Фитолампы — Освещение — Товары для ландшафтного дизайна
люминесцентные лампы |
|
Компактная люминесцентная |
Лампа Рефлакс |
Лампа металлогалогенная |
Лампы ДРЛ |
Лампа Fluora |
При выращивании растений в комнатной культуре или в условиях зимнего сада (оранжереи) трудно обойтись без искусственного освещения (хотя бы в зимнее время).
1. Обычные лампочки накаливания с вольфрамовой нитью
Такие лампочки пригодятся лишь в некоторых случаях, например, в витрине для орхидей их можно использовать для обогрева и дополнительного освещения, однако их работу должен регулировать термостат.
2. Для выращивания декоративных растений можно использовать люминесцентные лампы дневного света типа ЛБ или ЛБТ (40, 65, 80 Вт), так как они дают холодный свет. Другие марки, например, ЛД, ЛДЦ – непригодны по спектральным характеристикам, так как их спектр действует на растения угнетающе.
Поскольку лампы дневного света маломощны, их нужно монтировать по несколько штук, обязательно устанавливать отражатели, усиливающие световой поток и препятствующие проникновению в комнату неприятного для глаз мерцающего света. Общая мощность этих ламп должна составлять 140 Вт на 1 м2 площади растений. Таким образом, светильник из 2-х ламп мощностью по 80 Вт, годится для подоконника длиной 1 м. Растения должны находиться на расстоянии 15-35 см от таких ламп. Этого легко добиться, перемещая сам светильник по высоте растений, или поднимая и опуская сами растения. Недостатком ламп дневного света является малая доля излучения красной части спектра, задерживающая рост осевых органов растений.
3. Стоит обратить внимание на так называемые фитолампы.
Их использование для досвечивания растений более эффективно по физиологическим показателям.
В продаже можно найти фитолампы «Fluora» фирмы Osram. Для освещения подоконника длиной около 1 м будет достаточно одной-двух 18-ваттных ламп. Можно использовать отечественную лампу ЛФУ-30 (30 Вт), ее хватает для освещения площади 0,4х0,7 м.
Менее раздражителен для глаз свет зеркальных фитоламп фирмы Enrich (Венгрия) мощностью 60 Вт. Они вворачиваются в обычный патрон. Однако при каждодневном включении служат эти лампы недолго – не более полугода. Обратите внимание – лампы сильно нагревают листья, что для растений нежелательно.
Перечисленных выше недостатков лишены фитолампы фирмы Paulmann мощностью 40, 60 и 100 Вт. Они также вворачиваются в обычный патрон. Их отличие от других ламп состоит в специальном слое, нанесенном на стекло лампы, а также в том, что они практически не нагреваются, а потому не вызывают перегрева листьев. Срок их службы превышает срок службы обычной лампы накаливания в 3-4 раза.
4. Очень ярко и мощно светят дуговые ртутно-люминесцентные лампы, например ДРЛ мощностью 250 и 350 Вт. Ртутно-люминесцентную физиологическую лампу ДРЛФ-400 (400 Вт) с регулирующим устройством подвешивают на кронштейне над сеянцами и маленькими растениями на высоте 70-75 см, над подросшей рассадой и взрослыми комнатными растениями — на высоте 1,5 м. Однако использование таких ламп в жилых помещениях запрещено из-за их воздействия на глаза. Используются они в теплицах при промышленном выращивании рассады и в зимних садах и оранжереях. Срок службы этих ламп не менее 5 лет.
5. Экономичны, эффективны и просты в применении разрядные натриевые металлогалогенные лампы. Спектр их света – в оранжевом и красном диапазоне — наиболее благоприятном для растений — улучшает их рост и развитие, стимулирует цветение. Некоторый дефицит синего спектра может компенсироваться естественным светом, проникающим через оконное стекло.
6. Одной из самых удачных ламп для выращивания рассады и досвечивания комнатных растений на сегодняшний день признана отечественная лампа Рефлакс марки ДнаЗ (дуговая натриевая зеркальная). Как и все натриевые лампы, она сочетает высокую радиационную эффективность со спектром, благоприятным для фотосинтеза, дает стабильный световой поток. Кроме того, лампа снабжена встроенным зеркальным отражателем, который позволяет весь свет направлять на растения. Оранжево-желтое свечение натриевых ламп («заходящее солнце») не раздражает глаза, что важно при использовании ламп в жилых помещениях.
Лампы Рефлакс выпускаются мощностью 50, 70, 250, 350, 400 и 600 Вт. Самой маломощной лампы (50 Вт) при размещении ее на высоте 40-60 см достаточно для досвечивания растений на площади 2 м2. Средний срок службы лампы 5000 часов, так что при ежедневной работе по 12 часов лампа прослужит не более 13 месяцев. Практически же эксплуатировать лампу более 8 месяцев (3000 часов) нет смысла, так как ее световой поток со временем сильно уменьшается. К недостаткам лампы Рефлакс следует отнести достаточно высокую цену и необходимость установки довольно громоздкого и малоэстетичного регулирующего устройства.
Итак, наилучший эффект при выращивании комнатных растений даст использование ламп холодного дневного света типа ЛБ или ЛБТ в сочетании с лампами Рефлакс ДнаЗ — для жилых помещений, и сочетание ламп типа ДРЛФ-400 и Рефлакс ДнаЗ (250, 350, 400, 600 Вт) – для зимних садов и оранжерей.
