохранения влажности в нижнем слое около почвы.

После определения количества термоприводов, устанавливаемых на двери или форточки приступают к выбору моделей имеющих конструктивные особенности в зависимости от места установки. Существуют термоприводы, которые возможно установить только на форточки. Более универсальные и соответственно дорогие могут быть оборудованы на все открывающиеся элементы конструкции теплиц.

Основным параметром для выбора автомата проветривания является его усилие на открывание. Высокое значение этого параметра будет гарантировать повышенную стойкость к дополнительной ветровой нагрузке, к изношенным петлям на дверях и форточках.

Можно воспользоваться следующими рекомендациями по выбору термопривода по величине усилия на открывание:

при расположении теплицы на закрытом от ветров участке, при использовании дверей и форточек весом не более 3 кг достаточно автомата для проветривания усилием на открывание до 7 кг;
если теплица расположена в зоне умеренной ветровой активности (до 8 м/с), то для стандартных размеров форточек и дверей достаточно усилие на открывание от 20 кг до 30 кг;
при высоких ветровых нагрузках (от 8 м/с до 13 м/c) в зависимости от площади форточек и весовых характеристик дверей усилие на открывание термоприводов понадобится от 30 кг до 100 кг.

Параметры моделей термоприводов в сравнении

Многочисленные торгующие этим товаром магазины Москвы и других городов России предлагают широкий ассортимент автоматов проветривания для теплиц как отечественного, так и зарубежного производства. Производителя среди большого количества китайского товара, который может быть под любым брендом известной фирмы, определить практически невозможно. Поэтому характеристики относятся только к наименованиям моделей.

Модель «Комфорт АЭРО»

Область приложения усилия	дверь, любая форточка
Величина развиваемого усилия	100 кг
Интервал рабочих температур	от -50°С до +60°С
Условия эксплуатации в зимнее время	снимать на зиму не требуется
Длина перемещения штока	максимум 90 мм
Температура начала срабатывания
на открытие	23°С
на закрытие	22°С

Модель «Vent – L 001»

Область приложения усилия	дверь, любая форточка
Величина развиваемого усилия	100 кг
Интервал рабочих температур	от –40°С до +60°С
Условия эксплуатации в зимнее время	снимать на зиму не требуется (при Т < 18° C принудительно открыть дверь или форточку нельзя)
Длина перемещения штока	максимум 10 мм
Температура начала срабатывания	23°С, регулируется.

Модель «Гигавент»

Область приложения усилия	форточка, работающая на подъем
Величина развиваемого усилия	60 кг максимально
Интервал рабочих температур	нельзя использовать при температуре > 60°С
Условия эксплуатации в зимнее время	достоверной информации нет
Длина перемещения штока	30 мм
Температура начала срабатывания	17°С–25°С, регулируется

Модель «ТП – 440»

Область приложения усилия	форточка, работающая на подъем
Величина развиваемого усилия	7 кг
Интервал рабочих температур	от –50°С до +60°С
Условия эксплуатации в зимнее время	снимать на зиму не требуется
Длина перемещения штока	максимум 900 мм
Температура начала срабатывания	23°С

Модель «Дуся Сан»

Область приложения усилия	форточка, работающая на подъем
Величина развиваемого усилия	до 7 кг
Интервал рабочих температур	от 0°С до +50°С
Условия эксплуатации в зимнее время	в зимнее время не эксплуатируется
Длина перемещения штока	100 мм
Температура начала срабатывания	15°С–25°С

Модель «УФОПАР»

Область приложения усилия	открывание дверей
Величина развиваемого усилия	100 кг
Интервал рабочих температур	от –40°С до +60°С
Условия эксплуатации в зимнее время	снимать на зиму не требуется
Длина перемещения штока	70 мм (угол 90°)
Температура начала срабатывания	16°С–25°С

Способы изготовления термопривода своими руками

Многие владельцы парниковых конструкций, желая сэкономить на содержании и получить достойный урожай, обеспечивают автоматическое открывание форточек в теплице своими руками. Пользователям, кто хочет установить термопривод самостоятельно, важно помнить, что надежность работы этого устройства должна быть очень высокой. Малейший сбой может привести к нарушению микроклимата внутри теплицы. Это может нарушить биологическое развитие растений, а в некоторых случаях послужить причиной их гибели.

Не исключаются варианты возникновения новых идей, но в данном случае лучше базироваться на отработанных в практике конструктивных решениях.

Термопривод из автомобильного газового амортизатора

Для изготовления устройства для проветривания теплицы потребуются следующие материалы и инструменты:

газовый амортизатор от автомобиля;
медная трубка с ниппелем высокого давления на одном из концов;
масляный ресивер от порошкового огнетушителя;
кран для слива масла;
электрическая дрель;
паяльник со всеми материалами для выполнения паяльной технологии;
пружина растяжения/сжатия;
набор слесарного инструмента.

Последовательность (ориентировочная) выполнения работ в нижеследующем описании.

