ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА С ОХЛАЖДАЮЩЕЙ УСТАНОВКОЙ Российский патент 2015 года по МПК A01G7/04 F21V29/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Представленное изобретение относится к твердотельным источникам света и их использованию для содействия росту сельскохозяйственной культуры в теплице или ростовой камере.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В теплице (использующей дневной свет) и ростовых камерах (без дневного света) растения выращивают в течение года. Закрытая окружающая среда теплицы или ростовой камеры требует хорошего регулирования различных параметров для того, чтобы обеспечивать оптимальный фотосинтез растений. Тремя наиболее важными параметрами, которые регулируют фотосинтез и таким образом рост растений, являются интенсивность окружающего света, температура и концентрация углекислого газа (CO₂). На сегодняшний день имеются различные системы управления для мониторинга и/или регулирования роста растений посредством регулирования одного или более из указанных параметров, например использование генераторов CO₂ для повышения концентрации CO₂ в теплице или ростовой камере, и дополнительных осветительных установок.

Добавление CO₂ с использованием общепризнанных систем осуществляют посредством повышения общей концентрации CO₂ в теплице, как правило, приблизительно до 1300 м.д. Однако недостаток подобных систем состоит в том, что концентрация CO₂ близко к листьям растений, где происходит фотосинтез, может быть более низкой (например, вследствие истощения) и недостаточно высокой для достижения требуемого увеличения фотосинтеза.

Для обеспечения дополнительного освещения для теплиц и ростовых камер все более и более интересными становятся высокоэффективные светоиспускающие диоды (СИД) с сильной яркостью в результате своего низкого потребления энергии, хорошей эффективности, низкой стоимости и возможности настройки цветоотдачи.

Световой выход СИД зависит от ряда факторов, таких как яркость СИД, какие-либо оптические устройства, используемые для создания определенной картины освещения, ток, подаваемый в СИД, и температура перехода СИД (т.е. температура светоиспускающей части СИД). В целом, световой выход СИД известен для конкретной температуры перехода. Световой выход уменьшается с повышением температуры, генерируемой за счет работы СИД, и таким образом для более высоких температур эффективность СИД понижается. Кроме того, на срок годности СИД также влияет температура перехода, причем более высокие температуры перехода снижают срок годности устройства.

Для охлаждения СИД в процессе работы могут быть использованы различные способы. Одна широко используемая технология состоит в тепловом соединении СИД с теплоотводом, который рассеивает тепло, вырабатываемое СИД в окружающую среду. В качестве альтернативы для охлаждения СИД могут быть использованы нагнетаемый воздух или жидкость. Данные способы могут приводить к понижению температуры перехода, достаточному для того, чтобы получать требуемый световой выход. Однако постоянная потребность повышения светового выхода отдельных СИД создает необходимость в управлении теплом, которое выходит за пределы возможностей общепризнанного теплоотвода.

WO 2007/093607 раскрывает осветительное устройство для стимулирования роста растений. Осветительное устройство имеет твердотельный источник света для излучения света по меньшей мере одной длины волны в пределах предварительно заданного диапазона длин волн. Твердотельный источник света находится в контакте с охлаждающей средой, при этом охлаждающая среда имеет температуру в диапазоне между -50°C и 0°C, предпочтительно между -50°C и -20°C. Однако использование подобной холодной охлаждающей среды является недостатком, требуя, чтобы среда была герметично закрыта по меньшей мере в двух трубках.

Следовательно, ясно, что в данной области существует потребность в улучшенных, основанных на СИД, осветительных устройствах и, в частности, осветительных устройствах для использования в теплицах и ростовых камерах большого размера для содействия или управления ростом растений.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель представленного изобретения состоит в том, чтобы по меньшей мере частично преодолеть проблемы предыдущего уровня техники и предоставить стратегию улучшенного теплового управления СИД, используемых для содействия или регулирования роста растений, обеспечивая в то же время также улучшенное регулирование условий, которые влияют на рост растений.

Согласно первому аспекту изобретение предоставляет осветительную систему для содействия росту растений, при этом система содержит:

- группу твердотельных источников света, выполненных с возможностью излучения света предварительно заданной длины волны или диапазона длин волн; и

- охлаждающую установку, содержащую трубку для пропускания охлаждающей среды, при этом трубка имеет по меньшей мере одно впускное отверстие для приема газообразной охлаждающей среды и множество выпускных отверстий для высвобождения указанной газообразной охлаждающей среды из указанной охлаждающей установки, причем охлаждающая установка находится в механическом и тепловом контакте с указанными источниками света. Как правило, трубка является теплопроводной. Также, как правило, по меньшей мере часть указанной трубки находится в тепловом соединении с указанными источниками света.