Размещение ламп
Располагать источник света по отношению к растению можно тремя способами, каждый из которых дает различный визуальный эффект:
- Направленный свет – это свет от одной или нескольких ламп, расположенных над растением или групповой композицией. Такое освещение служит для того, чтобы создать впечатление целостной композиции и в то же время подчеркнуть ее отдельные элементы;
- Подсвечивающий свет – это свет от одной или нескольких ламп, установленных снизу растения, например на уровне пола. Такое освещение подчеркивает отдельные детали и создает тень на стене позади растения;
- Контровый свет – это свет от лампы, расположенной на уровне пола позади растения. Такое освещение акцентирует внимание на силуэте растения и создает мистическую и таинственную атмосферу. Этот вариант освещения, как правило, применяется для освещения крупных одиночно расположенных растений (солитеров).
По материалам:
Палеева Т. В. «Ваши цветы. Уход и лечение», М.: Эксмо, 2003 г.;
Анита Паулисен «Цветы в доме», М.: Эксмо, 2004 г.;
Воронцов В. В. «Уход за комнатными растениями. Практические советы любителям цветов», М.: ЗАО «Фитон+», 2004 г.;
Беспальченко Е. А. «Тропические декоративные растения для дома, квартиры и офиса», ООО ПКФ «БАО», Донецк, 2005 г.;
Д. Госсе, «Даже солнцу надо помогать», журнал «Вестник цветовода», №3, 2005 г.
www.greeninfo.ru
Облучательные установки для выращивания растений и особенности их расчета
7.1. Источники лучистой энергии для облучения растений и их энергетические показатели
Энергетические характеристики ламп, используемых для выращивания растений, являются основой для выбора излучателей, обеспечивающих минимальный расход электроэнергии, удовлетворяющий нормальному росту растений.
К энергетическим характеристикам относятся: световой поток Фv, фитопоток Фф и поток фотоактивной радиации (ФАР) Фс, а также соответствующие им энергетические отдачи — светоотдача Вv=Фv/Р, фитоотдача Вф=Фф/Р и отдача ФАР=Фф/Р, где Р — мощность лампы, Вт.
На рисунках 7.1 — 7.4 представлены спектральные плотности потока излучения для люминесцентной лампы ЛД 40, а также ламп ДРЛФ 400 и ДРИ 400 соответственно.
Рис. 7.1. Спектральная плотность излучения лампы ЛД 40
Для анализа эффективности и систематизации растениеводческих ламп специалистам необходимы данные о характеристиках излучения высокоинтенсивных люминесцентных ламп низкого давления (ЛЛ), металлогалогенных (МГЛ) и натриевых ламп высокого давления (ДНаТ), широко внедряемых в настоящее время в теплицах и в многоярусных стеллажных установках ускоренного выращивания растений.
Рис. 7.2. Спектральная плотность излучения лампы ДРЛФ 400
Рис. 7.3. Спектральная плотность излучения лампы ДРИ 400
Тогда для составляющих потока:
светового — (7.1)
лучистого — (7.2)
фотосинтезного — (7.3)
где V(λi) — относительная спектральная чувствительность среднего глаза;
Кф(λi) — функция спектральной фотосинтетической эффективности излучения;
λi — условные характерные длины волн, существенные для основных процессов в растениях.
Приближенно можно принять Кф(λ1)=0,6; Кф(λ2)=0,4; Кф(λ3)=1 при λ1=435 нм; λ2=555 нм; λ3=675 нм; V(λ1)≈0,020; V(λ2)≈1,000; V(λ3)≈0,015.
Рис. 7.4. Условное представление усредненного спектрального распределения плотности оптического излучения высокоинтенсивных ламп, используемых для выращивания рассады
Оценка спектральных характеристик источников ОИ на основе процентного распределения в спектральных участках ФАР используется за рубежом, а в нашей стране до настоящего времени она не получила распространение. Условное рекомендуемое представление усредненной спектральной плотности оптического излучения различных высокоинтенсивных ламп, используемых в теплицах, приведено на рисунке 7.4. Новым является применение корреляции между фотометрическими, энергетическими и фотосинтезными величинами при известных спектральных характеристиках источников ОИ и расчет лучистого Фе и фотосинтезного Фф потоков по формулам:
(7.4)
(7.5)
где 0,95 — коэффициент, численно равный фотосинтетической эффективности излучения с λ=680 нм;
683 — световая эффективность излучения, лм/Вт.
Результаты экспериментальных исследований и расчета энергетических ηе и фотосинтезных ηф КПД основных разноспектральных источников ОИ, используемых для облучения растений в защищенном грунте, приведены в таблице 7.1. Полученные значения зависят от допущений, принятых в предлагаемом методе: спектральный состав излучения ограничивается условной областью ФАР и не меняется в течение продолжительности горения; относительное спектральное распределение энергии излучения ламп разной мощности, но имеющих одинаковые излучающие добавки, представляется равными процентными соотношениями по участкам ФАР; фотометрическая система величин аддитивна. Тем не менее, вносимая за счет допущений погрешность составляет не более 20%, то есть лежит в пределах ошибки измерений разноспектральных фотометрических величин люксметром типа Ю-116 с поправочными множителями.
