Кліматична камера для біологічних організмів

(5i)6 С 12 M i/00;F25D 13/00 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДГРЖАВНГ HATtHTHE ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД бе-* проведення експертизи по суті на підставі Постанови Верховної Ради України № 3769-ХІІ від 23 XII 1993 р Публікується в редакції заявника (54) КЛІМАТИЧНА КАМЕРА ДЛЯ БІОЛОГІЧНИХ ОРГАНІЗМІВ 1 (21)95042023 (22) 26.04,95 (24)20 01.97 (46)25 04 97 Бюл №2 (47)20.01 97 (72) Алексеев Анатолій Вікторович, Доровських Віктор Іванович. Безпалов Ігор Миколайович (73) Інженерно-технологічний Інститут "БІотєхміка" (UA) (57) 1 Климатическая камера для биологических организмов, содержащая теплоизоляционные ограждения, рабочую емкость, установленную с зазором к ним, воздухоотделитель, вентилятор, ложный потолок, увлажнитель, нагреватель, воздушные каналы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что вентилятор выполнен в виде центробежного колеса, состоящего из двух половин, установленных на общем валу электродвигателя и отделенных друг от друга перегородкой, размещенной параллельно ложному потолку, внутри рабочей емкости расположены сквозные вертикальные воздушные каналы и с зазором к ним перфорированные пластины, а в зазоре между рабочей емкостью и теплоизоляционными ограждениями проходят изолированные друг от друга воздушные каналы, образующие два рециркуляционных контура движения воздуха, причем первый контур образован зазором между перегородкой и теплоизоляционными ограждениями, боковыми воздушными каналами, расположенными в зазоре между рабочей емкостью и теплоизоляционными ограждениями, и сквозными вертикальными каналами в рабочей емкости» а второй контур образован внутренним пространством рабочей емкости, зазором между сквозными вертикальными каналами и перфорированными пластинами в ней, зазором между перегородкой и ложным потолком и воздушным каналом, заключенным между стенками бокового воздушного канала первого контура и стенками рабочей емкости, а стенки рабочей емкости перфорированы преимущественно в нижней части, внутри рабочей емкости размещено увлажнительное устройство, а на перегородке установлен шибер. 2. Климатическая камера по п,1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что сквозные вертикальные каналы в рабочей емкости установлены с зазором к боковым стенкам ее и количество их не менее двух, а шибер выполнен & виде поворотной заслонки. Предложенное устройство относится к микробиологической промышленности и может быть использовано в области биологических средств защиты растений от вредных насеко мых, например в составе биологической фабрики для массовой наработки энтомофагов. Использование предлагаемого устройства для разведения и хранения энтомофа 00 14683 гоп позволит, особенно при несинхронном к недопустимому осушению и высыханию развитии хозяина и паразита, обойтись в размещенных в ней биологических организряде случаев без дополнительных энергомов и соответственно определяет низкую затратных средств борьбы с яредителем, что эффективность рассматриваемой климатиимеет большое значение например в север- 5 ческой камеры. ных районах Украины и других сельскохоЗадачей, на решение которой направлезяйственных регионах СНГ - для борьбы с но предлагаемое техническое решение, явкапустной тлей, которая крупномасштабно ляется повышение эффективности работы {до 80%) поражает поздние сорта капусты, а климатической камеры, т.