УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В ТЕПЛИЦЕ Российский патент 1998 года по МПК A01G9/24 A01G9/14 A01G31/02 F24J2/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к области растениеводства в сооружениях защищенного грунта и может быть использовано для регулирования температурного параметра микроклимата упомянутых сооружений. Известно, что для выращивания овощей и цветов широко применяют парники, оранжереи и теплицы различной конструкции. Причем в процессе выращивания часто возникают трудности при поддержании требуемой температуры в сооружении. Указанная проблема возникает также и в частных хозяйствах при отсутствии обслуживающего персонала в течение нескольких дней. В этом случае возможно не только подмерзание растений при ночных заморозках, но и увядание их при перегреве из-за высокого уровня солнечной радиации в теплице или парнике в дневные часы. Для решения данной проблемы были созданы автоматические устройства для регулирования температурного режима в теплице (SU, авт.св., 1671194, кл. A 01 G 9/00, 1989, SU, авт.св., 539557, кл. A 01 G 9/00, 1975, SU, авт.св., 718053, кл. A 01 G 9/14, 1978, SU, авт.св., 943449, кл. A 01 G 9/14, 1980, SU, авт.св., 1702939, кл. A 01 G 9/14, 1989, SU, авт.св., 1340659, кл. A 01 G 9/14, 1986).

Однако данные устройства являются очень энергоемкими и сложными.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство "солнечной" отопительной системы (ПР Сабади, Солнечный дом, - М.; Стройиздат, 1981, с. 50 - 51), содержащей сообщенные между собой верхний и нижний радиаторы, размещенные, соответственно, в помещении над уровнем почвы и в почве. Однако данное устройство является громоздким и не позволяет обеспечить надежную стабилизацию теплового режима в помещении.

Для ликвидации указанных недостатков и было создано данное изобретение.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства для стабилизации теплового режима в теплице; на фиг. 2 - конструкция устройства для стабилизации теплового режима в теплице, имеющего аккумуляторную емкость.

Устройство для стабилизации теплового режима в теплице содержит верхний 1 и нижний 2 радиаторы, сообщенные между собой посредством полых трубок 3. Радиаторы заполонены теплоносителем, в качестве которого чаще используют воду. Верхний радиатор 1 наклонен под углом 10 - 30^o относительно нижнего радиатора 2.

На поверхности радиатора 1, 2 выполнены теплообменные ребра 4, расположенные так, чтобы обеспечить максимальную величину коэффициента теплопередачи с окружающей средой. Расстояние между ребрами 4 зависит от размера радиаторов и находятся в пределах 2 - 15 см. Устройство изготавливают из металла или сплава и устанавливают в парнике или теплице, как показано на фиг. 1 и 2. Верхний радиатор 1 размещен над почвой, а нижний радиатор 2 расположен в почве на глубине 30 - 100 см. Нижняя часть трубки 3 может быть расширена с образованием аккумуляторной емкости 5, как показано на фиг. 1 и 2, что позволяет увеличить буферные свойства устройства. В верхней части верхнего радиатора 1 выполняют отверстие 6 для залива жидкого теплоносителя, в частности воды. Одно или несколько устройств помещают в теплицу на время выращивания растений.

Устройство работает следующим образом.

Ночью, при заморозках, нагретая за день почва отдает тепло нижнему радиатору 2, а от него нагревается верхний радиатор 1. Передача тепла осуществляется как за счет теплопередачи по металлу, так и за счет теплопередачи с водой, которой заполнены радиаторы 1, 2, которая при разности температур в 5 - 10^o, движется по трубке 3, соединяющей радиаторы 1, 2. Тяжелая холодная вода опускается вниз, а более теплая поднимается вверх, нагревая верхний радиатор. За счет этого и теплопередачи от почвы к воздуху, температура в парнике или теплице повышается, что способствует уменьшению негативного воздействия заморозков на выращиваемые растения. И наоборот, при сильной солнечной радиации в дневное время под пленкой или стеклом температура может достигнуть 30 - 35^oC и более.

Температура почвы на глубине 50 - 100 см не превышает 15 - 20^oC. В этот период нагретая вода самотеком поступает из верхнего 1 в нижний радиатор 2, от которого нагревается почва в теплице. Одновременно более холодная вода выталкивается в верхний радиатор 1, который способствует охлаждению воздуха в теплице. В зависимости от масштабов теплицы или парника размеры устройства и число одновременно устанавливаемых в теплице устройств может изменяться в широких пределах. Для уменьшения занимаемой площади в теплице, устройство может быть использовано в качестве элементов несущих конструкций теплицы.

Применение данного устройства позволяет достичь стабилизации теплового режима в теплице, обеспечивающей ослабление негативного воздействия на выращиваемые растения как ночных заморозков, так и высокой солнечной радиации в дневные часы.

Использование: в растениеводстве, в сооружениях защитного грунта для создания в теплице требуемых для растений условий микроклимата. Устройство состоит из двух радиаторов (1, 2), сообщенных между собой и наполненных водой. Верхний радиатор (1) расположен в теплице над уровнем почвы, а нижний радиатор (2) - в почве на глубине 30 - 100 см. Устройство имеет отверстие для заливки воды и устанавливается в теплице, оранжерее или парнике. Верхний радиатор (1) по отношению к нижнему (2) наклонен под углом 10 - 30^o. В дневное, более теплое время, нагревается вода в верхнем радиаторе (1) и поступает самотеком в нижний радиатор (2). За счет теплообмена от последнего нагревается почва теплицы, аккумулируя подводимое тепло. В ночной, более холодный период, осуществляется обратный процесс. Нагретая почва за счет теплопередачи отдает запасенное тепло воде в нижнем радиаторе (2). Затем теплая вода поступает в верхний радиатор (1) и нагревает воздушную среду в теплице. Таким образом устройство позволяет сгладить негативное воздействие на микроклимат теплицы ночных заморозков и высокой температуры в жаркий солнечный день. 2 ил.

Устройство для стабилизации теплового режима в теплице, содержащее сообщенные между собой верхний радиатор, размещаемый над почвой в теплице, и нижний радиатор, устанавливаемый в почве, отличающееся тем, что нижний радиатор размещен в почве на глубине 30 - 100 см, а верхний радиатор расположен под углом 10 - 30^o относительно нижнего.