Из приведенных в таблице 7.1 данных не видно каких-либо преимуществ фотосинтезных величин перед энергетическими (ФАР) при оценке источников ОИ; для разработки эффективной растениеводческой лампы не требуется обязательно создавать источник, спектральная плотность излучения которого приближена к фотосинтезной кривой чувствительности растений. Качественно поиск в этом направлении может идти путем приближения широкополосного спектра ламп к равноэнергетическому (33% — 33% — 33%) или к сочетанию (20 -25%) — (20 — 25%) — (60 — 50%) в указанных участках ФАР с энергетическим КПД в области ФАР не менее 25% и для ламп-светильников — не менее 20%.
Таблица 7.1
Основные характеристики источников излучения
*Разрядная трубка вмонтирована в оболочку лампы-светильника ДРЛФ-400.
**Световой поток в нижнюю полусферу.
***Натриевая лампа «Luca lox» фирмы «GE».
Обозначения в таблице: Sотнi — усредненная относительная энергия излучения; Фv — световой поток; Фе — лучистый поток; Фф — фотосинтезный поток.
Специалисты в теплицах часто испытывают трудности при переводе различных измерений освещенности (в люксах) в облученность в области ФАР (в Вт/м2), т.к. эти показатели, как видно из таблицы, зависят от спектрального состава используемых источников ОИ и требуют отличных друг от друга коэффициентов перевода. За рубежом используются следующие переводные коэффициенты из люксов в Вт ФАР/м2: для солнечного света — 0,00402; для ДНаТ — 0,00245; для ламп накаливания — 0,00397; для ДРЛФ — 0,00262; для МГЛ — 0,00305, которые можно рекомендовать агрономам в нашей стране при использовании люксметра типа Ю-116.
Совместное знание энергетических (ФАР) и фотосинтезных КПД при некоторых научных исследованиях позволяет оценить возможные потери энергии ФАР при фотосинтезе. Для источников ОИ, указанных в таблице, эти потери составляют 20 — 64% в зависимости от спектрального состава излучения тела ламп.
Величины ФАР Фс рекомендуется использовать для энергетического сопоставления при реконструкции или новом проектировании теплиц.
Из приведенных в таблице 7.1 данных не видно каких-либо преимуществ фотосинтезных величин перед энергетическими (ФАР) при оценке источников ОИ; для разработки эффективной растениеводческой лампы не требуется обязательно создавать источник, спектральная плотность излучения которого приближена к фотосинтезной кривой чувствительности растений. Качественно поиск в этом направлении может идти путем приближения широкополосного спектра ламп к равноэнергетическому (33% — 33% — 33%) или к сочетанию (20 -25%) — (20 — 25%) — (60 — 50%) в указанных участках ФАР с энергетическим КПД в области ФАР не менее 25% и для ламп-светильников — не менее 20%.
Модернизация лампы ДРИ 2000-1 с иодидами редкоземельных металлов с учетом технических требований теплиц и ее изготовления в конструктивном исполнении, ламп типа ДРИ 2000-6 дали бы для интенсивной светокультуры дополнительный источник ОИ со спектром, приближенным к солнечному (равноэнергетическому). Необходимо рекомендовать приводить в паспорте и технических условиях на высокоинтенсивные лампы стандартные процентные соотношения относительных энергий излучения по трем указанным спектральным участкам ФАР аналогично «красному отношению» ртутных ламп высокого давления (ДРЛ) по ГОСТ 16354-83. Это позволит заказчикам и разработчикам светильников для светокультуры растений вырабатывать предварительные технические требования к светотехническим установкам теплиц, разрабатывать усовершенствованную методику технико-биологических исследований эффективности установок и норм облучения растений при использовании различных источников ОИ и светильников, а также осуществлять контроль качества выпускаемых светотехнических изделий. Последнее может выполняться люксметром типа Ю-116 с учетом коэффициентов перехода от фотометрических к энергетическим или фотосинтезным величинам, которые могут также указываться в паспорте на новый источник ОИ.
На рисунке 7.5 представлены конструкции металлогалогенных ламп мощностью 400 Вт и 2000 Вт. Конструкция ламп включает: пружинящие распорки 1, разрядную трубку 2, основные электроды 3; зажигающий электрод 4; утепляющее покрытие 5; ограничительное термостойкое сопротивление ЗЭ 6; — термобиметаллическое реле, отключающее ЗЭ после включения лампы 7.
Рис. 7.5. Общий вид осветительных МГЛ:
а — лампа 400 Вт в эллипсоидальной прозрачной внешней колбе; б — лампа 2000 Вт в цилиндрической прозрачной колбе; в — электрическая схема включения.
По литературным данным, значения фитопотоков для ламп ДРЛФ-400 и ДРВ-750, которые приводились в технических условиях на эти лампы, занижены примерно в 1,8 раза (17,6 и 20 фт соответственно), тогда как у лампы ДРФ-1000 с иодидами Na, Tl, In расчетные значения и экспериментально измеренные величины практически совпадают (в технических условиях указывалось значение в 90 фт). Совпадение расчетных значений Фе разноспектральных ламп с экспериментально измеренными в области ФАР подтверждается также сравнением результатов с данными, представленными в различных литературных источниках по данной проблеме. Отклонения величин находятся в пределах ±10% (например, для ламп ДРИ 2000-6 указывается Фе=560 Вт; для ДМ4-6000 — 1680 Вт; для ДНаТ 400-6 с Фн=50 клм — 113 Вт.