Как правило, охлаждающую установку можно подсоединять к источнику СО₂. В вариантах осуществления изобретения охлаждающая установка соединена с источником СО₂, например генератором СО₂ или резервуаром СО₂.

Представленное изобретение предоставляет возможность интеграции освещения и дозирования CO₂ в единой системе. Система может быть расположена близко к растениям, так что свет и CO₂ подаются близко к листьям растения, с адаптированием таким образом условий (интенсивность света, температура, концентрация CO₂) локально вокруг растения для того, чтобы способствовать фотосинтезу. Система согласно изобретению может очень эффективно использоваться для предоставления необходимых условий локально вокруг растения, в частности около листьев, за счет предоставления одновременно света и CO₂, оба из которых требуются для фотосинтеза.

Преимущественно за счет предоставления CO₂ на участке растения можно избежать высоких окружающих концентраций CO₂ в ростовой камере или теплице.

Кроме того, с помощью представленного изобретения можно избежать использования отдельных систем для добавления освещения и CO₂, снижая таким образом затраты.

Осветительная система представленного изобретения имеет простую конструкцию. Она может быть сделана очень небольшой, так что блокирование дневного света (также известного как преграждение дневного света) значительно уменьшается или предотвращается.

В дополнение к снабжению светом и СО₂ растения система согласно изобретению имеет дополнительное преимущество, что охлаждающая среда, выходящая из системы, может нагреваться СИД до температуры выше окружающей температуры внутри теплицы или ростовой камеры и таким образом при высвобождении может дополнительно увеличивать температуру локально вокруг растения, что дополнительно усиливает фотосинтез. Более того, теплая текучая среда, высвобождаемая в направлении растения, может предотвращать высокие концентрации влажности, которые, как известно, благоприятствуют развитию патогенов, таких как грибы.

В вариантах осуществления изобретения выпускные отверстия могут быть закрывающимися. В частности, отверстия могут быть изменяемо закрывающимися, так что размер выпускного отверстия является регулируемым. Таким образом, высвобождение охлаждающей среды может быть регулируемым. Особенно предпочтительно иметь возможность регулирования высвобождения содержащей СО₂ охлаждающей среды, с тем чтобы обеспечить необходимый подвод СО₂ к растению.

Как правило, охлаждающая установка может образовывать открытую систему, выполненную с возможностью забора воздуха снаружи теплицы или ростовой камеры и высвобождения его внутри теплицы или ростовой камеры.

В вариантах осуществления изобретения группа твердотельных источников света расположена снаружи указанной трубки. Тогда выпускные отверстия могут, как правило, быть расположены на той же стороне трубки, что и источники света.

В вариантах осуществления изобретения система может дополнительно содержать одно или более следующих устройств и измерителей: устройство регулировки закрывания для регулирования размера выпускных отверстий, устройство регулировки светового выхода, измеритель температуры, измеритель содержания СО₂ и часы или таймер. Таким образом, на основании информации, относящейся к одному из соответствующих параметров, в частности температуре, концентрации СО₂ в охлаждающей среде внутри охлаждающей установки, концентрации СО₂ вокруг растения, потреблению электроэнергии и интенсивности света СИД, один или больше из других параметров можно регулировать посредством регулирования, например, подачи электроэнергии к СИД, забора воздуха в качестве охлаждающей среды, добавления СО₂ охлаждающей среды и/или размера выпускных отверстий, с тем чтобы обеспечить оптимальные условия.

В еще одном аспекте изобретение относится к способу регулирования роста растения в теплице или ростовой камере, при этом способ включает стадии:

- предоставления системы, которая описана выше, в которой указанная группа источников света и указанное множество выпускных отверстий расположены во внутренней части теплицы или ростовой камеры;

- введения охлаждающей среды, содержащей СО₂, в трубку через по меньшей мере одно впускное отверстие;

- проведения указанной охлаждающей среды через трубку таким образом, чтобы охлаждающая среда могла поглощать тепло, вырабатываемое указанной группой источников света; и

- предоставления возможности выхода указанной охлаждающей среды из охлаждающей установки посредством одного или более выпускных отверстий в теплицу или ростовую камеру.

