Ветровые машины для защиты сада от заморозков

Ветровые машины (или башенные вентиляторы) – один из классических способов защиты садов и деревьев от заморозков, который впервые применяли в Калифорнии ещё в 1920-х годах. Сейчас ветровые машины используются во многих частях света для защиты таких культур как виноград, лиственные, косточковые и цитрусовые деревья. К слову, цитрусовые сады Калифорнии почти все защищены ветровыми машинами. 

Ветровые машины обычно состоят из стальной башни с большим вращающимся двух- или четырехлопастным вентилятором диаметром от 3 до 6 м и высотой около 10-11 м над уровнем земли. Это необходимо для предотвращения удара вентилятора о деревья. Самые эффективные башенные вентиляторы должны иметь скорость вращения от 590 до 600 об/мин. 

Вентиляторы вращаются вокруг башни со скоростью один оборот в пять минут. Большинство вентиляторов ветровых машин дуют под небольшим углом вниз в направлении башни, что повышает их эффективность. Когда вентилятор работает, он всасывает воздух сверху и дует под небольшим углом вниз к башне и земле. Питание вентилятора обычно происходит от двигателя, установленного в основании башни; однако у некоторых из машин есть двигатели, которые вращаются вместе с вентилятором наверху башни.

Перед инвестированием в ветровые машины необходимо изучить климатические особенности местности, где растут сады, и провести температурное обследование для измерения температурных инверсий в период защиты от замерзания. Если инверсия небольшая или отсутствует, то ветровые машины не требуются. Размещать машины нужно в местах, где ветер усиливается вентиляторами.

Ветровые электрические машины обычно требуют меньших трудо- и эксплуатационных затрат, чем другие методы, но они не очень рентабельны из-за высокой стоимости энергии. Ветровые машины внутреннего сгорания в этом плане более рентабельны, однако они требуют больше трудозатрат.

Главный плюс ветровых машин: они не наносят вреда окружающей среде (кроме повышенного шума). Шум от ветровых машин - большая проблема для производителей, выращивающих урожай вблизи больших и малых городов. Это также следует учитывать при выборе метода защиты от замерзания.

Принцип работы ветровых машин

Ветровые машины обеспечивают защиту за счет увеличения плотности потока тепла, направленного вниз, и за счет разрушения граничных слоев микромасштаба на поверхностях растений. Вентиляторы не производят тепло, а перераспределяют то, которое уже присутствует в воздухе. Теплый воздух наверху смешивается с более холодным воздухом на поверхности, а самый холодный воздух рядом с листьями заменяется на более теплый окружающий воздух. Рядом с башней ветровой машины достигается лучшая защита.

Схема, показывающая влияние ветровых машин на температурный профиль во время заморозков

Как правило, ветровая машина мощностью 75 кВт необходима на каждые 4–5 га (т.е. в радиусе от 120 до 125 м). Если используется одна ветровая машина, обычно требуется около 18,8 кВт мощности на валу двигателя на гектар. При использовании нескольких машин рекомендуется примерно 15 кВт мощности на валу двигателя на одну машину на гектар. Чем дальше от башни, тем меньше защита, поэтому нужны перекрытия защитных зон. Обычно защитная зона имеет форму овала, а не круга из-за сноса ветра. 

Ветровые машины обычно запускаются, когда температура воздуха опускается до 0°C. В стабильных условиях инверсии воздух имеет тенденцию расслаиваться у земли, и считается, что перемешивание становится меньше. Менее чем через полчаса после запуска температура обычно повышается. Однако, так как температура земли в морозную ночь обычно ниже, чем температура воздуха, целесообразно включить ветровые машины, когда температура воздуха достигнет критической температуры повреждения (Tc). Если растения будет влажными днем ​​или вечером, ветровые машины (и обогреватели) следует запускать раньше, чтобы попытаться просушить их до того, как на них образуется лед. Не рекомендуется использовать ветровые машины, если скорость ветра превышает 2,5 м/c (8 км/ч): есть риск повреждения лопастей.

• Защита от заморозков