Гидропонная установка Российский патент 2019 года по МПК A01G31/02 

Изобретение относится к области энергообеспечения и может быть востребовано для электроснабжения сельскохозяйственных помещений и электроаппаратуры.

Известна установка теплоснабжения, включающая циркуляционный контур, состоящий из скважины-теплообменника для отбора низкопотенциального тепла горных пород, теплового насоса и солнечного коллектора на подводящем трубопроводе, соединенных подводящим и отводящим трубопроводами для циркуляции теплоносителя, отличающаяся тем, что имеет концентратор солнечного излучения, состоящий из полусферических поверхностей, которые установлены одна над другой на стойках, при этом верхняя полусферическая поверхность выпуклой стороной направлена к вогнутой стороне нижней полусферической поверхности, на которой расположен солнечный коллектор, при этом выпуклая и вогнутая стороны полусферической поверхности выполнены из закаленного стекла с зеркальным напылением (см. патент №2580243, F24J 2/42 2016 г.).

Известна гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине (патент RU 2629277 C1, A01G 31/02, 2016 г. - прототип).

Недостатком известных технических решений являются: отсутствие резервного питания теплового насоса и блока управления в случае аварии.

Техническим результатом является повышение надежности энергообеспечения и повышение эффективности выращивания растений и экономия поливной воды.

Технический результат достигается тем, что гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем, блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине, отличающейся тем, что имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора с инвертором, стабилизатора напряжения, реле для переключения на резервное питание теплового насоса и преобразователь тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим и подводящим трубопроводами и подключенные к стабилизатору напряжения.

Новизна обусловлена тем, что в гидропонной установке для выращивания растений использованы элементы Пельтье для получения электрической энергии за счет расположения их между трубопроводами, одна сторона элемента Пельтье расположена на отводящем - холодном трубопроводе, а другая на подводящем - горячем трубопроводе, вследствие разности температур вырабатывается электроэнергия.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена гидропонная установка с резервным источником электроснабжения

Гидропонная установка включает блок управления 1, культивационный сосуд 2, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды 3, соединенный посредством трубопровода с блоком управления 1, установка содержит озонатор 4 с воздухопроводом 5, устройство теплоснабжения, состоит из скважины 6 для отбора воды, теплового насоса 7 с отводящим 8 и подводящим 9 трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом 2. Нагреватель воды в виде концентратора солнечного излучения 10 установлен на подводящем трубопроводе 9 между тепловым насосом 7 и скважиной 6. Блок управления 1 соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса 7, а воздухопровод 5 озонатора 4 установлен в скважине 6. Система имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора 11 с инвертором 12, стабилизатора напряжения 13, реле 14 для переключения на резервное питание теплового насоса 7 и блока управления 1 и преобразователь тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье 15, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим 8 и подводящим 9 трубопроводами, подключены к стабилизатору напряжения 13.

Гидропонная установка работает следующим образом.

Из скважины 6 отбирается вода, которая обогащается озоном в концентрации, необходимой для данного растения, в пределах: 2-15 мг/м3 посредством воздухопровода 5, к которому подключен озонатор 4. Далее обогащенная вода по подводящему трубопроводу 9 поступает в солнечный коллектор 10, который осуществляет ее нагрев. Затем подогретая вода при помощи теплового насоса 7 поступает в культивационный сосуд 2, где датчик уровня воды 3, подключенный к блоку управления 1, регулирует уровень подаваемой воды, после чего отработанная вода и ее излишки по отводящему 8 трубопроводу через тепловой насос 7 возвращается обратно в скважину 6. В случае отключения основного источника электрической энергии, при помощи реле 14 тепловой насос 7 и блок управления 1 подключаются к резервному устройству электроснабжения.

За счет того, что устройство имеет отводящий - холодный 8 и подводящий - горячий 9 трубопроводы, между которыми установлены элементы Пельтье 15, стороны которого воспринимают разности температур, благодаря чему, на выводах, последовательно соединенных элементов вырабатывается постоянное напряжение. Выводы от группы элементов Пельтье 15, подключены к стабилизатору напряжения постоянного тока 13, поддерживающего напряжение постоянным 12 В, затем полученный электрический ток поступает на аккумулятор 11, для его подзарядки, а от него на инвертор 12, который на выходе выдает промышленное напряжение 220 В для работы теплового насоса 7 и блока управления 1.

Гидропонная установка содержит блок управления, культивационный сосуд, в котором находится датчик уровня воды, установку теплоснабжения, озонатор, воздухопровод которого установлен в скважине. Установка теплоснабжения состоит из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды. Нагреватель воды выполнен в виде концентратора солнечного излучения и установлен на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной. Устройство имеет резервный источник электропитания, состоящий из аккумулятора с инвертором, стабилизатора напряжения, реле для переключения на резервное питание теплового насоса и преобразователя тепловой энергии в электрическую. В качестве преобразователя использованы элементы Пельтье, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим и подводящим трубопроводами и подключенные к стабилизатору напряжения. Техническим результатом является повышение надежности электроснабжения и обеспечение бесперебойной работы устройства. 1 ил.

Гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине, отличающаяся тем, что она имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора с инвертором, стабилизатора напряжения, реле для переключения на резервное питание теплового насоса и преобразователя тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим и подводящим трубопроводами и подключенные к стабилизатору напряжения.