Как правило, по меньшей мере один из указанных источников света и по меньшей мере одно из указанного множества выпускных отверстий расположены поблизости от растения, рост которого необходимо регулировать.

Преимущественно способ согласно изобретению предоставляет одновременно свет и СО₂ на участок растения, где они являются наиболее полезными. Следовательно, посредством регулирования концентрации СО₂ локально вокруг растения можно избежать высоких окружающих концентраций СО₂ в ростовой камере или теплице, которые могут быть вредными для людей. Кроме того, поток охлаждающей среды вокруг растения может предотвращать рост патогенных микроорганизмов, в частности грибов, за счет поддерживания влажности вокруг растения на умеренном уровне. Дополнительные преимущества описаны выше в отношении осветительной системы, используемой в способе изобретения.

В вариантах осуществления изобретения охлаждающей средой является окружающий воздух, забираемый снаружи теплицы или ростовой камеры. Это особенно предпочтительно, поскольку воздух является экономичной охлаждающей средой, и при использовании наружного воздуха, в общем, не требуется отдельного охлаждения охлаждающей среды. Таким образом, способ является очень энергоэффективным.

Воздух сам по себе содержит СО₂, который может быть использован для содействия фотосинтезу.

Однако способ является даже более эффективным, когда охлаждающая среда имеет содержание СО_2, более высокое, чем содержание СО₂ нормального воздуха. Способ может вследствие этого включать стадию дополнения охлаждающей среды СО₂ перед тем, как ей предоставляется возможность выхода из охлаждающей установки в теплицу или ростовую камеру. В частности, когда в качестве охлаждающей среды используется наружный воздух, вследствие этого пополнение охлаждающей среды СО₂ является особым преимуществом для того, чтобы обеспечить возможность повышения концентрации СО₂ вокруг растения, достигаемого за счет высвобождения содержащей СО₂ охлаждающей среды из охлаждающей установки в направлении растения.

В вариантах осуществления изобретения охлаждающая среда имеет содержание СО₂, равное по меньшей мере 500 м.д., предпочтительно по меньшей мере 1000 м.д. или более предпочтительно по меньшей мере 1300 м.д.

Следует заметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям признаков, перечисленных в формуле изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее данные и другие аспекты представленного изобретения будут описаны более подробно, со ссылкой на приложенные чертежи, показывающие вариант осуществления (варианты осуществления) изобретения.

Фиг.1 показывает изображение в поперечном сечении длинной стороны осветительной системы согласно одному варианту осуществления изобретения.

Фиг.2а и 2b показывают поперечное сечение бокового изображения осветительной системы в перспективе согласно другим вариантам осуществления изобретения.

Фиг.3 показывает изображение в поперечном сечении короткой стороны осветительной системы согласно еще одному варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг.1 показывает первый вариант осуществления осветительной системы для регулирования и/или содействия росту растений, особенно в ростовой камере или теплице. Вариант осуществления фиг.1 особенно подходит для расположения (например, подвешивания) на небольшом расстоянии от растений, на которые должно оказываться воздействие.

Осветительная система 100 содержит группу 101 твердотельных источников 101a, 101b и т.д. света (совместно упоминаемых как источники 101 света), в данном случае СИД, установленных на и в тепловом контакте с охлаждающей установкой 102, содержащей трубку 103, имеющую впускное отверстие (не показано) и множество выпускных отверстий 105a, 105b и т.д. Источники 101 света для работы электрически соединены с системой электроснабжения (не показана).

Для фотосинтеза растения главным образом используют свет с диапазонами длин волн 400-500 нм (синий свет) и 600-700 нм (красный). Однако в зависимости от вида сельскохозяйственной культуры растение может использовать свет всего видимого спектра (белый свет). Соответственно СИД 101 могут быть выполнены с возможностью излучения света в диапазоне длин волн от 400 нм до 800 нм или в одном или более его поддиапазонов, например 400-500 нм и/или 600-700 нм.

Охлаждающая установка 102 содержит трубку 103, через которую можно проводить газообразную охлаждающую среду. Трубка 103 имеет по меньшей мере одно впускное отверстие (не показано) для приема охлаждающей среды. Среду, как правило, закачивают в трубку 103 посредством насоса (не показан), необязательно в комбинации с воздушным компрессором (не показан).