е. повышение выв южных - с основным вредителем садов - 40 хода жизнеспособных биоорганизмов при яблонной плодожоркой, которая поражает сокращении затрат энергии и влаги на поддо 60% валового сбора урожая. держание требуемого режима микроклимата путем разделения воздушного потока на Известна холодильная камера для тердва рециркуляционных контура воздухообмообработки и хранения биологического материала, содержащая рабочую емкость, 15 мена с помощью одного вентилятора. пристенные и потолочные батареи, влагоРешение поставленной задачи достинепроницаемые экраны. гается тем, что в заявляемой климатической камере, содержащей рабочую емкость, устаК недостаткам ее следует отнести низконовленную с зазором к теплоизоляционным эффективный теплообмен, так кок теплоотдача происходит в основном естественным 20 ограждениям, воздухоохладитель, вентилятор, ложный потолок, увлажнитель, нагревапутем, сопровождаемый повышенной отнотель и воздушные каналы, вентилятор сительной влажностью воздуха в рабочей выполнен в виде центробежного колеса, емкости (порядка 95-100%), а также неконтсостоящего из двух половин, установленных ролируемая конденсация влаги на стенках и приборах охлаждений, что в конечном ре- 25 1 на общем валу электродвигателя и отделенных друг от друга перегородкой, размещензультате не позволяет поддерживать требуной над ложным потоком параллельно емый микроклимат. последнему, а внутри рабочей емкости распоИзвестна также выбранная в качестве ложены сквозные вертикальные воздушные прототипа климатическая камера для хранения биологических пищевых продуктов, со- 30 каналы, с зазором к которым прикреплены перфорированные пластины, а в зазоре держащая рабочую емкость, теплоизолямежду рабочей емкостью и теї тоизоляционционные ограждения, воздухоохладитель, ными ограждениями проходят изолированвентилятор, лажный потолок, вертикальные ные друг от друга воздушные каналы, экраны и перфорированную панель, размещенную внутри рабочей камеры параллельно 35 образующие два рециркуляционных контура воздухообмена одному из экранов с образованием системы воздушных каналов. В верхней части камеПервый контур образован зазором между ры в зазоре между ложным потолком и наперегородкой и теплоизоляционным огражружным теплоизоляционным ограждением дением, воздушными каналами, расположенсмонтирован всасывающий канал ваздуко- 40 ными в зазоре между рабочей емкостью и охладителя боковыми и нижними теплоизоляционными ограждениями и сквозными вертикальными В рассматриваемой климатической камеканалами в рабочей емкости. ре конструктивное исполнение воздушных каналов, образованных перфорированной Второй контур образован внутренним пластиной и экранами вынуждает воздухоох- 45 пространством рабочей емкости, зазором ладитель обрабатывать весь объем прокачимежду перфорированными пластинами и ваемого вентилятором воздуха через рабочую вертикальными сквозными каналами в рабоемкость камеры. Это приводит к значительночей емкости, зазором между перегородкой и му перерасходу энергии на транспортировку ложным потоком и воздушным каналом, завоздуха и выработку холода. Так как при 50 ключенным между стенками бокового возохлаждении воздуха происходит его осушедушного канала первого контура и стенками ние, то необходима подача дополнительной рабочей емкости. Стенки рабочей емкости влаги на увлажнение воздуха для поддержаперфорированы преимущественно а нижния заданных параметров микроклимата в ней части. Внутри рабочей емкости установклиматической камере 55 лено увлажнительное устройство, а на перегородке установлен шибер, выполненИз-за одно контур ности воздушного поный в виде поворотной заслонки. Сквозные тока, проходящего через приборы охлаждевертикальные каналы в рабочей емкости усния данная конструкция не позволяет тановлены с зазором к боковым стенкам ее выдерживать нужную относительную влажи количество их не менее двух. ность внутри рабочей емкости, что приводит 5 мерность теплообмена внутри емкости и соУказанная совокупность существенных здать низкоградиентное распределение признаков предлагаемого технического ретемпературы воздуха по объему рабочей емшения позволяет достичь следующего техкости. нического результата- разделение прокаПри количестве сквозных вертикальных чиваемого воздушного потока на два отдель- 5 каналов не менее двух значительно уменьшаных рециркуляционных контура с помощью ется гидравлическое сопротивление вочдуштолько одного вентилятора и локальная обного потока, поступающего на всасывание работка ооздуха по параметрам температуцентробежного колеса вентилятора и улучшары и влажности. Это ведет к снижению энергозатрат на выработку