Краткий ответ
Трубопроводная сеть орошения состоит из магистральных, распределительных и поливных трубопроводов, а также микротрубок, которые подают воду от насоса к каждой капельнице или дождевателю. Подземные магистрали обычно выполняют из PVC (Class 160/200 или Schedule 40), наземные линии и капельные трубки — из PE с УФ-стабилизацией, а размер микротрубок составляет от 1/8 до 1/4 дюйма. Подбирайте трубы так, чтобы скорость воды не превышала примерно 1.5 m/s (5 ft/s); магистраль 2 дюйма пропускает около 11 m³/h (50 gpm).
Что такое трубы для орошения и какой тип выбрать?
Трубопроводная сеть орошения состоит из магистральных, распределительных и поливных трубопроводов, а также трубок малого диаметра, которые подают воду от насоса или фильтра к каждой капельнице или дождевателю. Для жёстких подземных магистралей обычно используют PVC (поливинилхлорид), а для гибких наземных линий и капельных трубок — PE (полиэтилен). Выбор труб зависит от расхода, давления, подземной прокладки, воздействия солнечного света и частоты перемещения линии.
В этом руководстве рассмотрена трубопроводная часть системы: материалы, классы давления, размеры от микротрубок 1/8 дюйма до магистралей 2 дюйма и более, соединяющие их фитинги и сборка коллектора для орошения. Сами капельницы рассмотрены в отдельном руководстве по капельницам и фитингам.
Как устроена сеть трубопроводов для орошения
В любой сети орошения диаметр трубопроводов уменьшается от источника к растению, и для каждого уровня есть предпочтительный материал. Рассмотрение этих четырёх уровней упрощает составление спецификации трубопроводов и заказ нужных деталей:
- Магистральный трубопровод: пропускает полный расход системы от насоса и головного узла; обычно имеет диаметр 50–160 mm (2–6 in) и выполняется из PVC или HDPE с подземной прокладкой.
- Распределительный трубопровод: подаёт воду от клапана в одну зону или блок; часто выполняется из PE или PVC диаметром 32–90 mm (1–3 in), а для капельной ленты в поле — из плоскосворачиваемого рукава.
- Коллектор: короткая труба с отводами, распределяющая поток от одного клапана между множеством поливных линий.
- Поливные линии и микротрубки: капельная лента, капельная трубка или полиэтиленовая трубка без капельниц диаметром 12–20 mm (около 1/2–3/4 in), а также микротрубки типа «спагетти» диаметром 3–6 mm (1/8–1/4 in) для подачи воды к отдельным горшкам и капельницам-колышкам.
В нашем руководстве по проектированию системы капельного орошения пошагово рассмотрены гидравлические расчёты для каждого уровня; эта статья посвящена выбору и соединению компонентов.
Трубы для орошения из PVC и PE: материалы и допустимое давление
PVC и PE — два основных материала для труб орошения. PVC отличается жёсткостью и экономичен для подземных труб большого диаметра, а PE — гибкостью, прочностью и УФ-стабилизацией для наземного применения. Плоскосворачиваемые рукава и гибкие трубки из PVC решают специализированные задачи.
