Теплиця енергоефективна

Теплиця енергоефективна, що містить огороджувальну конструкцію покрівлі з багатоскатним профілем, параметри якого стандартизовані щодо листів скла, зовнішні світлопроникні огороджувальні елементи конструкції виконані двошаровими, з південного боку вертикальної огороджувальної поверхні на рівні підпокрівельної ферми розміщена штора сонцетеплозахисного екрана з фотоелементом та механізмами приводу, на цьому ж рівні розташовані труби шатрового обігріву з механізмами регулювання температури теплоносія, по контуру теплиці встановлені заглиблені теплозахисні цокольні панелі ґрунтового теплозахисного екрана з шаром водостійкої ізоляції, дахове покриття має рівновеликі схили з кутом нахилу до поверхні рослин, змішана система опалення включає опалювально-вентиляційні агрегати повітряного та водяного обігріву, система подачі теплоносія обладнана електронним лічильником витрати, система водозабезпечення має додатковий резервуар запасної води та автоматичний лічильник її витрат, яка відрізняється тим, що огороджувальна покрівля має одно- або багатоскатний профіль із різновеликими схилами та неоднаковим кутом U 2 49137 1 3 трукція покрівлі має багатоскатний профіль параметри якого стандартизовані щодо листів скла, зовнішні світлопроникні огороджувальні елементи конструкції виконані двошаровими, з південного боку вертикальної огороджувальної поверхні на рівні підпокрівельної ферми розміщена штора сонцетеплозахисного екрана з фотоелементом та механізмами приводу, на цьому ж рівні розташовані труби шатрового обігріву з механізмами регулювання температури теплоносія, по контуру теплиці встановлені заглиблені теплозахисні цокольні панелі ґрунтового теплозахисного екрана з шаром водостійкої ізоляції, дахове покриття має рівновеликі схили з однаковим кутом нахилу до поверхні рослин, змішана система опалення включає опалювально-вентиляційні агрегати повітряного та водяного обігріву, система подачі теплоносія обладнана електронним лічильником витрати, система водозабезпечення має додатковий резервуар запасної води та автоматичний лічильник її витрат. Недоліком відомої конструкції теплиці є те, що вона не може повністю використати можливості зменшення затрат теплоти і при цьому забезпечити оптимальні параметри мікроклімату і вийти на прогнозований урожай. Недоліком прототипу також є те, що його покрівля має рівновеликі схили з однаковим кутом нахилу до горизонтальної поверхні рослин, а двошарові огороджувальні конструкції із світлопроникного матеріалу не забезпечують значного зменшення втрат теплоти, тому що термічний опір такої конструкції дуже малий. Встановлена на рівні підпокрівельної ферми штора сонцезахисного екрану відіграє протилежну роль сприяє зменшенню надходження теплоти в холодний період і необхідна тільки в жаркий період. Значна частка втрат теплоти припадає на радіаційний перенос - теплове випромінювання ґрунтом та зовнішньою поверхнею шатра. Особливості такого переносу авторами прототипу не враховані. Обґрунтування ефективності корисної моделі полягає в тому, що в умовах суворого дефіциту та дорожнечі енергоресурсів традиційні підходи до тепло- та холодозабезпечення недостатні. Тому створюють енергоефективніші системи, які не вимагають первинних великих енергозатрат і разом з тим можуть забезпечити теплом теплицю в холодну пору року, та запобігти перегріванню у літню спеку. Зокрема, доцільно використовувати сонячну енергію для підігрівання води за допомогою сонячних колекторів для технологічних та побутових потреб, а також для безпосереднього підігрівання середовища в спорудах для вирощування овочів. Важливим фактором зменшення втрат теплоти взимку є збільшення термічного опору огородження, особливо з північної сторони, а також встановлення теплозахисних екранів. Такий спосіб теплозахисту має переваги у порівнянні з двошаровими світлопроникними огороджувальними конструкціями, або встановленням поліуретанових чи базальтових панелей. В основу корисної моделі покладено завдання створити таку теплицю для вирощування овочевих культур, яка дала б можливість налаштувати енергоощадну технологію їх виробництва, за рахунок 49137 4 максимального використання сонячної енергії та значного зменшення тепловтрат через огороджуючі конструкції з раціональним використанням теплоти під час комп'ютерного регулювання її витрати, що зумовлює створення надійного, оптимального мікроклімату і, як наслідок, дає можливість збільшувати урожайність тепличних овочів та підвищувати їх якість при значному зменшенні витрат теплової енергії. Поставлене завдання досягається тим, що у теплиці