Начать бесплатно

Технологии охлаждения в теплице: обзор решений, принципов и ограничений

Обзор систем охлаждения теплиц: вентиляция, Pad&Fan, туман, экраны, комбинированные схемы. Принципы работы, ограничения и выбор под климат и культуру.

Технологии охлаждения в теплице: обзор решений, принципов и ограничений
5
17

 Перегрев в теплице — это не просто «высокая температура воздуха», а комплексный стресс: рост VPD, остановка транспирации, перегрев листа и разбаланс корневого питания. Ошибка в выборе системы охлаждения приводит либо к перерасходу энергии, либо к ухудшению микроклимата и росту болезней.

На практике важно не максимальное охлаждение, а управляемый баланс температуры, влажности и движения воздуха. Этот материал — системный разбор технологий охлаждения с точки зрения их реального влияния на растение, энергетику и модель теплицы.

Что именно мы охлаждаем: физика и биология процесса

Воздух vs лист vs корень

В практике часто охлаждают «воздух», тогда как перегревается прежде всего лист. При радиационной нагрузке 700–900 Вт/м² температура листа может быть на 2–5 °C выше температуры воздуха, особенно при слабом движении воздуха (<0,2 м/с). Если лист достигает 32–35 °C, начинается нарушение фотосинтетических процессов и стерильность пыльцы у чувствительных культур.

Ключевая причина — прямая солнечная радиация. Воздух прогревается постепенно, а лист нагревается мгновенно за счёт поглощения излучения. Если транспирация не компенсирует этот приток тепла (высокий VPD или, наоборот, закрытые устьица), лист переходит в режим теплового стресса. Проблема закладывается в первые часы после подъёма радиации, а не в пик дневной температуры.

Корневая зона — отдельный температурный контур. Субстрат или грунт нагреваются медленнее, но удерживают тепло дольше. При температуре корня выше 24–26 °C у томата и огурца снижается поглощение кальция и кислорода, растёт риск гипоксии. При 28 °C и выше начинается угнетение корневой системы. Это уже физиологический сбой, который сложно компенсировать даже при нормализации воздуха. Охлаждение воздуха не гарантирует охлаждение корня, если не контролируется температура раствора и субстрата.

Температура листа vs воздух: рабочие пороги ΔT и быстрые действия

VPD как ключевой параметр

Температура и влажность работают только в связке. При 30 °C и 70 % относительной влажности VPD составляет около 1,1 кПа — транспирация остаётся управляемой. При тех же 30 °C и 40 % влажности VPD превышает 2,0 кПа — растение теряет воду быстрее, чем корень успевает её компенсировать. В ответ устьица частично закрываются, и лист перестаёт эффективно охлаждаться.

Рабочие диапазоны для большинства овощных культур:

  • вегетативная фаза: 0,8–1,2 кПа

  • генеративная фаза: 1,2–1,6 кПа

  • выше 1,8–2,0 кПа — зона риска стресса

Если при охлаждении повышается влажность до 85–90 %, VPD падает ниже 0,5–0,7 кПа. Транспирация замедляется, движение кальция в растении ухудшается, растёт риск конденсата и Botrytis. Это так называемое «влажное охлаждение»: воздух холоднее, но растение физиологически нестабильно. Переувлажнение микроклимата может быть столь же опасно, как перегрев.

Энергетический баланс теплицы

Основной источник перегрева — солнечная радиация. В летний период суммарная нагрузка может достигать 800–1000 Вт/м² в полдень. Даже при идеальной вентиляции убрать этот поток полностью невозможно: часть энергии преобразуется в тепло внутри теплицы.

Теплопритоки формируются за счёт:

  • прямого солнечного излучения,

  • теплопередачи через покрытие,

  • нагрева конструкций и субстрата.

Теплопотери происходят через вентиляцию, конвекцию и испарение воды. Если наружная температура 32–35 °C, естественная вентиляция физически не способна опустить температуру внутри ниже внешней без испарительного или активного охлаждения. Это предел технологии.

Конструкция теплицы влияет напрямую:

  • высота конька (объём буфера),

  • площадь форточек (не менее 20–25 % площади кровли для эффективной естественной вентиляции),

  • тип покрытия (стекло, поликарбонат, диффузные материалы),

  • наличие экранов.

