Спосіб кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин

Реферат: Винахід належить до способу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин, що включає обігрів теплиці, зниження температури в денний час доби й підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні. Обігрів теплиці здійснюють прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання й/або в теплоакумулятори резервного накопичення, а зниження температури в денний час доби здійснюють шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й нагромадження його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або в теплоакумуляторах резервного накопичення, причому відбір тепла колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або резервного накопичення здійснюють при перевищенні максимального значення температури для вирощуваних рослин. Підвищення температури в теплиці в нічний час доби й/або при літньому похолоданні здійснюють забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, крім того теплоакумулятори безпосереднього нагрівання розміщають усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин на ґрунті, заглибленими в ґрунт або під ґрунтом, а теплоакумулятори резервного нагромадження розміщають у теплоізолюючому кожусі усередині теплиці й/або зовні теплиці. Як теплоносій при відборі тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення використовують рідкі речовини, переважно воду або газоподібні речовини, переважно повітря, а як теплоакумулюючий агент в теплоакумуляторах резервного накопичення застосовують рідкі UA 112933 C2 (12) UA 112933 C2 речовини з високою теплоємністю, переважно воду або тверді речовини з високою теплоємністю, переважно, кварцовий пісок і/або здрібнений гранітний порошок. UA 112933 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до сільського господарства й може бути застосоване при вирощуванні рослин в умовах захищеного ґрунту, зокрема, до галузі регулювання температури теплиць і циркуляції повітря. Відомий спосіб регулювання мікроклімату теплиці, що включає обігрів її за допомогою спеціальних опалювальних систем і зниження температури за допомогою вентиляційних пристроїв (Климов В.В. "Оборудование теплиц для подсобных и личных хозяйств". М: Энергоатомиздат, 1992 г., - С. 45, 50). Недоліком відомого способу регулювання мікроклімату теплиці є його мала ефективність, обумовлена тим, що опалювальна система працює сезонно (тільки в холодну пору року). Літнє денне підвищення температури або нічне зниження температури, а також різке зниження температури під час заморозку не компенсуються за рахунок відкриття або закриття кватирок. Крім того, при відкритті або закритті кватирок порушується газовий режим теплиці (вологість і склад повітря). Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється (способу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин), є спосіб регулювання мікроклімату в теплицях (див., наприклад, патент RU № 2159539, МПК A01G 9/24, A01G 13/08). Даний спосіб включає обігрів теплиці, а також зниження температури в найбільш жаркий час доби й зволоження повітря, крім того при літньому похолоданні температуру в теплиці піднімають, нагнітаючи газ у ємності рідинних обігрівачів, а зниження температури в жаркий час доби й зволоження повітря здійснюють, випускаючи стиснений газ у теплицю через систему поливних трубопроводів з локальними водовипусками у рослин. Недоліком даного способу є порушення температурного режиму теплиці, обумовлене нерівномірність розподілу температури повітря по висоті теплиці. У верхній частині теплиці температура повітря значно вище, чим у нижній (на ґрунті). У результаті цього погіршується мікроклімат теплиці, що виражається в переохолодженні рослин і ґрунту в нічний час доби, що особливо несприятливо позначається при різкому зниженні температури зовнішнього повітря (при заморозку). Відмітними ознаками технічного рішення, що заявляється (способу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин), які збігаються з відомим способом регулювання мікроклімату в теплицях, є: обігрів теплиці, зниження температури в денний час доби, підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні. Істотними ознаками технічного рішення, що заявляється (способу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин), які відрізняються від відомого способу регулювання мікроклімату в теплицях, є: обігрів теплиці прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання; обігрів теплиці прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори резервного накопичення; зниження температури в денний час доби шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання; зниження температури в денний час доби шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах резервного накопичення; відбір тепла колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або резервного накопичення при перевищенні максимального значення температури для вирощуваних рослин; підвищення температури в теплиці в нічний час доби забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в термоакумулятори безпосереднього нагрівання; підвищення температури в теплиці при літньому похолоданні забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в тепмоакумулятори безпосереднього нагрівання; розміщення теплоаккумуляторів безпосереднього нагрівання усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин на ґрунті; розміщення теплоакумуляторів безпосереднього нагрівання усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин заглиблених в ґрунт; розміщення теплоакумуляторів безпосереднього нагрівання усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин під ґрунтом; розміщення теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоізолюючому кожусі усередині теплиці; 1 UA 112933 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розміщення теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоізолюючому кожусі зовні теплиці; розміщення теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоізолюючому кожусі усередині й зовні теплиці; використання як теплоносія при відборі тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторiв резервного нагромадження рідких речовини, переважно, води; використання як теплоносія при відборі тепла колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення газоподібних речовин, переважно, повітря; застосування як теплоакумулюючого агента в теплоакумуляторах резервного накопичення рідких речовин з високою теплоємністю, переважно, води; використання як теплоакумулюючого агента в теплоакумуляторах резервного накопичення твердих речовин з високою теплоємністю, переважно, кварцового піску й/ або здрібненого гранітного порошку. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення процесу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин за рахунок зміни температури повітря по висоті теплиці при зміні температури зовнішнього повітря або при зміні освітленості теплиці шляхом забору тепла з верхньої частини теплиці й накопичення його в нижній частині або в теплоакумуляторах резервного накопичення. Поставлена задача вирішується тим, що поліпшення температурного режиму теплиці, обумовленого нерівномірністю розподілу температури повітря по її висоті. У результаті поліпшення температурного режиму теплиці поліпшується мікроклімат теплиці, що виражається в запобіганні від переохолодження рослин і ґрунту в нічний час доби або від перегріву в денний час доби. Зазначений технічний результат досягається за рахунок того, що в способі кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин, що включає обігрів теплиці, зниження температури в денний час доби й підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні, відповідно технічному рішенню, що заявляється, обігрів теплиці здійснюють прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання; обігрів теплиці здійснюють прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори резервного накопичення; зниження температури в денний час доби роблять шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й нагромадження його в теплоаккумуляторах безпосереднього нагрівання; зниження температури в денний час доби здійснюють шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах резервного накопичення; відбір тепла колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або резервного накопичення здійснюють при перевищенні максимального значення температури для вирощуваних рослин; підвищення температури в теплиці в нічний час доби здійснюють забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання; підвищення температури в теплиці при літньому похолоданні здійснюють забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання; теплоакумулятори безпосереднього нагрівання розміщають усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин на ґрунті; теплоакумулятори безпосереднього нагрівання розміщають усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин заглибленими в грунт; теплоакумулятори безпосереднього нагрівання розміщають усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин під ґрунтом; теплоакумулятори резервного накопичення розміщають у теплоізолюючому кожусі усередині теплиці; теплоакумулятори резервного накопичення розміщають у теплоізолюючому кожусі зовні теплиці; теплоакумулятори резервного накопичення розміщають у теплоізолюючому кожусі усередині й зовні теплиці; 2 UA 112933 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 як теплоносій при відборі тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення використовують рідкі речовини, переважно, воду; як теплоносій при відборі тепла колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення використовують газоподібні речовини, переважно, повітря; як теплоакумулюуючий агент в теплоакумуляторах резервного накопичення застосовують рідкі речовини з високою теплоємністю, переважно, воду; як теплоакумулюуючий агент в теплоакумуляторах резервного накопичення використовують тверді речовини з високою теплоємністю, переважно, кварцовий пісок і/ або здрібнений гранітний порошок. Суть технічного рішення, що заявляється, полягає в наступному. При обігріві теплиці прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, або в теплоакумулятори резервного накопичення, при зниженні температури в денний час доби шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й накопиченні його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання або в теплоакумуляторах резервного накопичення, при відборі тепла колектором з верхньої частини теплиці й накопиченні його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або резервного накопичення при перевищенні максимального значення температури для вирощуваних рослин, при підвищенні температури в теплиці в нічний час доби забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, при підвищенні температури в теплиці при літньому похолоданні забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, при розміщенні теплоакумуляторів безпосереднього нагрівання усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин на ґрунті, заглибленими в ґрунт або під ґрунтом, при розміщенні теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоізолюючому кожусі усередині теплиці, зовні теплиці або усередині й зовні теплиці, при використанні як теплоносія при відборі тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення рідких речовини, переважно, води або газоподібних речовин, переважно, повітря, при застосуванні як теплоакумулюючого агента в теплоакумуляторах резервного накопичення рідких речовин з високою теплоємністю, переважно, води або твердих речовин з високою теплоємністю, переважно, кварцового піску й/ або здрібненого гранітного порошку відбувається зміна температури повітря по висоті теплиці при зміні температури зовнішнього повітря або при зміні освітленості