Потребительский обзор туманостроения
Обзор состояния в теории туманообразования — это бесконечное приближение исследователей к совершенному туману (см. Мировой опыт). Приближение идет по всем направлениям и очень длительное время. Одними из первых добились хороших показателей в тумане англичане, за счет использования металлических двухщелевых форсунок дифлекторного типа. В современных направлениях применяются однощелевые форсунки рефлекторного типа, изготовленные из пластмассы. Всеобщая тенденция к упрощению в изготовлении — это использование пластмасс. Это направление разработано Израильскими фирмами.
Иные современные разработчики применяют всевозможные пушки, генераторы и другие устройства механического типа. Особые разработки — ультразвуковые генераторы.
Постепенно Мир позабыл о классических форсунках, их типах и способах распыления воды, таких как: однощелевые, двухщелевые, многощелевые; способах отражения — рефлекторные, дифлекторные, центробежные. Причиной ухода от цельнометаллических форсунок явилась их значительная трудоемкость в изготовлении и желание удешевить продукцию путем применения пластмасс. Теория рефлекции потока воды перед переходом в аэрозоль в форсунках разного типа различна.
Утрата знаний старых специалистов и старания новых производителей в постановке потока новинок привело к наплыву на рынок предложений фирм из Израиля, Голландии, Польши, Греции, Украины. Вместо классического английского тумана из под форсунки, работающей на определенную площадь орошения (как правило небольшую — 1-2 м²), предлагаются всевозможные приемы набивки теплиц аэрозолью различными способами: вода + воздух, аэрозоль + вентиляторы, вода + высокооборотистые электромоторчики с крыльчатками центробежного типа, вода + ультразвук.
Результат не совсем удовлетворительный. Как правило, качество распыла не соответствует туману. В России потребителям предлагают туманообразующие системы, которые не вырабатывают тумана. На рынке предложений доминируют иностранные производители. На сегодня рынок открыт для новых предложений, т.к. вопрос о насыщении рынка туманом открыт. Сомнительное оборудование не находит своего потребителя. Мы также наблюдаем застой в исследовательских работах, которые не ведутся и стагнируются.
Наш 30-летний опыт работы с туманообразующими установками, как со стационарными, так и с мобильными сформировал определенные критерии для Российского потребителя тумана как высококачественного продукта. Российские условия эксплуатации — это очень жесткие условия. Морозный период не позволяет использовать системы из пластмассы без демонтажа. Сам демонтаж предусматривает полную разборку и, естественно, разгерметизацию. Отсутствие патронных фильтров на форсунках компенсируется большим диаметром выходных отверстий форсунок. Идея самоочистки системы от мелких примесей (грязи) за счет применения больших диаметров выходных отверстий форсунок не допускает возможности повышения давления в системе, что автоматически приведет к избытку орошения. Уменьшение диаметра выходного отверстия форсунки привело бы к их засорению. Перелив воды через "грубые" форсунки приводит к вымыванию питательных веществ из субстрата укореняемых черенков. Особенно чревато переувлажнение субстратов при начале первичных механизмов корнеобразования, т.к. вымокает и загнивает нарастающая меристема зон прорыва корнеобразования. Как не крути, но назвать дождевальные установки туманообразующими никак не удается. Хотелось бы на этих системах иметь патронные фильтры, диаметр выходных отверстий форсунок до 0.5 мм, герметичную магистраль и высокое давление, позволяющее высококачественно распылять форсунками воду. Ни одного, ни другого, ни третьего мы не находим. Более того, такие системы невозможно модернизировать. Складывается тяжелое впечатление после знакомства с зарубежными аналогами, что их разработчиками были не специалисты по биотехнологиям, а переработчики пластмасс. Нам работать с ними — только по "приговору Суда".
По тематике туманообразования очень много проблем и вопросов. Для России необходим Русский ответ. Это ответ не смогли дать ни Академические институты садоводства со своими КБ, ни изобретатели и рационализаторы. Вопрос многосложен.
Мы нашли оригинальное решение для нашего Российского потребителя. Это возможно при знании механики, гидротехники и имея опыт зеленого черенкования. Тяжелый труд черенкователя, невосполнимые потери при гниении и солнечных ожогах черенкового материала заставили думать, думать и экспериментировать.