Охлаждение — это управление потоками энергии, а не борьба с термометром. Пока не учтена радиация, движение воздуха и влагообмен, ни одна система не даст стабильного результата.

Images:diagram Vozduh List Koren Vpd 700x450

Естественная вентиляция

Принцип работы

Естественная вентиляция основана на двух физических механизмах: конвекции и разности давления. Тёплый воздух внутри теплицы легче холодного и поднимается вверх. При открытии верхних форточек создаётся вытяжка, а через боковые проёмы поступает более прохладный наружный воздух. Этот процесс называют «эффектом дымовой трубы».

Ключевой фактор — разность температур между внутренним и наружным воздухом. Если внутри 32 °C, а снаружи 24 °C, перепад в 8 °C создаёт устойчивый поток. Если снаружи 30–32 °C, перепад исчезает, и воздухообмен резко падает. Проблема закладывается в момент, когда наружная температура приближается к внутренней: физический драйвер вентиляции ослабевает.

Площадь и расположение форточек критичны. Для эффективной работы суммарная площадь вентиляционных проёмов должна составлять не менее 20–25 % площади кровли, а в жарких регионах — до 30 %. Высота конька влияет на объём буфера: теплица с высотой 6–7 м переносит пики радиации мягче, чем конструкция 3,5–4 м. Малый объём означает быстрый рост температуры и резкие колебания VPD.

Управляемые параметры:

  • процент открытия форточек,

  • синхронизация верхних и боковых проёмов,

  • скорость реакции автоматики,

  • контроль порогов включения по температуре и радиации.

Реальный эффект

Естественная вентиляция не может охладить теплицу ниже наружной температуры. При внешних 35 °C внутри будет 35–38 °C в зависимости от радиации и плотности посадки. Это физический предел технологии.

При высокой радиации (800–1000 Вт/м²) даже полностью открытые форточки не компенсируют теплоприток. Температура листа может оставаться на 2–4 °C выше воздуха, особенно при скорости движения воздуха ниже 0,3 м/с.

Система сильно зависит от ветра. При скорости ветра 2–4 м/с воздухообмен возрастает кратно. При штиле (<0,5 м/с) вентиляция практически работает только за счёт конвекции. Это создаёт нестабильность: одинаковые настройки дают разный результат в разные дни.

Влияние на влажность и CO₂ двойственное. При сухом наружном воздухе вентиляция снижает влажность и повышает VPD. При влажной погоде — наоборот, повышает влажность внутри. Одновременно происходит размывание CO₂: при интенсивной вентиляции его концентрация быстро падает до фоновых 400–450 ppm, даже если используется обогащение. Часто охлаждение достигается ценой потери фотосинтетической эффективности.

Где работает лучше всего

Умеренный климат Эффективность естественной вентиляции сохраняется там, где дневные температуры редко превышают 28–30 °C, а ночи остаются прохладными (16–20 °C). Перепад температур поддерживает конвекцию большую часть суток. При наружных 32–35 °C физический драйвер ослабевает — система теряет управляемость.
Высокие теплицы и достаточная площадь форточек Конёк 6 м и выше создаёт тепловой буфер и снижает резкость дневных пиков. Площадь вентиляционных проёмов должна быть не менее 20–25 % кровли (в жарких регионах — до 30 %). Меньше — конструктивный предел воздухообмена.
Умеренная плотность посадки При низкой плотности и скорости воздуха ≥0,3 м/с микроклимат выравнивается быстрее. В густых генеративных посадках формируются застойные зоны и локальный перегрев листа на +2–4 °C выше воздуха, даже при формально нормальной температуре.

Естественная вентиляция эффективна, пока наружный климат помогает. В жарких условиях без дополнительных систем её возможностей недостаточно.

Images:diagram Natural Ventilation Effectiveness 700x450

Принудительная вентиляция (вентиляторы, туннельный режим)

Принцип

Принудительная вентиляция создаёт направленный воздушный поток за счёт вытяжных вентиляторов и приточных проёмов (или охлаждающих панелей в туннельной схеме). В отличие от естественной вентиляции, здесь воздухообмен не зависит от ветра и перепада температур — поток формируется механически.

Скорость воздуха в зоне листа обычно поддерживается в диапазоне 0,3–1,0 м/с. Это ускоряет теплообмен: лист быстрее отдаёт избыточное тепло, снижается разница между температурой листа и воздуха. При достаточной кратности воздухообмена (20–60 объёмов теплицы в час в туннельных системах) температура внутри может быть на 2–4 °C ниже, чем при пассивной вентиляции.