енергоефективній багатоскатна покрівля має різновеликі схили з неоднаковим кутом нахилу до поверхні рослин, схил покрівлі з південного боку виконано з світлопроникного матеріалу, що має визначені оптичні властивості - пропускає фізіологічну радіацію, необхідну для росту і розвитку рослин, північна вертикальна і похила та торцеві поверхні - східна і західна, представляють трьохшарову конструкцію огороджувальної поверхні теплиці: прозорий матеріал - шар повітря - екран, термічний опір теплопередачі якого залежить від товщин екрану і шару повітря, і може значно збільшуватися. Теплиця енергоефективна має таку конструкцію (див. Фіг.): 1 - конструкції спеціальних гнутих профілів, 2 теплозахисний екран, 3 - допоміжні та побутові приміщення, 4 - вузол для приготування розчинів мінеральних добрив та засобів захисту рослин, 5 щитову, 6 - операторську, 7 - вентиляційну камеру, 8 - склад готової продукції, 9 - додаткові складські приміщення, 10 - ремонтні майстерні, 11 - котельню, 12 - системи поливу, 13 - систему додаткового водовипаровувального зволоження повітря, 14 систему знезаражуючої обробки субстрату, 15 систему застосування пестицидів, 16 - систему мінерального живлення рослин, 17 - електродоосвітлення, 18 - систему підживлення вуглекислотою, 19 - поливний водопровід, 20 - каналізаційну систему, 21 - дренаж, 22 - внутрішні датчики метеофакторів, 23 - сонцепроникний схил огороджуючої конструкції, 25 - підпокрівельна ферма, 27 фотоелемент, 28 - механізмами приводу штори, 29 - труби шатрового обігріву, 30 - механізми регулювання температури теплоносія, 32 - заглиблені теплозахисні цокольні панелі ґрунтового теплозахисного екрану, 33 - шар водостійкої ізоляції, 34 комбіновану систему опалення, 35 - опалювальновентиляційні агрегати повітряного і водяного обігріву, 36 - фрамуги, 37 - сітку проти зальоту шкідників, 38 - систему вводу теплоносія, 39 - електронний лічильник витрати теплоносія, 40 - систему водозабезпечення з додатковим резервуаром запасної води, 41 - автоматичний лічильник витрати води, 42 - пристрій для автоматизації контролю параметрів мікроклімату для технологічних процесів з комп'ютерною системою, 43 - метеостанцію з комплектом датчиків зовнішніх метеофакторів, 45 аварійне оголошення, 46 - цехові інженерні комунікації, 47 - мікропроцесорні пристрої. Запропонована конструкція працює за програмою, яка залежить від виду овочів і забезпечує підтримання необхідних параметрів мікроклімату на всьому протязі технологічного процесу вирощування овочів. Тепловий режим забезпечується 5 49137 комбінованою системою опалення, яка включає використання традиційних джерел енергії - водяного, повітряного та поновлюваного - сонячної енергії. Регулювання параметрів мікроклімату, витрат теплоносія, контроль поливу, мінерального живлення, електродоосвітлення у розсадному відділенні, підживлення вуглекислотою здійснюється комп'ютерною системою контролю мікроклімату (42). Освітлення забезпечується за рахунок світлопроникних елементів (23) огороджувальних конструкцій та відбиваючих властивостей теплозахисних екранів. Дія факторів зовнішнього середовища контролюється метеостанцією (43) з комплектом зовнішніх (44), а всередині теплиці за рахунок внутрішніх датчиків (22). Зовнішні огороджувальні конструкції (23) та ґрунтового теплозахисного екрану (33) значно зменшують енерговитрати. В літній період при двосторонньому покритті теплозахисних екранів зменшується перегрівання теплиці за рахунок відбивання теплової енергії від поверхонь екрану спрямованих зовні. Таким чином за Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 6 пропонований пристрій створює оптимальні умови для вирощування овочів. При встановленні теплозахисного екрану з повітряним шаром між світлопрозорим огородженням і екраном утворюється трьохшарова конструкція огороджувальної поверхні теплиці: прозорий матеріал - шар повітря - екран, термічний опір теплопередачі якого залежить від товщин екрану і шару повітря, може збільшуватись від 0,25(м2К)/Вт до 2,20 (м2К)/Вт(в 10 разів). За рахунок зростання термічного опору огороджувальної поверхні теплиці та відбивання теплового випромінювання сонця, ґрунту і шатра від теплозахисного екрану втрати теплоти через огороджувальні конструкції значно зменшуються. При коефіцієнті відбивання радіаційного теплового потоку 0,9 втрати теплоти зимою зменшуються на 136-195Вт/м2, що для теплиці площею 1500м2 становить 54кВт. При цьому значно підвищується енергоефективність систем теплопостачання теплиць та значно знижується собівартість продукції. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601