ТЕПЛИЦА Российский патент 1996 года по МПК A01G9/14 A01G9/24 A01G31/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сооружениям защищенного грунта, теплицам, предназначенным для производства овощей.

Известна теплица, содержащая основание, теплоизолирующее ограждение, систему облучения, включающую источники оптического, имеющие отражающие элементы, и систему отопления, включающую основной источник теплоснабжения, сообщенный с входом подающего насоса теплоносителя, и регистры отопления ("Промышленное производство теплиц", г. Ворошиловград, Союзсельхозтехника, 1974 г).

Недостатком известной теплицы является значительный расход тепловой энергии и низкая урожайность выращиваемых культур.

Была поставлена задача создать теплицу, в которой снижается расход тепловой энергии, повышается урожайность выращиваемых культур.

Поставленная задача решается тем, что теплица, содержащая основание, теплоизолирующее ограждение; систему облучения, включающую источники оптического излучения, имеющие отражающие элементы, и систему отопления, включающую основной источник теплоснабжения, сообщенный с входом подающего насоса теплоносителя, и регистры отопления согласно изобретению, теплица разделена на изолированные между собой рассадное и овощное отделения, в первом и втором из которых установлены, соответственно, первый и второй регистры обогрева, а система отопления снабжена контуром охлаждения и блоком температурной компенсации, содержащим пять вентилей и дополнительный источник теплоснабжения, выполненный в виде теплообменного контура, размещенного на верхней поверхности отражающих элементов источников оптического излучения, при этом первый и второй регистры обогрева оснащены, соответственно, первым и вторым обратными контурами, каждый из которых содержит подмешивающий насос и трехходовой смесительный клапан, причем выход подающего насоса теплоносителя соединен с первым входом трехходового смесительного клапана первого обратного контура, выход которого связан с входом первого регистра обогрева, а второй выход через подмешивающий насос данного контура подключен к выходу упомянутого регистра обогрева, соединенному с первым входом блока температурной компенсации, второй вход которого через контур охлаждения связан с первым выходом этого блока, а второй выход последнего подключен к первому входу трехходового смесительного клапана второго обратного контура, выход которого соединен с входом второго регистра обогрева, а второй вход через помешивающий насос этого же контура связан с выходом данного регистра обогрева, соединенным с входом подающего насоса теплоносителя, при этом в блоке температурной компенсации первый вход через первый вентиль связан с первым выходом, который через последовательно соединенные второй и третий вентили подключен к второму выходу, а первый и второй входы связаны между собой через последовательно соединенные четвертый и пятый вентили, причем дополнительный источник теплоснабжения подключен между третьим и пятым вентилями.

В предпочтительном варианте выполнения теплицы контур охлаждения включает регистры охлаждения, расположенные вдоль теплоизолирующего ограждения теплицы и выполненные в виде емкостей, установленных на основании теплицы и имеющих параллельные последнему верхние и нижние основания, при этом каждая емкость выполнена с монотонным уменьшением по высоте этой емкости величины площади ее сечения плоскостью, параллельной основанию теплицы, причем каждая емкость контура охлаждения выполнена в виде призмы, основания которой имеет форму трапеции, а величины площадей верхнего и нижнего оснований каждой емкости контура охлаждения обратно пропорциональны заданным значениям температуры воздуха в верхней и нижней зонах теплицы.

На фиг. 1 изображена схема теплицы; на фиг.2 схема управления работой теплицы; на фиг.3 блок температурной компенсации.