Проблема закладывается при неправильной геометрии потока. Если воздух проходит «над» растением или формирует короткий контур от притока к вытяжке, внутри кроны остаются застойные зоны. В этих точках температура листа продолжает превышать воздух на 2–3 °C даже при работающих вентиляторах.

Управляемые параметры:

  • скорость и кратность воздухообмена,

  • равномерность распределения потока,

  • синхронизация с экранами и CO₂,

  • сценарии включения по температуре и радиации.

Плюсы и ограничения

Главное преимущество — стабильность обмена.

Система не зависит от ветра и работает предсказуемо при штиле и высокой наружной температуре. В низких теплицах (3,5–4 м) принудительная вентиляция позволяет компенсировать недостаточный объём буфера.

Однако охлаждение происходит за счёт активного обмена с наружным воздухом. При внешних 34–36 °C невозможно опустить температуру ниже этих значений без испарительного или холодильного охлаждения — это физический предел.

Существенное ограничение — потери CO₂.

При высокой кратности воздухообмена концентрация падает до 400–450 ppm в течение нескольких минут, даже если подача была 800–1000 ppm. В жаркий день охлаждение часто достигается ценой снижения фотосинтеза.

Энергопотребление также возрастает. В зависимости от мощности вентиляторов расход может составлять 5–15 кВт на 1000 м² и более при туннельных режимах. При круглосуточной работе это значимая статья затрат.

Когда оправдана

Жаркие регионы, где наружная температура регулярно превышает 30–32 °C, требуют управляемого воздушного потока независимо от ветра.

В низких теплицах с ограниченным объёмом воздуха механическая вентиляция компенсирует отсутствие теплового буфера.

При высокой плотности посадки и активной генеративной нагрузке направленный поток помогает разрушать застойные зоны внутри кроны. Это снижает локальный перегрев и выравнивает VPD.

Принудительная вентиляция оправдана там, где естественная уже не обеспечивает управляемость. Но она не решает проблему экстремальной жары сама по себе — без комбинации с экранами или испарительным охлаждением её возможности ограничены.

Images:forced Ventilation Tunnel Mode 700x450

Испарительное охлаждение

Физика процесса

Система Pad & Fan основана на фазовом переходе воды. При испарении 1 литра воды поглощается около 2,26 МДж тепла — это и создаёт охлаждающий эффект. Наружный воздух проходит через влажную целлюлозную панель (pad), где вода испаряется и снижает его температуру перед входом в теплицу.

Потенциал охлаждения напрямую зависит от разницы между сухой и влажной температурой воздуха. Если наружная температура 35 °C при относительной влажности 30 %, теоретически можно получить снижение на 8–12 °C. Если влажность 70 %, разница между сухим и мокрым термометром минимальна — реальное охлаждение составит 1–3 °C.

Проблема закладывается в неверной оценке наружной влажности. При проектировании часто ориентируются на температуру, игнорируя психрометрические условия. В результате система устанавливается в регионе, где её физический потенциал ограничен климатом.

Управляемые параметры:

  • расход воды и равномерность смачивания панели,

  • кратность воздухообмена,

  • чистота и минерализация воды,

  • баланс между скоростью потока и временем контакта с pad.

Влияние на микроклимат

Снижение температуры ведет к росту относительной влажности внутри теплицы Это неизбежный побочный эффект. При интенсивной работе системы влажность может достигать 80–90 %, особенно в утренние и вечерние часы.
Рост влажности снижает VPD Если при 35 °C и 30 % RH VPD превышает 3 кПа, то после охлаждения до 27–28 °C при 85 % RH VPD может упасть ниже 0,7 кПа. В этом диапазоне транспирация замедляется, ухудшается транспорт кальция, растёт риск вершинной гнили и водянистых тканей.
Высокая влажность создаёт условия для Botrytis и бактериальных инфекций При длительном удержании влажности >85 % и слабом движении воздуха формируется конденсат на листе и внутри кроны. Это точка закладки заболеваний.

Корневая зона также реагирует. При снижении транспирации уменьшается поток воды через растение, что может приводить к переувлажнению субстрата и гипоксии при недостаточном контроле дренажа. Охлаждение воздуха не равно стабилизация физиологии растения.