| Материал | Распространённые размеры | Типичный класс давления | Способ соединения | Оптимальное применение |
|---|---|---|---|---|
| PVC Schedule 40 | 1/2–6 in (20–160 mm) | Допустимое давление снижается с увеличением диаметра; для малых диаметров оно значительно выше 10 bar | Клеевое соединение или резьба | Головные узлы, коллекторы, короткие подземные магистрали |
| PVC Class 160/200 (SDR 26/21) | 1–8 in | Около 11–14 bar (160–200 psi) | Клеевое соединение или соединение с уплотнением | Подземные магистральные и распределительные трубопроводы |
| PVC-U метрических размеров | 20–315 mm | PN 6–16 (6–16 bar) | Клеевое соединение или соединение с резиновым кольцом | Магистрали за пределами Северной Америки |
| Труба из PE / HDPE | 16–160 mm (1/2–6 in) | PN 4–10 или 80–125 psi | Компрессионное соединение, вставной фитинг или стыковая сварка | Наземные распределительные трубопроводы, гибкие магистрали, теплицы |
| Полиэтиленовые капельные трубки | 12–25 mm (1/2–3/4 in) | Низкое, около 1–3.5 bar | Штуцерные фитинги типа «ёлочка», компрессионные фитинги или фитинги с фиксирующей гайкой | Капельные линии и распределительные трубки |
| Микротрубки типа «спагетти» | 3–6 mm (1/8–1/4 in) | Низкие | Микрофитинги типа «ёлочка» | Капельницы-колышки, горшки, голландские вёдра (Dutch bucket) |
| Плоскосворачиваемый рукав | 2–6 in (50–150 mm) | От низкой до средней | Старт-коннекторы, соединительные муфты | Временные полевые распределительные трубопроводы для капельной ленты |
Всегда уточняйте рабочее давление по технической документации производителя, поскольку допустимые значения зависят от толщины стенки, диаметра и температуры воды. Наземные трубы из PVC должны быть защищены от УФ-излучения или окрашены; чёрный PE содержит технический углерод для устойчивости к УФ-излучению, поэтому большинство полиэтиленовых трубок для орошения чёрные. Коричневые поливные и капельные трубки выпускаются главным образом для того, чтобы линии были менее заметны на фоне мульчи в ландшафтных посадках; работают они так же.
Какой размер труб нужен для орошения?
Подбирайте диаметр труб для орошения так, чтобы скорость воды не превышала примерно 1.5 m/s (5 ft/s); более высокая скорость увеличивает потери давления на трение и риск гидроудара. В таблице приведены приблизительные максимальные расходы при этой скорости. Для окончательного подбора диаметра длинных трубопроводов используйте таблицы потерь на трение производителя труб.
| Труба | Примерный внутренний диаметр | Примерный расход при 1.5 m/s |
|---|---|---|
| PE 16 mm / капельная трубка 1/2 in | 13–15 mm | 0.7–0.9 m³/h (3–4 gpm) |
| 3/4 in PVC Sch 40 | 21 mm | 1.9 m³/h (8 gpm) |
| 1 in PVC Sch 40 / 32 mm PE | 27 mm | 3.1 m³/h (13 gpm) |
| 1-1/2 in PVC Sch 40 / 50 mm PE | 41–43 mm | 7.2 m³/h (32 gpm) |
| Труба для орошения 2 дюйма (Sch 40) / 63 mm PE | 52–55 mm | 11.6 m³/h (51 gpm) |
| 3 in PVC Sch 40 / 90 mm | 78 mm | 26 m³/h (115 gpm) |
| 4 in PVC Sch 40 / 110 mm | 102 mm | 45 m³/h (198 gpm) |
Труба для орошения 2 дюйма часто используется в качестве магистрали в небольших хозяйствах и теплицах площадью примерно 0.5–2 ha (1–5 акров), поскольку она без затруднений пропускает около 10–12 m³/h (45–50 gpm). Для более крупных блоков обычно переходят на магистрали 3–4 in или увеличивают число зон. В нашем руководстве по насосам для орошения объясняется, как потери на трение в трубах учитываются при подборе насоса.
Размеры капельных трубок: 1/2, 5/8, 3/4, 1/4 и 1/8 дюйма
Обозначения размеров капельных трубок условны, поэтому перед покупкой фитингов всегда проверяйте фактические наружный и внутренний диаметры. Основные размеры:
- Поливная трубка 1/2 дюйма: стандартный размер капельных и распределительных линий. У разных производителей наружный диаметр составляет примерно от 0.600 до 0.710 in, поэтому фитинги для капельной трубки 1/2 дюйма должны точно соответствовать её наружному диаметру.
- Поливная трубка 5/8 дюйма: этот размер используют для капельной ленты (16 mm) и несколько более длинных линий на приусадебных участках.
- Трубки для капельного орошения 3/4 и 1 дюйм: используются в качестве коллекторов и коротких распределительных трубопроводов в небольших системах.