В конце концов, решение было найдено методом многократных проб и экспериментов. Сегодня в России есть свой туман и своя туманообразующая система.
Туман в английском трактовании — это влажный ветер с моря, насыщенный аэрозолью воды, переходящей в осязаемое состояние. Рука чувствует, но остается сухой. Размер частиц 5-15 мкм (не более). Доля тумана должна составлять 90-95% от общей массы воды, переходящей в аэрозоль.
Добиться этого можно, используя двухщелевые форсунки дифлекторного типа (двойного отражения). Каждая такая двухщелевая форсунка дифлекторного типа доводится до высочайшего уровня качества.
В процессе определенных движений двух струй воды навстречу друг другу происходит их рассечение. При соблюдении определенных условий (технология) образуется холодный пар. Он текуч, долго удерживается в воздухе и медленно оседает ровным слоем внутри теплицы. На открытом воздухе такой туман стремительно испаряется.
В наших установках используются двухщелевые форсунки дифлекторного типа (двойного отражения). Принцип расчета количества форсунок на орошаемую площадь следующий: чем выше водяное давление от насоса, тем меньше форсунок на общую площадь, тем больше площадь покрытия одной форсункой. Чем выше расположена гирлянда с форсунками, тем еще равномернее и больше площадь покрытия. Турбуляция выносит поток аэрозоли от оси гирлянды в стороны на 2-3 м. Форсунки в гирлянде расположены с шагом от 0.5-1 м (и более).
В установках TUMANSYSTEMS используются командные аппараты — канальные, многоканальные. Исполнительными устройствами являются электромагнитные клапана. Оптимальный подбор мощности насоса, типа командного аппарата и количества электромагнитных клапанов осуществляется по условиям заказчика.
Система имеет 2 вида исполнения: с заглушкой (для слива воды) и без заглушки. В стационарных отапливаемых теплицах используется облегченный тип (без заглушки). Оставлять систему с водой на морозе недопустимо.
Импортные туманообразующие установки имеют магистральный шланг, в который вставляются форсунки. Как правило, такие системы рассчитаны на небольшое давление. Они оборудованы системой антидрайва, т.к. магистральный трубопровод расположен выше форсунки. Такие установки не являются туманообразующими, а являются установками мелкокапельного распыления. В отдельных разработках фирмы используют действительно высокое давление, при этом, трубопроводная арматура выполнена из нержавеющей стали (трубка сечением 6 мм), форсунки однощелевые рефлекторного типа. Такие форсунки рассчитаны на давление 60 атм. Системы применяются в аварийном пожаротушении, в отдельных отраслях деревообработки, для увлажнения воздуха и др. Монтаж осуществляется с помощью сварки. Широкое применение таких форсунок в теплицах не технологично по причине узкофакельности и дороговизны применяемых материалов. На больших площадях применение таких форсунок проблематично.
Мелкодисперсность тумана возможна при работе форсунок только на высоком давлении в системе туманообразования. Чем выше скорость прохождения дифлекции струи, тем больше скорость частиц аэрозоли, пронзающих воздух вокруг форсунки. На начальном этапе движения в воздушном пространстве эти частички преодолевают огромное сопротивление, проходя через воздух, рассекаются на мелкие части, теряя часть своей массы, приближающейся к минимальному значению. Вот почему необходимо использовать высокое давление для распыления воды и способы, завихряющие потоки.
В однощелевых форсунках струя воды не испытывает завихрения и не меняет направление движения и, будучи выдавленной из отверстия, узкофакельной струей врезается в воздушное пространство. Характер струи сохраняется для любых диаметров отверстий, а механизм распыления сохраняется и при давлении 140 атм. При использовании таких форсунок видимого тумана не наблюдается. Такая аэрозоль грубая и быстро оседает.
При двухщелевой дифлекции эффект генерации максимальный. При взаимном столкновении струй воды из отверстий щелей происходит взаимное рассечение потоков. Вода, вырываясь из отверстия, резко меняет направление движения, отражаясь от экранов дифлекторов, с огромной скоростью (1 м/с) проходит в воздушное пространство. При давлении 140 атм. путь движения этих частичек небольшой. За время прохождения капельки воды разрушаются на более мелкие фракции, размер которых приближается к минимальным значениям, превращаясь в холодный пар.