Климатические ограничения

Pad & Fan максимально эффективен в сухом жарком климате — степные и полупустынные зоны, где летняя влажность держится в пределах 20–40 %. В таких условиях возможно снижение температуры на 8–12 °C при контролируемом росте влажности.

При наружной влажности выше 70–75 % потенциал испарительного охлаждения резко падает. Система продолжает увлажнять воздух, но практически не снижает температуру. Это создаёт иллюзию охлаждения при фактическом росте биологических рисков.

В прибрежных и влажных регионах Pad & Fan требует осторожного применения или комбинирования с активной вентиляцией и экранами. Без этого предел технологии достигается быстро.

Испарительное охлаждение — мощный инструмент в правильном климате. Но его эффективность всегда ограничена психрометрией наружного воздуха.

Images:pad Fan Microclimate Impact 700x450

Туманообразование и высоконапорные системы

Различие: микротуман vs охлаждение воздуха

Ключевое различие — размер капли и место испарения.

В высоконапорных системах (70–120 бар) формируется капля диаметром 5–20 мкм. Такая фракция способна испаряться в воздухе до контакта с листом при скорости воздуха ≥0,3 м/с и достаточном VPD. В этом режиме происходит именно охлаждение воздуха и регулирование микроклимата.

Если размер капли превышает 30–50 мкм, вода не успевает испариться и оседает на листе. Это уже не микротуман, а поверхностное увлажнение. В жаркий сухой день эффект охлаждения минимален, но резко растёт риск локального переувлажнения.

Проблема закладывается в несоответствии давления, форсунок и фактической циркуляции воздуха. Без движения воздуха туман зависает в верхней зоне и не участвует в теплообмене с листом.

Управляемые параметры:

  • давление в системе,

  • диаметр форсунки,

  • высота размещения линии,

  • скорость воздуха в кроне.

Управление VPD

Высоконапорный туман — инструмент точной коррекции VPD. В отличие от Pad & Fan, он может работать импульсно и локально.

Например:
32 °C / 40 % RH → VPD ~2,0 кПа (жёсткий стресс).
Кратковременное включение тумана снижает температуру до 30 °C и повышает RH до 55–60 % → VPD ~1,4–1,6 кПа.

Это рабочий диапазон для генеративной фазы большинства овощных культур.

Если же RH поднимается выше 85 %, VPD падает ниже 0,6–0,7 кПа. В сочетании со скоростью воздуха <0,2 м/с формируется конденсат в кроне. Это точка закладки Botrytis.

Туман эффективен только при сохранении градиента испарения. Его задача — поддержать транспирацию, а не заменить её.

Требования к управлению

Точность датчиков критична. Погрешность ±3 % по RH при температуре 30 °C может менять расчёт VPD на 0,2–0,3 кПа — это разница между рабочей зоной и зоной риска.

Система должна работать по сценариям:

  • включение при превышении VPD >1,8 кПа,

  • импульс 5–30 секунд,

  • пауза с оценкой динамики листовой температуры,

  • блокировка при RH >80–85 %.

Непрерывная подача тумана — частая ошибка. Это приводит к накоплению влаги без реального контроля.

Качество воды влияет на работу форсунок. При минерализации >0,5–0,7 г/л возрастает риск засорения и изменения размера капли. При высоком содержании солей возможен осадок на листе после испарения, что снижает фотосинтетическую активность.

Туманообразование — самый «тонкий» инструмент охлаждения. Его эффективность определяется не мощностью, а точностью управления.

Images:high Pressure Fogging Vpd Control 700x450

Теплоэкраны и затеняющие системы

Снижение радиационной нагрузки

Главная задача экранов — снизить приток солнечной энергии, а не просто уменьшить яркость в теплице. При радиации 800–1000 Вт/м² значительная часть энергии превращается в тепло внутри конструкции. Экраны позволяют уменьшить этот поток на 30–60 % в зависимости от типа материала.

Отражающие экраны возвращают часть излучения наружу. Они эффективны в жарком климате с высокой прямой радиацией, так как реально снижают теплоприток. Рассеивающие (диффузные) системы перераспределяют свет внутри теплицы, уменьшая локальный перегрев листа, но не всегда существенно сокращают общий тепловой поток.

Проблема закладывается при выборе материала без учёта климата. В регионах с высокой долей прямого солнца диффузный экран может снизить перегрев листа, но оставить общий тепловой баланс практически неизменным.