Специалисты в теплицах часто испытывают трудности при переводе различных измерений освещенности (в люксах) в облученность в области ФАР (в Вт/м2), т.к. эти показатели, как видно из таблицы, зависят от спектрального состава используемых источников ОИ и требуют отличных друг от друга коэффициентов перевода. За рубежом используются следующие переводные коэффициенты из люксов в Вт ФАР/м2: для солнечного света — 0,00402; для ДНаТ — 0,00245; для ламп накаливания — 0,00397; для ДРЛФ — 0,00262; для МГЛ — 0,00305, которые можно рекомендовать агрономам в нашей стране при использовании люксметра типа Ю-116.
Необходимы ли фотосинтезные величины? Совместное знание энергетических (ФАР) и фотосинтезных КПД при некоторых научных исследованиях позволяет оценить возможные потери энергии ФАР при фотосинтезе. Для источников ОИ, указанных в таблице, эти потери составляют 20-64% в зависимости от спектрального состава излучения тела лампы.
Величины ФАР Фс рекомендуется использовать при энергетическом сопоставлении при реконструкции или новом проектировании теплиц.
7.2. Расчет облучательных установок, применяемых в растениеводстве
Цель расчета установок для облучения растений — определение потока и мощности источников излучения, их числа и размещения. Различают установки с точечными и линейными источниками излучения. Методики расчета таких установок различны.
Облучательные установки с точечными источниками излучения. Для стационарных установок с точечными источниками излучения высоту подвеса облучателей над растениями принимают h ≥ 0,5 м.
Установки рассчитывают по минимальной облученности. При этом коэффициент минимальной облученности
(7.6)
где Еф.min, Еф.max — минимальная и максимальная фитооблученности, фит/м2 или мфит/м2.
(7.7)
где Iα— сила света облучателя в направлении расчетной точки, кд; kФ— коэффициент перевода светового потока источника в фитопоток.
Общая облученность точки равна сумме облученностей от всех близкорасположенных источников.
Облучательные установки с линейными источниками излучения. Линейные источники излучения располагают над облучаемой поверхностью на небольшом расстоянии — 0,05…0,25 м.
Установки рассчитывают по средней облученности площадки под рядом (блоком) люминесцентных ламп. Обычно берут площадку шириной 1 м и длиной, равной длине люминесцентных ламп.
Фитооблученность, мфит/м2, вычисляют по выражению
(7.8)
где Fυ.л — световой поток одной лампы, лм; ηб.л — КПД блока ламп; n — число ламп в блоке; L — длина люминесцентной лампы, м; l — ширина блока ламп, равная 1м.
В формулу вводят обозначения
и
Блок люминесцентных ламп рассчитывают в такой последовательности: выбирают их тип и мощность; вычисляют значение μФисходя из требующейся облученности, определяют относительную облученность
(7.9)
По графическим зависимостям относительной облученности от числа люминесцентных ламп на 1 м ширины блока при различных высотах его расположения над облучаемой поверхностью находят число люминесцентных ламп в блоке
где n1 — число ламп на 1 м ширины блока.
Все необходимые дальнейшие расчеты установок выполняют на основе логических построений или уже известных соотношений величин.
Пример 1. Разместить облучатели стационарной установки с лампами ДРЛФ над тепличной рассадной грядкой шириной 1,35 м и длиной 5,45 м для создания фитооблученности Еф>11 000 мфит/м2.
Решение. Лампы ДРЛФ можно считать точечными источниками. Примем высоту подвеса облучателей h=0,5 м.
Используем продольную кривую светораспределения лампы ДРЛФ400 (см. рис. 7.6) для построения зависимости фитооблученности от расстояния при постоянной h=0,5 м. Для этого последовательно задаемся значениями расстояния по радиусу (например, r =0,2 м) от проекции лампы на облучаемую плоскость и вычисляем облученность.
Определяем угол α между осью облучателя и направлением на точку
Рис. 7.6. Продольная кривая светораспределения лампы ДРЛФ-400
По этому углу из кривой светораспределения лампы ДРЛФ находим силу света Iα=2800 кд, которую пересчитываем на фитоизлучение:
мфит/ср
Фитооблученность вычисляем по формуле (7.7)
мфит/м2
Точно так же рассчитываем облученность при всех других значениях r. Результаты расчетов сводим в таблицу 7.2.
Таблица 7.2
Результаты расчетов
По таблице 7.2 строим зависимость Еф=f(r) (рис. 7.7). В масштабе вычерчиваем план грядки и ориентировочно размещаем на нем облучатели по вершинам квадратов (рис. 7.8). На плане намечаем несколько точек А, В и С, в которых облученность может быть наименьшей. Считаем, что облученность в точке А создается ближайшим источником. По минимальной облученности из графика (см. рис. 7.7) находим rA 0,26 м.
Облученность в точке В создается в основном двумя ближайшими источниками. Поэтому из того же графика по облученности от одной лампы Emin/2=5500 мфит/м2 определяем rB=0,49 м.
Облученность в точке С создается четырьмя лампами. Поэтому из графика по облученности от одной лампы Emin/4=2750 мфит/м2находим rC=0,68 м.