холода и оттай- 10 ются эргономические (технологические) показатели сборки и эксплуатации камеры. вание инея с поверхности воздухоохладителя и уменьшение расхода потребляемой Первый контур воздухообмена осуществвлаги на увлажнение. ляется регулированием температуры воздуха за счет работы воздухоохладителя (нагреватеКонструктивное решение центробежного колеса вентилятора, изготовленного из 15 ля), а второй контур осуществляет регулирование относительной влажности воздуха за счет двух половин, между которыми расположедозированной подачи влаги от увлажнительна сплошная перегородка с отверстием для ного устройства или осушения воздуха при всасывания воздуха позволяет компактно смешивании воздушных потоков первого и (один вентилятор вместо двух с отдельными приводами для каждого из потоков в обыч- 20 второго контуров путем открывания шибера установленного на перегородке ном случае) реализовать разделение потока. При этом повышается безаварийность рабоЭто позволяет сократить расход влаги. ты климатической камеры за счет синхронпотребляемой увлажнительным устройством ности работы контуров локальной обработи поддерживать заданный режим микроклики воздуха, обеспечиваемой данной конст- 25 мата в рабочей емкости с минимальными рукцией вентилятора. энергозатратами, а именно: сокращение энергозатрат на выработку холода и оттаиваРазделение циркулирующего через рание инея с поверхности воздухоотделителя зз бочую емкость воздушного потока на два счет уменьшения влаговыделения в первом контура обеспечивает оптимальные параметры по температуре внутри рабочей емко- 30 контуре, сокращение энергозатрат на работу увлажнительного устройства в частности за сти за счет первого контура воздухообмена, счет сокращения работы помпы. образованного каналами, проходящими через зазор между перегородкой и верхним Таким образом, предлагаемая конструкограждением камеры, боковые и нижние зация климатической камеры (по сравнению с зоры между стенками рабочей емкости и 35 прототипом) позволяет создать более протеплоизоляционными ограждениями и стую систему воздухообмена для поддержасквозными вертикальными каналами в рабония микроклимата в рабочей емкости и вести чей емкости. автоматическое регулирование его параметров (температуры и влаги) по любому заданОптимальные параметры по влажности обеспечиваются вторым контуром, образо- 40 ному режиму, что в свою очередь позволяет применить адаптированное программное ванным зазором между перегородкой и ложуправление р е ж и м а м и м и к р о к л и м а т а ным потолком, зазором между боковыми ("день-ночь", "весна-лето-осень") В совостенками рабочей емкости и воздушными купности это обеспечивает выход биологиканалами первого контура? внутренним пространством рабочей емкости и зазором меж- 45 ческой продукции более высокого качества, т.е. повысить эффективность работы климаду сквозными вертикальными каналами и тической камеры. перфорированными пластинами в рабочей емкости, Нафиг.1 изображена предлагаемая клиНаличие двух половин центробежного коматическая камеры; на фиг.2 - поперечный леса вентилятора и их конструктивная связь с 50 разрез А-А на фиг.1. контурами воздухообмена позволяет упоряКлиматическая камеры 1 состоит из надочить процессы тепловлажностной обработружных теплоизоляционных ограждений 2, ки воздуха, что дает возможность автоматирабочей емкости 3, которая установлена с зировать процесс регулирования параметров зазором 4, 5, 6 по отношению к наружным микроклимата в рабочей емкости по заданно- 55 теплоизоляционным ограждениям 2. му технологическому режиму выращивания Вентилятор, состоящий из электродви(хранения) биологического материала. гателя 7 и верхней 8 и нижней Э половин Сквозные вертикальные каналы в рабоцентробежного колеса, установленных на чей емкости установлены зазором к боковым общем валу электродвигателя 7, разделен стенкам ее, что позволяет улучшить равноперегородкой 10, параллельной ложному 14688 8 потолку 11 На перегородке 10 установлен всасывание в верхнюю половину 8 центрошибер 12,который