Теплица содержит основание 1, теплоограждающее ограждение 2. Герметичной перегородкой 3 теплица разделена на изолированные между собой рассадное 4 и овощное 5 отделения, в каждом из которых установлены соответственно первый 6 и второй 7 регистры обогрева. Система отопления снабжена контуром охлаждения 8 и блоком температурной компенсации 9, содержащим пять вентилей 10, 11, 12, 13 и 14 и дополнительный источник теплоснабжения 15, выполненный в виде теплообменного контура 16, размещенного на верхней поверхности отражающих элементов 17 источников оптического излучения 18. Первый регистр обогрева 6 и второй регистр обогрева 7 оснащены обратными контурами 19 и 20, содержат подпитывающие насосы 21 и 22 и трехходовые смесительные клапаны 23, 24. Выход подающего насоса 25 теплоносителя, соединенного котельной 26 или другим источником тепла, сообщен с первым входом трехходового смесительного клапана 23 обратного контура 19, выход которого связан с входом первого регистра обогрева 6, а второй выход через подмешивающий насос 21 данного контура подключен к выходу регистра 6, соединенному, в свою очередь, с первым входом 27 блока температурной компенсации 9. Второй вход 28 блока через контур охлаждения 8 связан с первым выходом 29 этого блока 8. Второй выход 30 блока температурной компенсации 9 подключен к первому входу трехходового смесительного клапана 24 второго обратного контура 20, выход которого соединен с входом второго регистра обогрева 7, а второй вход через подмешивающий насос 22 этого контура связан с выходом данного регистра обогрева 7, который соединен с входом подающего насоса 25 теплоносителя. В блоке температурной компенсации 9 первый вход 27 через вентиль 10 связан с первым выходом 29, который через последовательно соединенные вентили 11 и 13 подключен к второму выходу 30, а первый 27 и второй 28 входы связаны между собой через последовательно соединенные вентили 13 и 14, причем дополнительный источник теплоснабжения 15 подключен между вентилями 12 и 14. Позициями 31, 32, 33, 34 и 35 обозначены, соответственно, электроприводы вентилей 10, 11, 12, 13 и 14. Позициями 36, 37, 38 электроприводы насосов 21, 22 и 25, позициями 39, 40 электроприводы тpехходовых смесительных клапанов 23, 24. Позицией 41 показаны датчики температуры в теплице. Работу системы обогрева направляет шкаф управления 42.

Контур охлаждения 8 включает регистры охлаждения 43, расположенные вдоль теплоизолирующего ограждения 2 теплицы. Регистры охлаждения 43 выполнены в виде емкостей, установленных на основании 1 теплицы и имеющих параллельные ему верхние 44 и нижние 45 основания, емкости выполнены с монотонным уменьшением по высоте этой емкости величины площади ее сечения плоскостью, параллельной основанию 1 теплицы. Кроме того, каждая емкость контура охлаждения выполнена в виде призмы, основания которой имеют форму трапеции и величины площадей верхнего 44 и нижнего 45 оснований, обратно пропорциональны заданным значениям температуры воздуха в верхней и нижней зонах теплицы.

Теплица работает следующим образом.

В систему обогрева подается теплая вода из котельной 26 тепловым подающим насосом 25 электроприводом 26 или нагретая другими источниками тепла, например, ТЭНами или иными нагревателям. В теплообменник 16 блока тепловой компенсации 9 вода нагревается теплом источника оптического излучения лампы облучения 18, размещенного в рассадном отделении 4 для облучения разряда (в овощных отделениях из-за дороговизны электроэнергии светокультура применяется крайне редко). В зависимости от температуры воздуха в рассадном 4 и овощном 5 отделениях теплицы нагретая вода подается в регистры обогрева 6 и 7 и их обратные контуры 19, 20, нагревая воздух в объеме теплицы или, при перегреве, направляется, минуя теплообменник 16, в регистр охлаждения 43, где охлаждается, снимая перегрев в теплице и обогревая в то же время ограждение теплицы. При низкой температуре в каком-либо отделении теплая вода из теплообменника 16 подается в регистры обогрева этого отделения.

Возможны различные варианты регулирования работы системы обогрева в теплице.

1-й вариант. Температура в овощном отделении и рассадном отделении соответствует норме. В этом случае вентиль 10 и трехходовые смесительные краны 23, 24 открыты, вентили 11, 12, 13, 14 закрыты. Горячая вода из теплообменника 16 через выход 29 по трубам поступает в регистры обогрева 6 и 7 и их обратные контуры 19, 20, циркулирует в системе, минуя теплообменник 16, и обогревает теплицу.

2-й вариант. Температура в овощном отделении ниже нормы, а в рассадном отделении соответствует норме. В этом случае вентили 11 и 13, трехходовые смесители 23, 24 открыты, вентили 10, 12 и 14 закрыты. Нагретая вода от теплообменника 16 через вентиль 10 по трубопроводам поступает на регистр обогрева 7 и его обратный контур 20, где циркулирует. Через вентиль 12 теплоноситель поступает в регистр охлаждения 43 и возвращается в теплообменник 16, отдавая тепло в овощном отделении 5 и охлаждаясь в регистре охлаждения 43.

3-й вариант. Температура в рассадном отделении 4 выше нормы (перегрев), в овощном отделении 5 соответствует норме. В этом случае вентили 10, 12 14 и трехходовой смеситель 24 открыты. Горячая вода из теплообменника 16 блока температурной компенсации 9 через вентиль 10 поступает в регистр обогрева 7 и обратный контур 20 для обогрева овощного отделения, и через вентиль 12 на регистр охлаждения 43 для охлаждения, откуда через вентиль 14 возвращается в теплообменник 16. Этим снимается перегрев в рассадном отделении.