По полученным трем значениям окончательно принимаем: расстояние от ламп до края грядки rA=0,26 м; расстояние между лампами, равное меньшему из расстояний, определенных по rBи rC:
Рис. 7.7. Фитооблученность под лампой ДРЛФ400 при h=0,5 м.
Рис. 7.8. Размещение облучателей над грядкой.
По этим расстояниям размещаем более точно лампы. Они располагаются в два ряда по семь ламп в каждом ряду.
Теперь на плане грядки необходимо наметить точки с возможными наибольшей и наименьшей облученностями. Точки с наименьшей облученностью примем те же (А, В и C). Точки с возможной наибольшей облученностью — это точки непосредственно под лампами. По взаимному расположению ламп и намеченных точек из графика Еф=f(r) находим суммарные облученности в каждой из этих точек и выбираем точки с наибольшей и наименьшей облученностями.
Вычисляем z=Emin/Emax. Если z≥0,8 по формуле (7.6), то расчет на этом заканчиваем. Если r<0,8, то изменяем h и расчет выполняем снова.
Пример 2. Рассчитать параметры блока люминесцентных ламп типа ЛБ40 и определить число таких блоков в облучательной установке, предназначенной для создания растениям фитооблученности 10 фит/м2 на площадке размером 7,8×2,5 м. Размер одного блока 1,2×1,5 м2. Расстояние от ламп до облучаемой поверхности 0,15 см. Вычислить удельную мощность облучательной установки.
Решение. Находим m ф
m ф =3,75/(1,5× 1,2)=2,08
Определяем необходимую относительную облученность растений под блоком
eф=10/2,08=4,8
По графической зависимости относительной облученности от числа ламп находим удельное число люминесцентных ламп в блоке шириной 1м
ламп/м.
Число ламп в блоке облучательной установки
N=16× 1,5=24
Расстояние между лампами в блоке
l/(N-1)=1,5/(24-1)=0,065 м.
Из справочных данных видим, что длина лампы ЛБ40 со штырьками 1214 мм, диаметр колбы 40 мм. Поэтому расстояние между колбами соседних ламп в блоке будет равно 25 мм.
Размер поверхности, облучаемой одним блоком:
по ширине 1,5+0,065=1,565 м;
по длине 1,2+0,025=1,225 м.
Размещаем блоки ламп над облучаемой поверхностью в два ряда торцами одна к другой, т. е. число рядов будет 2,5/1,225=2,04.
В каждом ряду необходимо установить 7,8/1,565=4,98 блоков.
Принимаем два ряда по пять блоков в каждом и всего над облучаемой площадкой устанавливаем десять блоков ламп.
Число ламп во всей облучательной установке
N=24×10=240
Общая мощность ламп установки
С учетом потерь в пускорегулирующей аппаратуре потребляемая установкой из сети мощность
Удельная мощность облучательной установки
Пример 3. Рассчитать облучательную установку для выращивания рассады огурцов в блоке теплиц площадью А1=10000м2.
1. Потребное количество рассады:
X=СфС1А1, (7.10)
где Сф=1,05…1,1 — страховой коэффициент; С1=3…4 шт/м2 — плотность посадки растений в теплицах;
X=1,1·4·10000=44 тыс. шт.
2. Принимая плотность посева С2=300 шт/м2, определим площадь облучения рассады на I фазе:
А2=X/С2=44000/300=147 м2.
3. Для подготовки рассады в I фазе выберем точечные облучатели, сравнительные результаты расчетов которых приведены ниже:
Кривые силы света (КСС) светильников облучательных установок представляются в литературе в виде кривых, построенных в относительных координатах (рис. 7.9). Переход к действительным силам излучения выполняется по формуле:
(7.11)
где Фл — поток лампы, установленной в облучателе в любых выбранных единицах эффективного, активного или интегрального потока; ηсв — КПД светильника в соответствующей области спектра; Iαо.е -сила излучения в относительных единицах; — поток облучателя (светильника) в о.е.
Рис. 7.9. Кривые сил излучения:
1 — РСП-26; 2 — ЖСП-18; 3 — ОТ — 400 с лампой ДРИ и НР
В теплице расставим облучатели по схеме (рис. 7.10). В первом приближении можно считать достаточным условие равенства горизонтальных облученностей под светильником Ео и в центре квадрата Еа, состоящих из четырех одинаковых составляющих: Еа=4Е1·соs3α=Iαо. Для того чтобы выполнить последнее равенство, нужно перебрать ряд значений α. Выполнить это удобно с помощью графиков (рис. 7.11).
Рис. 7.10. Схема расположения облучателей над грядкой рассады в теплице
Рис. 7.11. Зависимость 4Ia·соs3α=ƒ(α):
1 — ОТ-400 с лампой ДРИ и НР; 2 — ЖСП-18-400; 3 — ОТ-400 с лампой ДРЛФ-400 и НР; 4 — РСП26-400; 5 — ОТ-400 с лампой ДРЛФ-400
Основные расчетные параметры облучательной установки определяются из известных соотношений с учетом αо:
где Ао — площадь облучения, приходящаяся на один центральный светильник, м2; р — удельная мощность ламп, Вт/м2; Ео — облученность сеянцев, фит/м2 (Ео=20 фит/м2).