Управляемые параметры:

  • процент закрытия (например, 30–80 %),

  • порог срабатывания по радиации (например, 600–700 Вт/м²),

  • динамика открытия в течение дня.

Влияние на фотосинтез

Любое затенение снижает поток фотосинтетически активной радиации (PAR). При снижении освещённости ниже 600–800 мкмоль/м²·с у большинства овощных культур начинается ограничение фотосинтеза.

Задача — найти баланс: уменьшить перегрев листа и рост VPD, не опустив свет в зону ограничения. Например, при 32 °C и 900 мкмоль/м²·с лист может перегреваться до 35 °C. Частичное закрытие экрана до 650–700 мкмоль/м²·с снижает температуру листа на 2–3 °C без существенной потери ассимиляции.

Риск «перетенения» возникает при избыточном или длительном закрытии. При освещённости <500 мкмоль/м²·с формируется генеративное угнетение, снижение закладки плодов и вытягивание растений. Это не всегда компенсируется вечерним светом.

Экран — инструмент корректировки энергетики, а не универсальное решение от жары.

Энергетический эффект

Снижение радиационной нагрузки уменьшает пиковую температуру воздуха и листа. Это снижает потребность в интенсивной вентиляции или работе Pad & Fan. В жаркие дни правильно настроенный экран может снизить температуру внутри на 2–4 °C без дополнительных затрат энергии.

Энергетическая логика проста: чем меньше тепла вошло в систему, тем меньше его нужно выводить.

Наибольший эффект достигается в комбинации:

  • экран + естественная вентиляция,

  • экран + принудительная вентиляция,

  • экран + туманообразование (для точной коррекции VPD).

Проблема возникает при статичном управлении. Если экран закрыт без учёта текущей радиации и температуры листа, возможен либо перегрев, либо перетенение. Управление должно быть динамическим и привязанным к фактической нагрузке.

Images:thermal Screens Radiation Control 700x450

Охлаждение корневой зоны

Почему корень перегревается раньше листа

Корневая система работает в среде с высокой теплоёмкостью. Субстрат и питательный раствор аккумулируют тепло и отдают его медленно. Если температура воздуха днём достигает 32–34 °C, температура субстрата в мешках или матах может подниматься до 28–30 °C, особенно при прямой радиации на лотки или желоба.

Проблема закладывается в сочетании факторов:

  • нагрев конструкции и субстрата солнцем,

  • низкий объём дренажа,

  • тёплый подающий раствор (>22–24 °C).

У большинства овощных культур оптимальная температура корневой зоны находится в диапазоне 18–22 °C. При превышении 24–26 °C снижается растворимость кислорода, ухудшается поглощение кальция и магния. При 28 °C и выше начинается угнетение корневой активности. Это физиологический стресс, который не компенсируется даже при нормализации температуры воздуха.

Перегрев корня часто менее заметен, но его последствия дольше сохраняются.

Методы

1. Охлаждение питательного раствора. Контроль температуры раствора до 18–20 °C позволяет стабилизировать корневую среду даже при жаре. Это наиболее управляемый метод, особенно в гидропонных системах. Ключевое условие — достаточная циркуляция и равномерное распределение.
2. Теневые каскады и защита лотков. Защита субстрата от прямой радиации снижает нагрев на 3–5 °C. Даже простые отражающие покрытия или экран над желобами уменьшают теплоприток.
3. Изоляция субстрата. Использование светлых мешков, теплоизоляционных подложек, снижение контакта с нагретыми металлическими конструкциями — методы снижения пассивного нагрева.

Во всех случаях важно учитывать дренаж. При охлаждении раствора без увеличения кислородного режима возможно сохранение гипоксии.

Ограничения

Охлаждение корневой зоны требует энергии. Чиллеры и холодильные установки увеличивают нагрузку на систему — от 3 до 10 кВт на 1000 м² в зависимости от объёма циркуляции и температурной разницы.

Метод даёт локальный эффект. Если температура воздуха остаётся 34–36 °C, а VPD выходит за 2,0 кПа, физиологический стресс листа сохранится. Корень будет охлаждён, но транспирация останется нестабильной.

Это инструмент стабилизации, а не замена общей стратегии охлаждения. Его эффективность максимальна в комбинации с контролем радиации и воздуха.