4- вариант. Температура в овощном отделении 5 выше нормальной, в рассадном отделении 4 нормальная. В данном случае вентиль 10 и трехходовой смеситель 23 открыты, а вентили 11, 12, 13, 14 и трехходовой клапан 24 закрыты. Горячая вода через вентиль 10 поступает в регистр обогрева 7 в овощном отделении и через смеситель 23 поступает в регистр обогрева 6, циркулируя в регистре 7, минуя теплообменник 16. В этом случае обогревается рассадное отделение и охлаждается овощное.

Применение предлагаемой теплицы с дополнительным источником тепла и регулированием температурного режима в отделениях теплицы позволит сократить расход тепловой энергии на обогрев теплицы, повысить урожайность выращиваемых культур на 6-9% улучшить качество и сократить сроки выращивания рассады.

Использование: сельское хозяйство в области растениеводства в сооружениях защищенного грунта. Сущность изобретения: теплица содержит основание 1, теплоограждающее ограждение 2, систему облучения и систему отопления, включающую основной источник теплоснабжения и регистры обогрева 6,7. Согласно изобретению теплица разделена перегородкой 3 на изолированные между собой рассадное 4 и овощное 5 отделения, в которых установлены регистры обогрева 6,7. Система обогрева снабжена контуром охлаждения 8 и блоком температурной компенсации, включающим дополнительный источник теплоснабжения 15, выполненый в виде теплообменного контура, размещенного на верхней поверхности отражающих элементов источников излучения 18 - ламп. Регистры обогрева 6,7 оснащены обратными контурами 19,20, содержащими подмешивающие насосы 21, 22 и трехходовые смесительные клапаны 23,24. Применение изобретения позволит снизить расход тепловой энергии, повысить уроожайность, улучшить качество и сократить сроки выращивания рассады растений. 3 з.п. ф-лы 3 ил.

1. ТЕПЛИЦА, содержащая основание, теплоизолирующее ограждение, систему облучения, включающую источники оптического излучения, имеющие отражающие элементы, и систему отопления, включающую основной источник теплоснабжения, сообщенный с входом подающего насоса теплоносителя, и регистры обогрева, отличающаяся тем, что теплица разделена на изолированные между собой рассадное и овощное отделения, в которых установлены соответственно первый и второй регистры обогрева, а система отопления снабжена контуром охлаждения и блоком температурной компенсации, содержащим пять вентилей и дополнительный источник теплоснабжения, выполненный в виде теплообменного контура, размещенного на верхней поверхности отражающих элементов источников оптического излучения, при этом первый и второй регистры обогрева оснащены соответственно первым и вторым обратными контурами, каждый из которых содержит подмешивающий насос и трехходовой смесительный клапан, причем выход подающего насоса теплоносителя соединен с первым входом трехходового смесительного клапана первого обратного контура, выход которого связан с входом первого регистра обогрева, а второй выход через подмешивающий насос данного контура подключен к выходу регистра обогрева, соединенному с первым входом блока температурной компенсации, второй вход которого через контур охлаждения связан с первым выходом этого блока, а второй его выход подключен к первому входу трехходового смесительного клапана второго обратного контура, выход которого соединен с входом второго регистра обогрева, а второй вход через подмешивающий насос этого же контура связан с выходом данного регистра обогрева, соединенным с входом подающего насоса теплоносителя, при этом в блоке температурной компенсации первый вход через первый вентиль связан с первым выходом, который через последовательно соединенные второй и третий вентили подключен к второму выходу, а первый и второй входы связаны между собой через последовательно соединенные четвертый и пятый вентили, причем дополнительный источник теплоснабжения подключен между третьим и пятым вентилями. 2. Теплица по п.1, отличающаяся тем, что контур охлаждения включает n регистров охлаждения, расположенных вдоль теплоизолирующего ограждения теплицы, соединенных между собой последовательно и выполненных в виде емкостей, установленных на основании теплицы и имеющих параллельные последнему верхние и нижние основания, при этом каждая емкость выполнена с монотонным уменьшением по высоте величины площади ее сечения плоскостью, параллельной основанию теплицы. 3. Теплица по п.2, отличающаяся тем, что каждая емкость контура охлаждения выполнена в виде призмы, основания которой имеют форму трапеции. 4. Теплица по п.2, отличающаяся тем, что величины площадей верхнего и нижнего оснований каждой емкости контура охлаждения обратно пропорциональны заданным значениям температуры воздуха в верхней и нижней зонах теплицы.