Результаты расчетов проставлены в таблице (I фаза). Здесь Р — полная мощность установки, N — число облучателей в ней, b — размер грядки с сеянцами (5 м). Тогда количество облучателей вдоль грядки — Nb=В/l+1. Число получается дробным и округляется до ближайшего большего, что снижает энергетический показатель установки, так же как и то, что крайние лампы в ней устанавливаются практически на краю грядки: lк≈0 (см. рис. 7.10).
Использование экранов 2 позволяет увеличить ширину грядки lк=l/5, но это вызывает неудобство при обслуживании растений. Ухудшение энергетического показателя учитывается коэффициентом Кэ:
(7.12)
где [Nb] — число светильников по ширине грядки, округленное до целого значения; Nb — то же, но без округления до целого значения.
Таблица 7.3
Результаты расчета облучательной установки
Во II и III фазах лист растения ориентируется по направлению излучения, а растение в целом становится объемным. Принимая плоскость облучения нормальной к направлению потока излучения, мы получим новое выражение для облученности в центре квадрата: Е1=Iαcos2α/h2 и, следовательно, 4Iαcos2α=Iαo. Последнее выражение положено в основу определения αо для II и III фаз выращивания рассады.
В условиях расчета объемной облученности размер грядки может быть увеличен на lк=l/3 с каждой стороны. В этом случае Nb=Nb/l+1/3.
Результаты расчетов сведены в таблицу, где P=pКэА; N=P/Pл.
Из таблицы следует, что наиболее экономичный — светильник ЖСП18-400 с лампой ДНаТ-400. Но этот светильник почти в 5 раз дороже ОТ-400, которых в тепличных хозяйствах еще много и их можно усовершенствовать с помощью насадочного рефлектора из фольги. Видно, что этот эффект имеет место только для первой фазы выращивания рассады (~10%). Его можно получить и на других фазах, если уменьшить высоту юбки рефлектора на 2 см.
Контрольные вопросы.
1. Какие показатели относятся к энергетическим характеристикам ламп?
2. Каковы значения переводных коэффициентов из люксов в Вт ФАР/м2 для различных источников света?
3. Какие типы облучателей используют в светокультуре растений? Назовите их достоинства и недостатки.
4. В чем отличие расчета осветительных установок и установок для облучения растений?
5. Укажите требования, предъявляешь к облучательным установкам в теплицах по интенсивности и спектральному составу излучения.
6. Перечислите источники излучения, используемые в облучательных установках для теплиц, в чем заключаются их преимущества и недостатки?
7. По каким признакам классифицируются облучательные установки для теплиц?
8. Дайте описание конструкций и электрических схем основных типов облучательных установок для теплиц.
9. Какими преимуществами и недостатками обладают стационарные и передвижные установки для облучения растений?
10. Как влияет питание газоразрядных ламп током повышенной частоты на их основные характеристики и на конструкцию ПРА?
11. Объясните методы расчета облучательных установок с точечными и линейными источниками излучения.
www.proektant.ru
Лампы разрядные ртутные высокого давления.
Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ используются для освещения улиц, открытых пространств, производственных площадей, где не предъявляется высоких требований к цветопередаче и характеризуются высокой световой отдачей и большой продолжительностью горения.Лампы ДРЛФ 400-1 имеют повышенную долю излучения в красной области спектра, рефлекторный отражающий слой из внутренней поверхности колбы и предназначены для использования в облучательных установках при выращивании растений в те теплично-парниковых хозяйствах, оранжереях, фитотронах.
Лампы ДРЛ, ДРЛФ эксплуатируются в сетях переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В с соответствующими пускорегулирующими аппаратами (ПРА).
дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРВ эксплуатируются без пускорегулирующих аппаратов и используются для прямой замены ламп накаливания. Основное назначение ламп ДРВ160, ДРВ250, ДРВ500, ДРВ750-1 — освещение парковых зон, открытых пространств.
Лампа ДРВ 750 предназначена для дополнительного облучения растений в теплично-парниковых хозяйствах.