Охлаждающая установка 102 находится в тепловом контакте с СИД 101 посредством схемы печатной платы СИД (PCB), которая соединена с теплоотводом 104. Схема печатной палаты по меньшей мере частично является теплопроводной и может содержать керамический ламинат из эпоксидной смолы, усиленный стекловолокном, такой как FR4 или PCB на металлической основе (MCPCB). СИД 101 прикреплены к теплоотводу 104 с помощью любого общепризнанного средства, обеспечивающего теплопроводность. Также возможно соединить СИД посредством PCB непосредственно с трубкой 103, то есть без использования теплоотвода.

СИД 101 выполнены с возможностью излучения света в направлении от трубки 103, при этом свет предназначается для одного или более растений PI, P2 и т.д. (совместно упоминаемых как растения P), расположенных поблизости от осветительной системы 100.

Множество выпускных отверстий 105a, 105b и т.д., совместно упоминаемых как выпускные отверстия 105, расположены вдоль трубки 103 в направлении по длине. Отверстия 105 предоставляют возможность выхода охлаждающей среды, пропускаемой по трубке 103, в окружающую среду. Как правило, все выпускные отверстия 105 расположены в целом на одной и той же стороне трубки 103, которой также, как правило, является сторона трубки, на которой установлены СИД 101. Поскольку выпускные отверстия, как правило, расположены на стороне трубки 103, предназначенной для обращения к растению, охлаждающая среда будет выходить из трубки в направлении растений P.

Согласно представленному изобретению тепло, вырабатываемое СИД в процессе работы, проводится через теплоотвод 104 в трубку 103, которая также является теплопроводной. Трубка 103 может быть полностью или частично образована из теплопроводного материала, такого как металл (например, алюминий, медь), пластмасса или керамика с достаточными теплопроводными свойствами (например, пластмасса с минеральными частицами). Затем тепло переносится за счет излучения из трубки 103 в охлаждающую среду, протекающую внутри трубки. Охлаждающая среда может выходить из охлаждающей установки 102 через отверстия 105. Следовательно, тепло удаляется из СИД, а температура СИД может таким образом эффективно удерживаться на допустимом уровне.

Вместо или в дополнение к высвобождению через выпускные отверстия 105 нагретая охлаждающая среда может пропускаться дальше внутри трубки 103 к дистальному выпускному отверстию (не показано), через которое она может высвобождаться из охлаждающей установки 102. Подобное дистальное выпускное отверстие может находиться за пределами теплицы или ростовой камеры.

Система 100 может быть расположена на расстоянии, составляющем от нескольких сантиметров до приблизительно 2 м, от растений. Расстояние, как правило, зависит от типа ростовой камеры или теплицы и/или от расположения рядков растений. Например, в ростовой камере без дневного света с использованием множества слоев рядов растений, осветительная система может быть размещена на расстоянии от растений от короткого до среднего, например от нескольких сантиметров до приблизительно 1 м. В теплице осветительная система в виде расположенной между растениями установки (см. фиг.3 ниже) может также быть размещена на большем расстоянии от растений от нескольких сантиметров до приблизительно 1 м или более или даже до приблизительно 2 м.

Как правило, охлаждающей средой является воздух, предпочтительно окружающий воздух, забираемый снаружи теплицы или ростовой камеры, т.е. атмосферный воздух. Воздух можно пополнять СО_2, используя общепризнанный источник СО₂.

Нормальное содержание СО₂ в воздухе составляет приблизительно 340 м.д. Растущие растения в закрытой теплице допускают снижение концентрации CO₂ в течение дня до 200 м.д., причем при данной концентрации фотосинтез растений существенно снижается. С другой стороны, было показано, что увеличение окружающей концентрации CO₂ определяет увеличение фотосинтеза. Для растений Хризантем повышение окружающего CO₂ с 350 м.д. (нормальное значение в воздухе) до 1000 м.д. приводило к 40%-ному увеличению фотосинтеза при 21°C и 75%-ному увеличению при 30°C (E. Rosenqvist, Green Knowledge, vol. 22, 2000). Для того чтобы избежать истощения CO₂, и для стимулирования роста сельскохозяйственной культуры теплицу, как правило, снабжают CO₂, используя генератор CO₂, расположенный в теплице и работающий за счет сжигания углеродных видов топлива, таких как природный газ или пропан. В качестве альтернативы из резервуара можно подавать чистый CO₂.