Сравнивая два типа форсунок (однощелевые и двухщелевые) дифлекторного типа при различных режимах давления эксплуатации туманообразующей системы, очевиден тупиковый путь использования однощелевых форсунок. Используя различные диаметры отверстий 0.2, 0.3, 0.4 мм и поднимая давление до 150 атм., качественной аэрозоли тумана получено не было. Суррогат из брызг и пыли, имитирующий туман, даже при высоком давлении в 150 атм. не может конкурировать с качественной аэрозолью, вырабатываемой форсункой двухщелевого дифлекторного типа.
Проводя потребительский анализ качества аэрозолей от различных производителей туманообразующих систем, стало очевидно, что на рынке предложений отсутствует изделие с эталоном качества. Можно лишь оценить лукавство того или иного "туманостроителя", не доводящего свое изделие до реального туманообразования.
Производство оборудования, генерирующего туман — это очень узкий спектр специализации. Спрос на этот товар ограничен, он не массовый, а скорее точечный.
Потребителю туманообразования, в основном биотехнологу, предлагается неадекватное техническое решение. Отсутствие необходимого качественного предложения создает вакуум. Потребительский рынок, находясь в таком состоянии, наводняется суррогатами.
В разработках TUMANSYSTEMS проведены исследования по теории генерации тумана методом дифлекции встречных потоков. В результате получен холодный туман уже при давлениях 15-30 атм., что значительно ниже давления, используемого другими производителями туманообразующего оборудования.
Арматура TUMANSYSTEMS изготовлена для эксплуатации при давлении до 25 атм. Лимитирующим фактором в повышении давления являются электромагнитные клапана (исполнительные устройства), рассчитанные на давление Рд = 23 атм., а также рукава высокого давления, армированные неметаллическими кордами. При использовании медных трубок и трубок из нержавеющей стали в качестве транспорта воды возможно эксплуатация системы при давлении до 140 атм. Срабатывание форсунок происходит при минимальном давлении 1-2 атм. Наибольший КПД достигается при использовании насосов высокого давления.
Из перечисленных систем в России широкое распространение может получить та система, которая лишена следующих недостатков:
Негерметичность при соединении форсунок
Использование пластмассовых форсунок ("грубый" распыл)
Нетехнологичность в монтаже-демонтаже на морозный период
Отсутствие патронных фильтров
Надежность и длительность эксплуатации достигается применением толстостенных армированных шлангов ПВХ и резиновых рукавов высокого давления. Материал форсунок и арматуры — латунь. Патронные фильтры выполнены по оригинальной технологии из латунной сетки. Техническое обслуживание системы осуществляется один раз в год путем промывки фильтров.
Автономность достигается использованием мотопомп фирм BERTOLINIPUMPS, KRANZLE, оборудованных двигателем внутреннего сгорания и включающимися системой запуска от электромеханических реле времени.
При использовании аппаратов высокого давления фирм производителей KRANZLE, GRUNDFOS, INDROMECCANICA BERTOLINI рабочее давление для шлангов ПВХ до 17 атм., для газовых до 30 атм. В настоящий момент для наших установок разработан и выпускается двухслойный армированный шланг высокого давления с новой цветовой гаммой (внутренний слой — светонепроницаемый, внешний — светоотражающий, серебряного цвета). Отрезок шланга длиной 1 м имеет до 5o (не более) свободного кручения по оси для вертикального вывешивания форсунок. Для предотвращения зарастания внутренней поверхности шлангов водорослями внутренний слой шланга сделан светонепроницаемым. А наружный слой имеет светоотражающий, серебристый цвет.
Мобильность установки заложена изначально (быстрая установка/быстрый демонтаж). Мобильность теплиц, оборудованных туманообразующими установками заключается в контейнеризации при черенковании и выгонке любого материала и создании теплиц-волокуш, оборудованных туманообразующими установками с возможностью их применения на новых подготовленных местах.
Теплицы, оборудованные туманообразующими установками, различны в своих конструкциях. Нами рекомендуются теплицы ангарного типа (ширина 10 м, длина 20 м, высота 2.5 м), имеющих полого-сферическую крышу с наклоненными вовнутрь боковыми стенами. У таких теплиц хорошие аэродинамические характеристики. Теплицы оборудуются шпалерой (оцинкованная шпалерная проволока толщиной 2 мм), вид покрытия — полиэтиленовая пленка. В конструкции данной теплицы заложено требование по сохранению высокой влажности воздуха, а именно — пологость сферы позволяет удерживать капельки воды, предотвращая их скатывание. При этом конденсат долгое время сохраняет влажность. Теплицы с косоугольными крышами такого эффекта не достигают. Пример конструкции теплицы смотрите на фотогалерее.