Таблица 1. Технические характеристики ртутных ламп типов
ДРЛ, ДРЛФ, ДРВ
Тип лампы | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Фитопоток, мфт | Средняя продолжительность горения, ч | Габариты, мм | Тип цоколя | |
L | D | ||||||
ДРЛ 125 (8)-1 ДРЛ 250 (8)-1 ДРЛ 250 (8)-ПН ДРЛ 400 (8)-1 ДРЛ 700 (8) ДРЛ 1000 (8)-1 ДРЛФ400-1 ДРВ 160-1 ДРВ 250 ДРВ 500 ДРВ 750 ДРВ 750-1 | 125 250 250 400 700 1000 400 160 250 500 750 750 | 6000 13200 13200 23700 40800 58500 20000 2500 4600 12250 22000 22000 | 18000 22000 | 12000 12000 12000 [5000 20000 18000 7000 3000 3000 3000 2500 3000 | 178 228 228 292 357 411 350 178 228 292 368 357 | 76 91 91 122 152 167 152 76 91 122 152 152 | Е27 Е40 Е40 Е40 Е40 Е40 Е40 Е27 Е40 Е40 Е40 Е40 |
Производитель: ОАО “Лисма” (Мордовия). | |||||||
www.eti.su
| Случайно в деревне нашёл в шкафу ртутную лампу ДРЛФ400. Там же у меня есть дросель чехословацкий (если это важно) для лампы 250Ват. Решил попробовать её запустить — авось на столб повешаю. Попробовал запитать от 220 через 250 Ватный дросель — никакой реакции. Правда может быть что где-то не было контакта — времени особо не было, паяльника, тестера и патрона тоже небыло под рукой, поэтому просто нашёл несколько проводов, обкрутил один вокруг цоколя другим тыкал в центральный контакт. Вот собственно и вопрос — как можно проверить работоспособность лампы? Можно ли попробовать кратковременно (секунду-две) напрямую подать 220В на лампу, чтобы хоть увидеть жива ли она? И ещё один вопрос. Внешняя колба лампы имеет матовое покрытие только в нижней половине (той что ближе к цоколю), а верхняя — прозрачная. Почему? Неужели через верхнюю часть ультрафиолет не проскочит? | | |
| Дуговая лампа, будучи включенной без дросселя (или другого ограничителя тока) должна взорваться незамедлительно. Проверить без дросселя можно, но напряжение всё равно надо давать через какое-нибудь сопротивление — через лампочку накаливания, например. Насчёт УФ — это вопрос. Дело в том, что эта лампа специально предназначена для облучения растений в теплицах (буква Ф) — то есть, очень даже возможно, что она и пропускает ультрафиолет. У нее кроме светового потока, нормируется еще и «фитопоток», измеряемый в «мфт» (..ен бы не знал, что это такое…) | | |
| Для запуска в нормальном режиме ДРЛФ400 дросселя 250 Вт мало — не хватит тока. Нужен дроссель 400 вт. без балласта включать нельзя! | | |
| Но в принципе, будучи подключенной через дросель 250 Ват, лампа должна бы подать хоть какие-то признаки жизни? Хотя бы еле-еле светиться должна? Я там же пробовал включать лампу ДРЛ125 через лампочку накаливания 25 Ват — ДРЛ запускалась и светила слабым фиолетовым светом. Кстати, когда я ДРЛ125 подключил через дросель 250 Ват лампочка запустилась, сначала горела несильно но на протяжении нескольких секунд уровень её свечения поднимался (но я держал её под напряжением всего несколько секунд, памятуя, что дросель ограничит слишком большой для неё ток). | |
pro-radio.ru
Дополнительное освещение для рассады
Просмотр комментариев— ДЛЯ ЧЕГО РАССАДЕ НУЖНО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ?
— Самые нетерпеливые огородники начинают готовить рассаду уже с конца февраля, когда световой день короток – всего 8 часов, а освещенность в помещении в солнечную погоду 2 тыс. люкс, в пасмурную – всего 500 люкс.
Рассаде помидора, перца, баклажана необходим световой день не менее 15 часов при освещенности 6-8 тыс. люкс, а светолюбивые экзоты требует на 4-6 тыс. люкс больше. Очевидно, что рассаде в таких условиях необходимо дополнительное освещение.
— МОЖНО ЛИ ПРИМЕНЯТЬ ДЛЯ ПОДСВЕТКИ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ?
— В отличие от солнечного света, в спектре таких ламп очень мало необходимых растениям синих лучей, а самую большую долю составляют тепловые инфракрасные, непригодные для фотосинтеза. Под такими лампами растения часто получают ожоги, их листья иссушаются.
— ГОДЯТСЯ ЛИ ДЛЯ ЭТОЙ ЦЕЛИ ЛАМПЫ ДНЕВНОГО СВЕТА?
— Да, здоровую коренастую рассаду в домашних условиях можно получить с помощью люминесцентных ламп дневного света (типа ЛД-60 и ЛБ-60), дающих холодный свет. Их размещают над растениями на высоте 10-15 см, постепенно поднимая по мере роста рассады. Следует помнить, что освещенность снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света.
— КАКОВЫ ПЛЮСЫ И МИНУСЫ РТУТНО-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП?
— Дуговые ртутно-люминесцентные лампы светят ярче, например, ДРЛ мощностью 250 и 350 Вт. Ртутно-люминесцентные физиологические лампы ДРЛФ-400 с регулирующим устройством подвешивают на кронштейне над сеянцами и маленькими растениями на высоте 70-75 см, над подросшей рассадой и взрослыми комнатными растениями – на высоте 1,5 м.
Разрядные натриевые и металлогалогенные лампы дают свет в оранжевом и красном диапазоне спектра. Эти лучи ускоряют цветение и улучшают рост растений. Некоторый дефицит синих лучей компенсируется естественным светом, который проникает через оконное стекло.
В промышленных теплицах применяют ртутные газоразрядные лампы высокой мощности. Их спектр ближе всего к солнечному. Но для использования в квартире они непригодны, так как потребляют много электроэнергии, обладают большой массой, их нельзя подвешивать близко к растениям.
Удобнее натриевые газоразрядные лампы. Они экологически безопасны и дают желто-оранжевое освещение.
— МОЖНО ЛИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ СИНЕ-КРАСНЫЕ ФИТОЛАМПЫ?
— Сине-красные фитолампы использовать в жилом помещении не советуют: такое освещение вызывает у людей чувство дискомфорта. Да и некоторые культуры капризничают. Например, у огурцов развиваются уродливые скрученные листья, растения отстают в росте по сравнению с контрольными, выращенными на белом свету.
— КАКОЙ ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ?