Охлаждающую среду, используемую в представленном изобретении, можно дополнять CO₂ от общепризнанного генератора CO₂ или из резервуара. Необязательно генератором или резервуаром, используемым для снабжения охлаждающей среды CO_2, может быть тот же самый агрегат, который используется для повышения общей концентрации СО₂ в теплице, если подобный агрегат используется. Для того чтобы обеспечить снабжение охлаждающей среды СО₂, охлаждающая установка 102 может быть соединена с генератором СО₂ или резервуаром СО₂, необязательно посредством второго впускного отверстия. Таким образом, охлаждающую среду можно снабжать СО₂ перед или после введения охлаждающей среды в трубку. После добавления содержание СО₂ в охлаждающей среде может составлять по меньшей мере 500 м.д., по меньшей мере 800 м.д., по меньшей мере 1000 м.д. или по меньшей мере 1300 м.д. Требуемое содержание СО₂ в охлаждающей среде, как правило, зависит от требуемой концентрации СО₂ вокруг растения, которая может быть разной для разных сельскохозяйственных культур и в разное время в течение дня или ночи и от требуемой скорости потока охлаждающей среды.

Таким образом, одновременное обеспечение освещения СИД 101 и высвобождение охлаждающей среды, пополненной СО₂ (или любой среды, содержащей высокую концентрацию СО₂), в непосредственной близости от растения PI способствует росту растения.

Осветительная система согласно изобретению, таким образом, содержит охлаждающую установку, которая предпочтительно образует открытую систему. Как правило, охлаждающая среда затем повторно не используется.

Выпускные отверстия 105 могут быть закрывающимися, предпочтительно изменяемо закрывающимися, например, посредством одного закрывающего элемента или более закрывающих элементов, расположенных во взаимодействии с трубкой 103. Таким образом, размер выпускных отверстий 105 можно регулировать. Поток охлаждающей среды, высвобождаемой в теплицу, может таким образом быть определен посредством комбинации скорости потока в трубке 103 и размера выпускных отверстий 105. Закрывающий элемент может регулироваться механически или он может регулироваться с помощью электронного устройства регулировки закрывания, необязательно соединенного с дополнительными устройствами управления, которые описаны ниже.

Осветительная система может необязательно содержать устройство регулировки светового выхода, функционально соединенное с электроснабжением СИД, для регулирования мощности источника света. Кроме того, система может необязательно содержать один или больше измерителей температуры для мониторинга температуры системы СИД, в частности теплоотвода, и/или нагретой охлаждающей среды.

Система может необязательно содержать измеритель содержания СО₂, предоставляющий информацию о концентрации СО₂ в теплице или ростовой камере и, в частности, концентрации СО₂ около растения P.

Кроме того, система может необязательно содержать часы или таймер, с которым могут быть взаимосвязаны устройство управления потоком, устройство регулировки закрывания и/или устройство регулировки светового выхода, так чтобы можно было регулировать скорость потока воздуха, размер выпускных отверстий и/или световой выход в качестве функции времени или времени дня.

Два или более указанных измерителя и устройств необязательно могут быть взаимно соединены в системе управления с целью полностью или частично автоматического регулирования интенсивности света, температуры и/или подвода СО₂ к растениям. Например, информация о температуре и/или информация о содержании СО₂ могут быть использованы в механизме обратной связи для регулирования скорости потока охлаждающей среды в трубке 103, концентрации СО₂ в охлаждающей среде посредством добавления СО₂ из источника СО₂ и/или размера выпускных отверстий 105. Таким образом, для конкретного светового выхода охлаждающая способность охлаждающей установки 102 может быть оптимизирована посредством приспособления скорости потока охлаждающей среды в трубке 103, а содержание СО₂ (в теплице вообще или только около растения) может поддерживаться повышенным или оптимизированным иным образом за счет регулирования соответствующим образом размера выпускных отверстий 105 и/или регулирования концентрации добавления СО₂ охлаждающей среды.