- Трубка для капельного орошения 1/4 дюйма: микротрубка, также называемая «спагетти», которая идёт от поливной линии к отдельному растению. Для горшков и небольших грядок продаётся трубка 1/4 дюйма со встроенными капельницами с шагом 6 in (15 cm).
- Капельная трубка 1/8 дюйма: около 3 mm, используется с капельницами-колышками и многовыходными капельницами в теплицах.
Делайте линии из трубки 1/4 дюйма короткими, обычно менее примерно 3–4 m (10–12 ft), поскольку малый внутренний диаметр приводит к быстрому падению давления. При коммерческом выращивании в горшках и вёдрах обычно используют поливную линию 16 mm с короткими микротрубками к каждому растению.
Гибкие трубки для теплиц
Для орошения в теплицах обычно используют капельные трубки и микротрубки из PE с УФ-стабилизацией вдоль рядов растений, а также прозрачные или армированные оплёткой гибкие шланги из PVC для возвратных линий питательного раствора и коротких подключений к насосам. Трубки, по которым подаётся питательный раствор, должны быть непрозрачными, поскольку свет в прозрачных трубках способствует росту водорослей, засоряющих капельницы. В системах с субстратом на желобах обычно используют поливные линии 16–20 mm с капельницами-колышками, как описано в нашем руководстве по системе орошения теплиц.
Какие основные фитинги применяют для труб орошения?
Фитинги для орошения соединяют трубы, изменяют направление потока, уменьшают диаметр, обеспечивают отводы к поливным линиям и закрывают концы трубопроводов. Для каждого материала используется своя группа фитингов. Основные типы:
- Клеевые фитинги из PVC: муфты, угольники, тройники, переходы и разъёмные соединения, склеиваемые с применением праймера и специального клея. Разъёмные соединения и резьбовые переходники позволяют впоследствии снимать клапаны и фильтры.
- Компрессионные фитинги для PE: резьбовые гайки и уплотнительные кольца круглого сечения, фиксирующие трубы из PE метрических размеров; пригодны для повторного использования и быстро монтируются без инструментов.
- Вставные фитинги и штуцеры типа «ёлочка»: вставляются внутрь полиэтиленовой трубы и при больших диаметрах закрепляются хомутами; для трубок 1/2 дюйма используют соединители типа «ёлочка».
- Фитинги с фиксирующей или поворотной гайкой: гайка навинчивается поверх трубки, обеспечивая надёжное герметичное соединение капельной ленты или капельной трубки.
- Седёлки и старт-коннекторы: обеспечивают отвод к поливной линии от распределительного трубопровода из PVC или PE через просверленное отверстие с резиновой уплотнительной втулкой.
- Муфты и соединители для орошения: прямые муфты, ремонтные соединители, а также быстроразъёмные муфты или гидрантные клапаны для перемещения шлангов и дождевателей.
- Переходники для капельного орошения: переходники с резьбы на штуцер типа «ёлочка» и со шланга на трубку, соединяющие капельные трубки с клапанами, фильтрами и регуляторами.
- Концевая арматура: заглушки-восьмёрки, концевые заглушки и промывочные клапаны.
Для поливных трубок 1/4 дюйма стандартно используют соединители типа «ёлочка», тройники и заглушки для отверстий. Под соединителем для трубки дождевателя обычно понимают штуцерный или резьбовой угольник, соединяющий выдвижной или импульсный дождеватель с гибкой подводящей трубкой.
Что такое коллектор для орошения?
Коллектор для орошения — это распределительная труба с несколькими клапанами или выходами, собранными в одном месте и разделяющими общий поток между несколькими зонами или поливными линиями. Он обеспечивает доступ к клапанам, упрощает прокладку проводки и позволяет легко отключать каждую зону для ремонта.
Клапанный коллектор и коллектор капельного орошения: различия
Коллекторы делятся на два основных вида, и растениеводы используют оба:
- Клапанный коллектор для орошения (коллектор дождевания): ряд электромагнитных или ручных клапанов на распределительной трубе из PVC или PE, каждый из которых подаёт воду в одну зону. Коллектор дождевания из PVC обычно собирают из тройников, разъёмных соединений и клапанов в клапанном боксе или над землёй в начале поля.