— Пожалуй, самой удачной для выращивания рассады и комнатных растений сегодня признана зеркальная лампа Reflux. Она светит холодным желтым светом, который, благодаря зеркальному отражателю, равномерно распределяется по освещаемой поверхности.
Выпускаются лампы мощностью 50, 70, 250, 350 и 400 Вт. Самой маломощной, при размещении на высоте 40-60 см, хватает для досветки растений на площади 2х2 м. Важно, что у ламп с внутренним зеркальным покрытием, свойства отражающего слоя практически не меняются в течение всего срока службы. Такая осветительная система дает света на 15% больше, чем трубчатые лампы с внешними металлическими отражателями.
Если совместить фитолампы ДРЛФ-400 и Reflux 350, можно получить наилучший эффект: вместе они дадут наиболее близкий к солнечному спектральный состав света.
Хороши фитолампы фирмы Паульманн мощностью 40, 60, 100 Вт, а также Осрам-Флуора, Сильвания, Гро-люкс. Между прочим, хороши для растений «мясные» лампы – те, что используют для подсветки витрин, чтобы кусочки свинины и говядины выглядели особенно аппетитными. В их спектре также много любимого растениями красного света.
А вот популярную ДНаТ-лампу знатоки покупать не советуют. Основная доля ее излучения лежит в желто-зеленой части спектра, то есть особой пользы растениям не приносит.
— ИМЕЕТ ЛИ СМЫСЛ ПРИОБРЕТАТЬ СВЕТИЛЬНИКИ СВЕТОДИОДНОГО ТИПА?
— Такие лампы надежные, долговечные, не токсичные (не содержат паров ртути), легко переносят перепады температур. Диодный свет не дрожит и не мигает. Светильники почти не нагреваются, поэтому их можно размещать практически вплотную к растениям (на расстоянии 5-10 см).
Пока что эти осветительные приборы не лишены недостатков. Главный из них — низкая светимость. Диоды (в отличие от других типов ламп) в принципе нельзя изготовить очень мощными. Интенсивность освещения можно создать только за счет множества диодов, размещенных в одном блоке. Уже разработаны красные, желто-оранжевые, зеленые, синие, белые и даже ультрафиолетовые светодиодные светильники.
Достаточно выгодными и эффективными являются, например, светодиодные светильники «Алмаз» и “Фитосвет-Д“ мощностью от 20 Вт и до 300 Вт. По утверждению производителей, светильники этих серий позволяют максимально точно получить нужный спектр света, способствуют фотохимическим процессам, заметно ускоряют рост растений. Излучаемый ими синий свет влияет на развитие корневой системы, а красная область света способствует развитию листьев и росту растений.
— КАКИЕ ЛАМПЫ ВЫГОДНЕЕ С ЭКОНОМИЧЕСКОЙТОЧКИ ЗРЕНИЯ?
— Лампы накаливания неэкономичны: сами недороги, но за оплату электроэнергии приходится выкладывать кругленькую сумму.
Лампы дневного света эффективны, экономичны и просты в применении, но маломощны, поэтому их монтируют по несколько штук, устанавливая отражатели для усиления светового потока. Лампы такого типа выпускают в различных вариантах: от привычных трубок до причудливо изогнутых энергосберегающих ламп, которые можно ввинтить в обычные цоколи. Стоят они дороже, но используют значительно меньше электроэнергии и служат дольше.
Ртутно-люминесцентные служат не менее 5 лет. Но из-за содержащихся внутри паров ртути их опасно разбивать, нельзя выбрасывать в мусоропровод. Перегоревшие лампы следует сдавать в специальные предприятия по реутилизации.
Цены на специальные лампы, как минимум, вдвое выше, чем на лампы общего назначения, но, как правило, это себя оправдывает. Пожалуй, на сегодняшний день, самыми экономичными по энергозатратам источниками света являются светодиодные светильники.
samhoz.ru
2) Для облучателей с лампами дрлф-400
Так как в различных источниках приводится кривая светораспределения облучателей СТ-400 только в относительных единицах, то для нахождения ……… необходимо рассчитать величину переходного, от относительных к абсолютных единицам, коєфициента А [7] , равного
где: Фл — номинальный световой поток источника излучения,
Ф’ — световой поток облучателя, который соответствует веданной кривой светораспределения в относятельных единицах.
Зональній уловній светловой поток для і -той зоны,
Іα‘- значения силы света для направления α ,
В таблице 1.2.1 представлены необходимые данные для подсчета абсолютных сил света, а также светового потока облучателя, соответствущего заданной в относительных единицах кривой светораспределения (рис. 1.2.7)
Рассчитав и просуммировав ΔФ’ ,получим
Тода переходный коэффициент
Наметим расположение контрольных точек (рис.1.2.8 ) на поверхсности облучения. Количество таких точек примем больше достаточного для того, чтобы впоследствии (аналогично предыдущему расчету) получать графики распределения облученности вдоль и поперек облучаемой поверхности. Облученность в точке 1 (рис. 1.2.8)
Облученность в точке 1 будет складываться из 5 составляющих:
ЕІ, ЕІІ, ЕІІІ, ЕVIII, ЕIX — облученность от облучателей соответственноI II III VIII IX.
Облученность от облучателя I ЕІ=ЕІІ т.к. расстояния от контрольной точки 1 до облучателя І и до облучателя ІІ равны.
d = 0,79м
H = 1 м
α = 38.3°
studfiles.net