Фиг.2а и 2b показывают альтернативные варианты осуществления осветительной системы изобретения, в которой источники света встроены в охлаждающую установку. Со ссылкой на фиг.2a осветительная система 200 содержит группу СИД 201 и охлаждающую установку 202, как описано выше, имеющую выпускные отверстия 205, за исключением того, что группа 201 СИД расположена внутри трубки 203 охлаждающей установки 202. В данных вариантах осуществления трубка 203 является по меньшей мере частично прозрачной для света от СИД. СИД 201 расположены на PCB 204, которая соединена непосредственно с держателем 206, прикрепленным к трубке 203. Теплоотвод не требуется. На фиг.2b осветительная система 200 содержит группу СИД 201 и охлаждающую установку 202, как описано выше, имеющую выпускные отверстия 205, при этом PCB 204 СИД прикреплена с использованием стоек 207 держателя к внутренней части трубки 203. Теплоотвод не требуется. Удерживающие средства 206 и 207 являются всего лишь иллюстративными средствами для закрепления схемы печатной платы (PCB) СИД внутри трубки 203, и также предусматривается, что для установки СИД 201 внутри трубки 203 могут быть использованы другие средства и решения.

Фиг.3 показывает еще один вариант осуществления осветительного устройства согласно изобретению, в который встроены источники света, как описано выше со ссылкой на фиг.2. Однако также предусматривается, что СИД можно устанавливать снаружи трубки 303, как описано выше со ссылкой на фиг.1.

Осветительная система 300 представляет собой так называемую расположенную между растениями установку, видную на поперечном разрезе со стороны короткого конца. Расположенная между растениями осветительная система 300 служит для подачи света и СО₂ к растениям, как правило, рядам растений, расположенным по обеим сторонам осветительной системы 300. Осветительная система 300 содержит охлаждающую установку 302 и первую и вторую группы СИД 301, 301', расположенные на противоположных сторонах трубки 303 и направленные в сторону соответствующих соседних растений.

Охлаждающая установка 302 содержит трубку 303, как описано выше, имеющую множество первых выпускных отверстий 305, расположенных на той же стороне трубки 303, где и первая группа СИД 301, и дополнительно множество вторых выпускных отверстий 305', расположенных на той же стороне, где и вторая группа СИД 301'. Таким образом, охлаждающая среда может высвобождаться в направлении обоих рядов растений. Размер первых выпускных отверстий 305 и размер вторых выпускных отверстий 305', соответственно, необязательно можно регулировать независимо друг от друга.

В вариантах осуществления изобретения охлаждающая установка 102, 202, 302 может быть использована также для регулирования окружающей температуры растения. Хотя рост растений может быть усилен за счет более высокой температуры, более высокая температура также может способствовать росту патогенов и других нежелательных организмов. Таким образом, может быть предпочтительным удерживать температуру вокруг растения на умеренном уровне, например 10-50°C. Оптимальная температура зависит от сельскохозяйственной культуры, а также от того, нужно ли содержать растение на стадии вегетативного роста (сильного роста) или перевести его на стадию размножения (большое производство плодов). Охлаждающая среда, высвобождаемая из охлаждающей установки, может помочь в поддержании оптимальной температуры вокруг растения, снижая рост патогенов, в частности грибов. Кроме того, когда используется охлаждающая среда относительно низкой влажности, например наружный воздух, высвобождение охлаждающей среды поблизости от растения может понизить влажность вокруг растения, что может предотвращать рост патогенов, таких как грибы.

Согласно вариантам осуществления изобретения работой осветительной системы можно управлять для предоставления оптимальных условий с целью содействия росту и здоровью растения. Например, система может быть настроена на обеспечение большого высвобождения содержащей СО₂ охлаждающей среды в течение коротких периодов времени для содействия фотосинтезу. Это может быть увязано с конкретным временем дня, когда растение имеет большую возможность для фотосинтеза. Световой выход, скорость потока охлаждающей среды в трубке 103, 203, 303 и размеры выпускных отверстий 105, 205, 305, 305' можно соответствующим образом отрегулировать для предоставления необходимой интенсивности света при приемлемой температуре в сочетании с большим высвобождением охлаждающей среды. В других ситуациях, когда не требуются ни увеличение СО₂, ни регулирование температуры растений, отверстия 105, 205, 305, 305' могут быть закрыты, так что охлаждающая среда используется только для охлаждения СИД.

Квалифицированным специалистам в данной области должно быть понятно, что представленное изобретение никоим образом не ограничено предпочтительными вариантами осуществления, описанными выше. Наоборот, в пределах объема правовых притязаний приложенной формулы изобретения возможно множество модификаций и вариантов. Например, осветительная система может быть приспособлена для многослойного использования, в котором свет может излучаться в одном направлении (как правило, вниз, как на фиг.1), но выпускные отверстия могут быть предоставлены на двух сторонах трубки, так что охлаждающая среда высвобождается в нескольких направлениях как в направлении растения ниже, так и в направлении корней растения, расположенного на полке над осветительной системой.