Корневая система рассады: когда компактный корень — физиология, а когда сигнал о сбое

Images:thermal Screens Radiation Control 700x450

Комбинированные схемы: когда «1 технология» не работает

Одна система охлаждения почти всегда упирается в физический предел: либо температура не снижается ниже наружной, либо влажность выходит из рабочего диапазона, либо теряется CO₂. Комбинация технологий позволяет разделить задачи: часть энергии отсечь, часть вывести, часть компенсировать.

Главная логика — не усилить одну систему, а распределить нагрузку между несколькими контурами.

Вентиляция + экраны

Экраны уменьшают приток радиации на 30–60 %, вентиляция выводит остаточное тепло.

Если при 900 Вт/м² без экрана температура внутри достигает 34–36 °C, то при частичном закрытии экрана (до 60–70 %) теплоприток снижается, и вентиляция удерживает 30–32 °C без экстремального открытия форточек.

Проблема закладывается при статичном управлении. Если экран закрыт слишком рано или слишком сильно, свет падает ниже 600 мкмоль/м²·с, а вентиляция уже не компенсирует снижение фотосинтеза.

Эта комбинация эффективна там, где радиация — основной драйвер перегрева.

Pad & Fan + туннельный режим

Pad & Fan снижает температуру за счёт испарения, туннель обеспечивает равномерный поток через крону.

Например:
Наружная 36 °C / 30 % RH → после панели 26–28 °C / 80–85 % RH.
Без направленного потока в глубине теплицы влажность накапливается, а охлаждение неравномерно.

Туннель разрушает застойные зоны и снижает риск локального конденсата.

Проблема возникает при работе Pad & Fan без достаточной кратности воздухообмена: влажность растёт быстрее, чем обновляется воздух.

Комбинация оправдана в сухом жарком климате.

Туман + CO₂

Высоконапорный туман корректирует VPD локально, не требуя постоянной вентиляции. Это позволяет удерживать CO₂ на уровне 800–1000 ppm даже в жаркие часы.

Если при 32 °C VPD превышает 2,0 кПа, импульсное туманообразование снижает его до 1,4–1,6 кПа без интенсивного сброса CO₂ наружу.

Проблема закладывается при непрерывной подаче тумана: RH >85 %, падение VPD <0,7 кПа и потеря управляемости.

Эта схема эффективна там, где важно сохранить фотосинтетическую активность при жаре.

Разделение контуров: воздух / корень / свет

Современный подход — управлять тремя независимыми потоками энергии:

воздух → вентиляция / Pad & Fan / туман
свет → экраны
корень → охлаждение раствора

Если перегрев листа вызван радиацией, а корень уже 27 °C, то вентиляция без охлаждения раствора не решит проблему кальциевого дефицита.

Разделение контуров позволяет удерживать:

  • воздух 28–30 °C,

  • VPD 1,2–1,6 кПа,

  • корень 18–22 °C.

Комбинация — это не усложнение, а способ убрать системные ограничения.

Логика выбора по климату

Сухой жаркий

  • Экраны (отражающие)

  • Pad & Fan

  • Туннельный режим

Испарительное охлаждение максимально эффективно при RH <40 %. Основная задача — контролировать рост влажности.

Влажный жаркий

  • Экраны

  • Принудительная вентиляция

  • Локальное туманообразование (осторожно)

Pad & Fan даёт минимальный эффект при RH >70 %. Главный риск — переувлажнение.

Континентальный

  • Естественная вентиляция + экраны

  • Туман для коррекции пиков

Рабочие перепады температур сохраняются, важно управлять переходами день/ночь.

Южный с высокой радиацией

  • Экраны с динамическим управлением

  • Туннель

  • Контроль корневой температуры

Радиация — основной источник перегрева, поэтому приоритет — снижение теплопритока.

Комбинированные схемы выбираются не по «мощности», а по климату и структуре тепловой нагрузки. Главная ошибка — усиливать одну технологию вместо балансировки системы.

Images:combined Cooling Schemes Climate Logic 700x450

Типичные ошибки и подводные камни

1. Контроль только температуры воздуха

Ориентация на показатель «°C внутри» без контроля температуры листа и VPD — самая распространённая ошибка.

Например, при 30 °C и RH 80 % температура выглядит приемлемой, но VPD может быть <0,7 кПа. Транспирация подавляется, кальций не перемещается, закладываются физиологические дефекты.