На теле амортизатора выбирается место для вскрытия отверстия и спуска через него содержащейся внутри газовой смеси. Лучшим вариантом будет сохранение имеющегося в конструкции амортизатора шарнира, чтобы выполнить эту технологическую операцию непосредственно через его стержень. Шарнир в дальнейшем можно использовать для крепления одного из концов пружины.
Для получения качественного отверстия, в которое затем будет вставляться медная трубка, требуется подготовить ровную перпендикулярную оси сверла поверхность. Эту операцию можно выполнить слесарным напильником.
Важно: при выполнении сверления обязательно одеть очки, так как образующуюся стружку может выбросить в лицо избыточное давление находящегося в амортизаторе газа.
После спуска газа амортизатор следует промыть гидравлическим маслом (оно в дальнейшем будет выполнять роль рабочего тела). Эта операция предохранит механизм от возможного попадания стружки и как следствие износа поршня амортизатора.
Перед пайкой поверхности медной трубки и зоны пайки амортизатора зачистить, обезжирить, подвергнуть лужению. Пайку лучше производить мягким припоем, не требующим разогрева до высоких температур. Это уменьшит риск возникновения деформаций цилиндра амортизатора.
После припаивания медной трубки к амортизатору следует доработать ресивер, например, масляный от порошкового огнетушителя. В нижней его части выполнить резьбовое отверстие для оснащения краном для слива/залива масла и контроля наличия в системе воздуха. При необходимости доработать муфту крепления ниппеля медной трубки (привести в соответствие с ниппелем длину резьбовой части).
Собрать самостоятельно изготовленный термопривод, дооснастить возвратной пружиной, залить емкости гидравлическим маслом полностью вытеснив находящийся в ней воздух. Перед эксплуатацией в теплице провести тестовые испытания на то, как реагирует движение штока на изменение температуры.

Автомат для открывания на основе пластиковых бутылок

Простейший вариант из самых распространенных подручных материалов можно использовать для открытия небольших форточек компактных тепличных устройств.

Потребуются следующие материалы:

пластиковая бутылка емкостью 5 литров;
пластиковая бутылка емкостью 1 литр;
гибкая трубка из ПВХ;
два соединительных патрубка;
подвижный рычаг из легкого материала, например, дерева;
пружина, один конец которой закреплен на подвижном рычаге, другой — на неподвижной раме теплицы.
клей — герметик;
черная полиэтиленовая пленка.

Для изготовления термопривода из вышеперечисленных материалов рекомендуется выполнить следующие действия.

Большую пластиковую бутылку герметизировать крышкой посаженной не клей — герметик. В нижней части бутылки сделать отверстие, выполнив через него соединение с патрубком, посадив его на клей. Работоспособным устройство будет лишь при гарантии не попадания наружного воздуха внутрь бутылок.
Аналогичные действия проделать с маленькой пластиковой бутылкой. Соединить бутылки плотно насаженной на патрубки трубкой из ПВХ.
Для увеличения эффекта поглощения солнечного света большая бутылка должна быть завернута в черную пленку.
Маленькую пластиковую бутылку накрыть подвижным рычагом. Под действием пружины пластик бутылки сомнется и в исходном состоянии форточка будет закрыта.
повышением температуры воздух в большой бутылке будет расширяться, и заполнять объем маленькой пластиковой бутылки. Под его воздействием она начнет восстанавливать форму, при этом поднимая подвижный рычаг. Форточка будет открываться, что обеспечит воздухообмен в теплице. При похолодании пружина будет возвращать рычаг в исходное состояние вновь производя смятие бутылки.

Термопривод из металлической емкости и резинового шарика (мяча)

Изготовление механизма потребует следующие материалы:

в качестве воздушного аккумулятора использовать металлические баллоны или герметичные канистры (лучше из алюминия имеющего хорошие теплопроводные свойства);
кусок поликарбоната, оставшийся после монтажа теплицы;
резиновый мяч или шарик;
кусок гибкого прочного шланга, не растягивающегося под действием повышенного давления;
отрезок толстой жесткой проволоки;
листовой пенопласт, который используется при упаковке;
отрезок листового металла;
толстая леска;
скотч-лента, герметик.

Вариант устройства из вышеуказанных материалов представлен на схеме:

Нагретый в канистре воздух, расширяясь, заполняет резиновый шарик, который увеличиваясь в объеме, приводит в движение поршень и всю связанную с ним рычажную систему подъема форточки.

Следует отметить особенности изготовления некоторых конструктивных элементов, связанных со свойствами применяемых материалов. Цилиндр изготавливается свертыванием в рулон поликарбоната и фиксацией цилиндрической формы с помощью скотча. Использование поликарбоната здесь весьма кстати. Низкий коэффициент трения практически исключает заклинивание поршня.

Поршень представляет собой толстую жесткую проволоку с плотно насаженным кругом из пенопласта. Направляющая втулка также сделана из пенопласта, но с небольшим зазором для свободного хода поршня.

Система рычагов состоит из коромысла, изготовленного из листового металла, которое с помощью толстой прочной лески соединяется с форточкой.

Приведенные конструкции охватывают лишь часть вариантов как сделать самостоятельно устройство для автоматического открывания окон в теплице. Кроме них в качестве базовых элементов для изготовления термопривода используют газлифт от офисного стула, упоры багажника от некоторых моделей автомобиля, старые машинные ручные насосы и другие технические устройства, которые фантазия мастера может превратить в автоматический проветриватель для теплиц.

Некоторые из них требуют более фундаментального подхода, например, как приспособить для автоматического открывания теплицы амортизатора от автомобиля. Другие более простые, например, на основе пластиковых бутылок, рассчитаны на использование в течение короткого временного отрезка.

В больших фермерских хозяйствах, где применяются большие тепличные комплексы, выполнить своими руками термопривод, что называется на все случаи жизни вряд ли возможно. А вот дачники для своих небольших теплиц и парников в качестве режима экономии вполне могут обойтись самодельными устройствами. Особенно если сооружение изготовлено из поликарбоната. Легкий по весу он не потребует особых усилий для поднимания форточек, сделанных из него.