- Коллектор капельного орошения (капельный коллектор): труба после клапана зоны, подающая воду во множество капельных линий; на её входе часто устанавливают фильтр и регулятор давления. В теплицах она проходит вдоль торцов пролётов, в садах — поперёк рядов.
- Многовыходной коллектор: небольшой распределительный блок, часто на 4–12 выходов, подающий воду по микротрубкам к отдельным горшкам; распространённое решение для полива в питомниках и на исследовательских столах.
Из каких деталей состоит клапан для орошения?
Клапан для орошения состоит из корпуса, верхней крышки, резиновой мембраны, открывающей и перекрывающей поток, соленоида с плунжером и пружиной для сброса давления над мембраной, рукоятки регулировки расхода и винта ручного сброса давления. Большинство сельскохозяйственных электромагнитных клапанов работают от 24 VAC, поступающих от контроллера; импульсные версии DC с фиксацией состояния подходят для контроллеров с батарейным и солнечным питанием. В нашем руководстве по клапанам для орошения подробно сравниваются типы клапанов.
Как собрать клапанный коллектор для капельного орошения
Клапанный коллектор для капельного орошения легко собрать, если расположить детали по направлению потока и оставить место для обслуживания. Типичная последовательность для зоны коммерческого выращивания:
- Начните с шарового крана, чтобы можно было отключить весь коллектор от магистрали.
- Добавьте разъёмное соединение, затем установите электромагнитные клапаны зон на коллектор из PVC с промежутками, позволяющими снять каждый клапан.
- После каждого клапана установите фильтр, если централизованной фильтрации нет, а затем регулятор давления, подобранный под расход зоны.
- После регулятора предусмотрите штуцер для манометра, чтобы можно было проверять рабочее давление.
- Выполните переход с PVC на PE с помощью резьбового переходника, затем проложите капельный коллектор поперёк поливных линий и подключите их старт-коннекторами.
- В верхних точках установите воздушно-вакуумные клапаны, а на дальнем конце — промывочные клапаны или промывочный коллектор.
- Проверьте систему под давлением с открытыми концами поливных линий, вымойте загрязнения, затем закройте концы.
Если несколько зон используют общую систему фертигации, центральный головной узел с автоматическим дисковым фильтром и интеллектуальной установкой фертигации заменяет фильтры отдельных зон и упрощает устройство полевых коллекторов.
Список комплектующих и материалов для орошения
Чёткая спецификация комплектующих помогает избежать несовместимости фитингов — самой распространённой ошибки при закупке оборудования для орошения. Запрашивая коммерческие предложения на комплектующие и материалы для орошения, укажите:
- Материал труб, наружный диаметр, толщину стенки или SDR и класс давления для каждого уровня сети.
- Общий расход зоны в m³/h или gpm и требуемое давление на самой удалённой точке водоразбора.
- Наружный и внутренний диаметры капельных трубок, а также тип изделий, для которых нужны фитинги: лента, тонкостенные или толстостенные трубки.
- Количество зон, размер клапанов, напряжение питания (24 VAC или постоянный ток для бистабильных клапанов) и наличие встроенного регулирования давления.
- Глубину прокладки и воздействие ультрафиолета, от которых зависит выбор между PVC и PE.
- Вспомогательные принадлежности для орошения: воздушные клапаны, манометры, промывочные клапаны, пробойники и запасные соединительные муфты.
Тщательный подбор труб для орошения на начальном этапе, с правильными диаметрами и совместимыми фитингами, обеспечивает равномерное давление и ускоряет последующий ремонт.
Получение коммерческого предложения
Mars Vertical Farm поставляет комплектные головные узлы орошения, фильтры, установки фертигации и комплекты для орошения теплиц с совместимыми фитингами для труб и коллекторов. Ознакомьтесь с ассортиментом оборудования для орошения и фертигации или пришлите нам схему системы, расходы по зонам и стандарт труб (метрический или дюймовый), чтобы получить коммерческое предложение напрямую с завода с подбором оборудования под ваш проект.