В обратной ситуации 30 °C и RH 40 % → VPD >2,0 кПа. Лист перегревается на +2–4 °C выше воздуха, устьица закрываются.

Воздух — это не растение. Управлять нужно листовой температурой и VPD.

2. Установка Pad & Fan в регионе с высокой влажностью

Испарительное охлаждение эффективно при RH наружного воздуха <40–50 %.

При влажности >70–75 % разница между сухим и влажным термометром минимальна, снижение температуры составляет 1–3 °C, при этом влажность внутри поднимается до 85–90 %.

Это создаёт иллюзию охлаждения при фактическом росте фитосанитарных рисков. Ошибка закладывается на этапе проектирования, когда учитывается только температура, но не психрометрия региона.

3. Избыточное увлажнение и всплеск болезней

Длительное удержание RH >85 % и скорость воздуха <0,2–0,3 м/с создают конденсат в кроне.

Это точка старта Botrytis и бактериальных инфекций. Особенно критично в утренние и вечерние часы, когда радиация падает, а система продолжает увлажнять воздух.

Влажное охлаждение часто опаснее умеренного перегрева.

4. Потери CO₂ при агрессивной вентиляции

При интенсивной вентиляции концентрация CO₂ падает до фоновых 400–450 ppm за считанные минуты.

Если цель — удерживать 800–1000 ppm, агрессивный воздухообмен фактически нивелирует эффект обогащения. В жаркие дни это может снижать фотосинтез на 10–20 %, даже при сниженной температуре.

Охлаждение достигается ценой продуктивности.

5. Игнорирование корневой температуры

Температура субстрата выше 24–26 °C снижает растворимость кислорода и усвоение кальция. При 28 °C и выше начинается устойчивое угнетение корневой системы.

Если контролируется только воздух, а раствор подаётся тёплым (>22–24 °C), перегрев корня становится хроническим.

Корневая зона — отдельный контур, который нельзя игнорировать.

6. Выбор «самой мощной» системы вместо системной

Усиление одной технологии (больше вентиляторов, мощнее Pad, интенсивнее туман) не устраняет ограничений физики процесса.

Часто это приводит к перекосу:

  • либо перегрев сменяется переувлажнением,

  • либо охлаждение сопровождается потерей CO₂,

  • либо растёт энергопотребление без реального прироста стабильности.

Системная логика — разделение контуров «свет / воздух / корень» и управление каждым отдельно.

Самая мощная система не равна самой эффективной.

Плесень на покрытии: как держать теплицу чистой

Практический управленческий чек-лист выбора

Шаг Что анализируем Конкретные параметры Где закладывается риск Управляемые решения
1 Климатическая зона и летние пики Пиковая t° наружного воздуха (°C), длительность периодов >30 °C, радиация (Вт/м²) Неверный выбор технологии, которая физически не справится с пиками Подбор базовой схемы (вентиляция / Pad / экраны / туннель) по реальным экстремумам, а не средним значениям
2 Средняя влажность в период перегрева RH днём (%), ночная влажность, разница сухого/влажного термометра Установка испарительного охлаждения в условиях RH >70–75 % Коррекция выбора: при высокой влажности — упор на экраны и направленный поток
3 Плотность посадки и чувствительность культуры Растений/м², фаза (вегетативная/генеративная), чувствительность к Ca-дефициту Локальный перегрев кроны, застой воздуха, Botrytis Повышение скорости воздуха ≥0,3 м/с, корректировка плотности, разделение контуров
4 Энергетика системы кВт/1000 м², стоимость кВт·ч, длительность работы (ч/сутки) Рост OPEX без реального прироста стабильности Сравнение сценариев: экран + вентиляция vs Pad + туннель и их энергопрофиль
5 Интеграция с CO₂ и экранами Целевой уровень CO₂ (ppm), сценарии открытия форточек Потери CO₂ при агрессивной вентиляции Сценарное управление: туман + CO₂, экраны + умеренная вентиляция
6 Предел допустимой влажности Рабочий VPD (кПа), допустимый RH (%) для культуры Переувлажнение >85 % → болезни и Ca-дефицит Настройка порогов отключения увлажнения и включения вентиляции
7 Моделирование комбинированного сценария Температура воздуха, листа, корня; VPD; энергозатраты Усиление одной технологии вместо системной логики Проектирование комбинации «свет / воздух / корень» до инвестирования

Ключевой принцип: выбирать не «самую мощную» систему, а ту комбинацию, которая удерживает температуру воздуха 26–30 °C, VPD 1,2–1,6 кПа и корень 18–22 °C при приемлемой энергетической нагрузке.