теплиці за рахунок забору тепла з верхньої частини теплиці й нагромадження його в нижній частині або в теплоккумуляторах резервного накопичення, що веде до поліпшення температурного режиму теплиці, обумовленого нерівномірністю розподілу температури повітря по її висоті, тобто до поліпшення мікроклімату теплиці, що виражається в запобіганні від переохолодження рослин і ґрунту в нічний час доби або від перегріву в денний час доби. Таким чином, сукупність відмітних ознак технічного рішення, що заявляється (способу кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин), веде до досягнення зазначеного вище технічного результату. Суть винаходу пояснює креслення. На кресленні зображена принципова схема кондиціювання мікроклімату в теплиці з використанням устаткування для відведення й підведення тепла. Схема кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин включає: 1 - плівкове покриття, 2 - ґрунт, 3 - рослини, 4 - внутрішній колектор, 5 теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, 6 - теплоакумулятор резервного накопичення, 7 - насос теплоакумулятора резервного накопичення, 8 - насос теплоакумуляторів безпосереднього нагрівання, 9 - зворотний клапан насоса 7, 10 - зворотний клапан насоса 8. Застосування способу, кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин, що заявляється, ілюструється наступним прикладом конкретного здійснення. Обігрів теплиці прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором 4 у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори 5 безпосереднього нагрівання, або в теплоакумулятор 6 резервного накопичення реалізують у такий спосіб. За рахунок впливу сонячного випромінювання здійснюють нагрівання повітря під плівковим покриттям 1. При цьому частину сонячного тепла вловлюють внутрішнім колектором 4, розміщеним у верхній частині теплиці. Уловлюванням частини тепла внутрішнім колектором 4 3 UA 112933 C2 5 10 15 20 забезпечують можливість регулювання мікроклімату за рахунок вирівнювання температури повітря по висоті теплиці. Зниження температури в денний час доби здійснюють у такий спосіб. При надмірному підвищенні температури повітря у верхній частині плівкового покриття 1 теплиці вода, нагріта у внутрішньому колекторі 4, надходить у теплоакумулятори 5 безпосереднього нагрівання, забираючи тепло з верхньої частини теплиці. При включеному насосі 8 холодну воду з теплоакумуляторів 5 безпосереднього нагрівання через зворотний клапан 10 подають у внутрішній колектор 4, де її знову нагрівають під дією сонячного тепла. Таким чином, зниження температури в денний час доби відбувається за рахунок відбору тепла з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах 5 безпосереднього нагрівання. Крім цього, надлишкову частину тепла направляють у теплоакумулятор 6 резервного накопичення. Це дає можливість гнучкого регулювання мікроклімату в теплиці. Підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні здійснюють у такий спосіб. Роботу насоса 8 у нічний час доби або при літньому похолоданні зупиняють. У результаті цього (при відсутності циркуляції води) тепло, накопичене в теплоакумуляторах 5 безпосереднього нагрівання при денному обігріві теплиці прямими сонячними променями, переходить у теплицю, підігріваючи ґрунт 2, повітря в нижній частині теплиці й, відповідно, кореневу систему й надземну частину рослин 3. При недостатній кількості тепла від теплоакумуляторів 5 безпосереднього нагрівання, додаткове тепло у вигляді нагрітої води подають насосом 7 з теплоакумулятора 6 резервного накопичення через зворотний клапан 9. Таким чином, за рахунок використання накопиченого тепла, накопиченого в денний час доби в теплоакумуляторах 5 безпосереднього нагрівання й у теплоакумуляторі 6 резервного накопичення, здійснюють підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 Спосіб кондиціювання мікроклімату в закритих теплицях (парниках) для вирощування рослин, що включає обігрів теплиці, зниження температури в денний час доби й підвищення температури в теплиці в нічний час доби або при літньому похолоданні, який відрізняється тим, що обігрів теплиці здійснюють прямими сонячними променями із частковим уловлюванням тепла внутрішнім колектором у верхній частині теплиці й відведенням його в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання й/або в теплоакумулятори резервного накопичення, а зниження температури в денний час доби здійснюють шляхом відбору тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й нагромадження його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або в теплоакумуляторах резервного накопичення, причому відбір тепла колектором з верхньої частини теплиці й накопичення його в теплоакумуляторах безпосереднього нагрівання й/або резервного накопичення здійснюють при перевищенні максимального значення температури для вирощуваних рослин, при цьому підвищення температури в теплиці в нічний час доби й/або при літньому похолоданні здійснюють забором тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення в теплоакумулятори безпосереднього нагрівання, крім того теплоакумулятори безпосереднього нагрівання розміщають усередині теплиці в нижній її частині між рядами рослин на ґрунті, заглибленими в ґрунт або під ґрунтом, а теплоакумулятори резервного нагромадження розміщають у теплоізолюючому кожусі усередині теплиці й/або зовні теплиці, причому як теплоносій при відборі тепла внутрішнім колектором з верхньої частини теплиці й/або при заборі тепла з теплоакумуляторів резервного накопичення використовують рідкі речовини, переважно воду або газоподібні речовини, переважно повітря, а як теплоакумулюючий агент в теплоакумуляторах резервного накопичення застосовують рідкі речовини з високою теплоємністю, переважно воду або тверді речовини з високою теплоємністю, переважно кварцовий пісок і/або здрібнений гранітний порошок. 4 UA 112933 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5