Изобретение предоставляет осветительную систему для регулирования роста растений, при этом система содержит: группу твердотельных источников света, выполненных с возможностью излучения света предварительно заданной длины волны или диапазона длин волн; и охлаждающую установку, содержащую трубку, имеющую по меньшей мере одно впускное отверстие для получения газообразной охлаждающей среды и множество выпускных отверстий для высвобождения указанной газообразной охлаждающей среды из указанной охлаждающей установки, причем охлаждающая установка находится в механическом и тепловом контакте с указанными источниками света. Изобретение также предоставляет способ регулирования роста растения в теплице или ростовой камере. Изобретение предоставляет возможность содействия фотосинтезу растения посредством изменения условий (интенсивность света, температура, концентрация CO₂) локально вокруг растения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Осветительная система (100, 200, 300) для регулирования роста растений, при этом система содержит:
- группу твердотельных источников (101, 201, 301) света, выполненных с возможностью излучения света предварительно заданной длины волны или диапазона длин волн;
- охлаждающую установку (102, 202, 302), содержащую трубку (103, 203, 303) для пропускания охлаждающей среды, при этом трубка имеет по меньшей мере одно впускное отверстие для получения газообразной охлаждающей среды и множество выпускных отверстий (105, 205, 305) для высвобождения указанной газообразной охлаждающей среды из указанной охлаждающей установки, причем охлаждающая установка находится в механическом и тепловом контакте с указанными источниками света.

2. Осветительная система по п.1, в которой указанная трубка (103, 203, 303) является теплопроводной.

3. Осветительная система по п.1, в которой указанные выпускные отверстия (105, 205, 305) являются закрывающимися.

4. Осветительная система по п.3, в которой отверстия (105, 205, 305) являются изменяемо закрывающимися, так что размер выпускных отверстий является регулируемым.

5. Осветительная система по п.1, в которой охлаждающая установка образует открытую систему.

6. Осветительная система по п.1, в которой охлаждающую установку можно подсоединять к источнику СО₂.

7. Осветительная система по п.1, в которой по меньшей мере часть указанной трубки (103, 203, 303) находится в тепловом соединении с указанными источниками света.

8. Осветительная система по п.1, в которой указанная группа твердотельных источников (101, 201, 301) света расположена снаружи указанной трубки.

9. Осветительная система по п.8, в которой указанные выпускные отверстия (105, 205, 305) расположены на той же стороне трубки, что и источники света.

10. Осветительная система по п.1, дополнительно содержащая одно или более следующих устройств и измерителей: устройство регулировки закрывания для регулирования размера выпускных отверстий, устройство регулировки светового выхода, измеритель температуры, измеритель содержания СО₂ и часы или таймер.

11. Способ регулирования роста растения в теплице или ростовой камере, содержащий этапы:
- предоставления системы по любому одному из пп.1-10, в которой указанная группа источников света и указанное множество выпускных отверстий расположены во внутренней части теплицы или ростовой камеры;
- введения охлаждающей среды, содержащей СО₂, в трубку через по меньшей мере одно впускное отверстие;
- проведения указанной охлаждающей среды через трубку, так чтобы охлаждающая среда могла поглощать тепло, вырабатываемое указанной группой источников света; и
- предоставления возможности выхода указанной охлаждающей среды из охлаждающей установки через одно или более выпускных отверстий в теплицу или ростовую камеру.

12. Способ по п.11, в котором как по меньшей мере один из указанных источников света, так и по меньшей мере одно из указанного множества выпускных отверстий расположены поблизости от растения, рост которого необходимо регулировать.

13. Способ по п.11, в котором указанной охлаждающей средой является окружающий воздух, забираемый снаружи теплицы или ростовой камеры.

14. Способ по п.13, содержащий этап пополнения охлаждающей среды СО₂ перед тем, как ей предоставляется возможность выхода из охлаждающей установки в теплицу или ростовую камеру.

15. Способ по любому одному из пп.11-14, в котором охлаждающая среда имеет содержание СО₂, равное по меньшей мере 500 м.д. (миллионных долей), предпочтительно по меньшей мере 1000 м.д. или более предпочтительно по меньшей мере 1300 м.д.