Images:rh 90 Risk Botrytis 700x450

Ограничения и реальность

Любая система охлаждения работает в рамках физики теплопередачи. Опустить температуру внутри теплицы ниже наружной без активной холодильной машины невозможно. Вентиляция и туннельный режим лишь приближают внутреннюю температуру к внешней, но не преодолевают её.

Испарительное охлаждение снижает температуру за счёт испарения воды, и это всегда сопровождается ростом относительной влажности. Невозможно получить «сухое» охлаждение через Pad или туман — повышение RH встроено в сам механизм процесса.

Любая вентиляция, естественная или принудительная, снижает концентрацию CO₂. При интенсивном воздухообмене уровень быстро возвращается к фоновым 400–450 ppm, даже если целевой режим составляет 800–1000 ppm. Охлаждение через сброс воздуха — это обмен температуры на потерю углеродного ресурса.

Сильное затенение уменьшает теплоприток, но одновременно снижает PAR. При освещённости ниже 500–600 мкмоль/м²·с фотосинтетический потенциал большинства овощных культур ограничивается. Перегрев может смениться световым дефицитом.

Попытка «дожать» температуру на 1–2 °C ниже естественного баланса приводит к нелинейному росту энергозатрат. Чем ближе система к физическому пределу, тем выше стоимость каждого дополнительного градуса.

Предел технологии определяется климатом, конструкцией теплицы и физиологией растения.

MPC-управление в теплице: как принимать климатические решения наперёд, а не реагировать на ошибки

Заключение

Охлаждение в теплице — это управление потоками энергии: радиацией, конвекцией и испарением. Это не борьба с цифрой на датчике, а баланс между теплопритоком и возможностями его отвода.

Ключевым ориентиром остаются VPD и температура листа, поскольку именно они отражают состояние растения. Температура воздуха — лишь часть картины.

Универсального решения не существует. Сухой жаркий, влажный жаркий и континентальный климат требуют разных комбинаций экранов, вентиляции, испарительного охлаждения и контроля корня.

На практике наиболее устойчивые результаты дают комбинированные и управляемые схемы. Инвестиции в охлаждение оправданы только тогда, когда понятны пределы технологии и её влияние на физиологию культуры, а не только на микроклиматические показатели.

Понравилась статья?

1
0

Подпишитесь на подборку статей от Gros.farm

раз в неделю — прямо на почту

banner link telegram

Другие статьи из рубрики Агротехнология

Агротехнология
Органические альтернативы субстратов в теплицах: применимость, риски и пределы управляемости

20 февраля 2026

5
20

Органические альтернативы субстратов в теплицах: применимость, риски и пределы управляемости

Какие органические субстраты реально применимы в теплицах, а какие повышают управленческую неопределённость. Показатели, риски, стабильность, патогены.

Агротехнология
Перлит, вермикулит и кора: как работают добавки в субстрате

16 февраля 2026

5
92

Перлит, вермикулит и кора: как работают добавки в субстрате

Как перлит, вермикулит и кора реально влияют на водный режим, аэрацию и микробиологию субстрата. Где они помогают, а где усиливают ошибки полива.

Агротехнология
Смеси субстратов: зачем их делают и почему это сложнее, чем кажется

14 февраля 2026

5
72

Смеси субстратов: зачем их делают и почему это сложнее, чем кажется

Зачем смешивают торф, кокос, перлит и кору в теплице. Какие задачи решают смеси субстратов и почему они усложняют управление водой, воздухом и EC.

Агротехнология
Минеральная вата: максимальный контроль и минимальное прощение ошибок

12 февраля 2026

5
90

Минеральная вата: максимальный контроль и минимальное прощение ошибок

Как минеральная вата управляет водой, воздухом и температурой корня в теплице. Где она даёт повторяемость урожая, какие требует режимы полива и дренажа, и в каких системах оправдана.

Бесплатное приложение
для умного земледелия

Полная база техкарт, функции управления, автоматизации и аналитики, подключение экспертов удаленно доступно в приложении.

QR Code CTA

Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение

Регистрация превьюПоказатели датчиков