связывает верхний зазор бежного колеса вентилятора и далее по ка4 с зазором 13 между ложным потолком 11 налам первого контура, отводя теплоту от и перегородкой 10 В пространстве верхнего рабочей емкости с помощью воздухоотделизазора 4 размещены нагреватель 14 и возду- 5 теля 15 или подводя теплоту с помощью нахоохладитель 15. Внутри рабочей емкости 3 гревателя 14, размещенных в зазоре 4. установлены сквозные вертикальные канаВ результате работы этого контура обеслы 16. с зазором к ним размещены перфорипечивается стабилизация и регулирование рованные пластины 17, о б р а з у ю щ и е температуры внутри рабочей емкости 3. всасывающий воздушный канал второго 10 Воздух во втором контуре через всасыконтура. Внутри рабочей емкости 3 климативающий канал, образованный перфорироческой камеры размещено увлажнительное ванными пластинами 17 и боковыми устройство 18 стенками сквозных вертикальных каналов 16 поступает в нижнюю часть 9 центробежЗазор 19 между боковыми стенками 20, нижняя часть которых перфорирована, ра- 15 ного колеса вентилятора, затем через зазор бочей емкости 3 и стенками воздушных ка13, образованный перегородкой 10 и ложналов первого контура, расположенных в ным потолком 11, и зазор 19 между боковызазоре 5, образует воздушный канал второго ми стенками каналов первого контура, контура расположенными в зазоре 5, и стенками 20 На чертеже первый контур воздухообме- 20 рабочей емкости, через перфорации в нижней части боковых стенок 20 поступает в на показан сплошной стрелкой, а второй рабочую емкость 3, где омывает располоштриховой, женные s ней полки с размещенными на них Перегородка 10 разделяет два контура биооргэнизмами и вновь поступает на всавоздухообмена Первый из них образован зазором 4 между перегородкой 10 и наруж- 25 сывание нижней части 9 центробежного коными теплоизоляционными ограждениями леса вентилятора. 2< боковыми зазорами 5 и нижним зазором Второй контур позволяет регулировать Є между стенками рабочей емкости и наружотносительную влажность воздуха в рабоными ограждениями и сквозными вертичей емкости. кальными каналами 16. 30 Если влажность в рабочей емкости устанавливается ниже заданного уровня, вклюВторой контур воздухообмена образочается увлажнительное устройство 18, ван зазором 13 между перегородкой 10 и расположенное в рабочей емкости и осущеложным потолком 11, зазором 19 между боствляется подача влаги. ковыми стенками каналов первого контура, расположенных в зазоре 5, и стенками 20 35 Если влажность воздуха превышает зарабочей емкости, нижняя часть которых перданное значение, то с помощью шибера 12, форирована, пространством рабочей емковыполненного в виде поворотной заслонки, сти 3 и зазором между перфорированными осуществляется сообщение воздушных попластинами 17 и стенками сквозных вертитоков первого и второго контуров. Воздух кальных каналов 16, 40 перемешивается и избыток влаги отводится в результате осаждения ее в виде конденсаКлиматическая камера работает следуюта на наружной поверхности воздухоотделищим образом. теля 15. Биологические организмы, в зависимости от стадии разведения (хранения) в конПредложенная конструкция климатичетейнерах или кюветах (чашках Петри и др.) 45 ской камеры обеспечивает раздельное регулирование температуры и влажности воздуха размещают на полки в рабочей емкости 3 внутри рабочей емкости при минимальных закамеры 1. При включении электродвигателя тратах влаги и электроэнергии, что ведет к 7 начинает вращаться центробежное колесо созданию оптимальных регулируемых паравентилятора, состоящее из двух половин 8 и 9, и осуществляет воздухообмен в рабочей 50 метров микроклимата по любому заданному технологическому режиму и повышает эфемкости 3.. фективность процесса наработки биологиВоздух в первом контуре через сквозческих организмов на биофабриках. ные вертикальные каналы 16 поступает на 14688 \ 2 Ф аг. Упорядник Замовлення Техред М.Моргентал Коректор Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53. Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101