Туман — незаменимый помощник при ускоренном производстве посадочного материала, любой рассады, выращивании вешенки и во многих других целях.
Туманы желательны и для банных культур, для производства рассады овощей (при пикировке в кубики). В жаркое время желательны припарки с последующим проветриванием. Эффект припарки (одномоментный подъем температуры при абсолютной влажности) губительно действует на патогены, мучнистые росы, почковых и паутинных клещей, проявляя оздоравливающее действие.
Вместе с туманом можно закачивать: удобрения, химзащиту, фитогормоны, белковое питание, регуляторы роста и др.
Туман также незаменимый помощник в питомниководстве. Выгонка прививок косточковых в среде тумана повышает процент приживаемости (особенно черешни). При репродукции селекционных достижений коэффициент размножения многократно возрастает за счет выгонки большой биомассы размножаемых растений. Автоматизация процесса полива в теплице в сочетании с терморегуляцией (термореле) многократно снижает трудоемкость. Зеленое черенкование немыслимо без тумана.
Основные потребители тумана: питомниководы, грибоводы, овощеводы, цветоводы.
Российские потребители требуют от нас: форсунки из латуни, применение при изготовлении коррозионно-устойчивых материалов, шланги высокого давления, наличие общих магистральных фильтров и патронных фильтров в каждой форсунке, хомуты (большой момент затяжки, наработка на отказ, гладкая внутренняя поверхность, коррозионная устойчивость), наличие в стояке под форсунку дренажного отверстия для слива воды в холодный период, чтобы снизить трудозатраты по демонтажу при эксплуатации в летних тепличных комплексах, а также min расход воды (приблизительно 300 гр. на 1 форсунку в мин), что достигается определенным диаметром выходных отверстий и высоким давлением. При этом создается высококачественный туман.
Основной задачей при использовании оборудования туманообразования является создание идеальных условий для зеленого черенкования (при условии не переувлажнения субстрата). Результатом является быстрая окупаемость оборудования, экономия трудовых ресурсов, конкурентоспособность производства, увеличение доходов, снижение затрат, получение прибыли.
Все импортные системы имеют повторяющиеся недостатки. Не решает вопрос и использование оборудования, изготовленного из пластика. Пушки и генераторы тумана на селе не прижились. Туманом торгуют серые дилеры, официальные представительства имеют единицы. В России важна адресность произведенной продукции, а следовательно, и ответственность сторон. Сегодня наш внутренний рынок нуждается в собственной продукции, изготовленной из долговечных материалов, мобильной, неприхотливой, вырабатывающей настоящий английский туман.
РФ имеет 12 климатических зон использования селекционных достижений. Каждая зона имеет свои климатические особенности, свой уровень квалификации работников, каждый имеет свои интересы (финансовые возможности, производственные мощности). Следовательно, туманообразующие установки должны удовлетворять требованиям всех зон. Россия должна освоить собственное производство унифицированных конкурентоспособных систем высокого давления (30/60/140 атм.).
Прототипом такого изделия может стать туманообразующая установка TUMANSYSTEMS.
Наша система вырабатывает туман с высокими характеристиками, низкими энергетическими затратами, минимальным расходом воды, безопасна в эксплуатации, имеет доступный уровень цен и сервисное обслуживание. В комплект поставки входят ЗИПы (прокладки, форсунки, фильтры). В любой момент гарантируем сервис.
Дополнительные возможности применения — в противопожарных целях, охлаждение воздуха внутри плодохранилищ, очищение воздуха от пыли в цехах, создание водяной стены в "горячих" производствах для защиты персонала от инфракрасного излучения, в отдельных отраслях деревообработки и других целях.

СОЗДАВАЯ ТУМАНООБРАЗУЮЩУЮ УСТАНОВКУ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ,
МЫ ЧЕТКО ПРОВЕЛИ ГРАНИЦУ МЕЖДУ ТУМАНОМ И ДОЖДЕМ!