АВТОНОМНЫЙ ПЛАВУЧИЙ ТЕПЛИЧНЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2022 года по МПК A01G9/14 

Заявляемое изобретение предназначено для сооружения, модернизации и эксплуатации теплиц и парников сельскохозяйственного назначения.

За рубежом (Голландия, Германия) наработан положительный опыт сооружения и эксплуатации плавающих теплиц, которые свободны от этого недостатка прототипа, поскольку расположены не на земельных участках, а на плавающем на поверхности водоема понтоне (Пригородный плавучий дом вместо городской квартиры. Информационный ресурс Интернет. Май 2013). Признаки известной плавающей теплицы «содержащей жестко закрепленную на понтоне на поверхности водоема теплицу», которые могут быть включены в до отличительную часть принятого прототипа (дополненного - сборного) позволяют придать ему новые качества, делающие его более совершенным.

Итальянская студия дизайна Studiomobile объединилась с профессором из Университета Флоренции Стефано Манкузо, который руководит Международной лабораторией нейробиологии растений, чтобы произвести прототип плавающей теплицы. Проект "Баржа медуза" (Jellyfish Barge) появился, как попытка решить продовольственную проблему в регионах с дефицитом пахотных земель. Он работает от автономной системы электроснабжения и производит собственную чистую воду с помощью бортовой системы солнечной дистилляции. Jellyfish Barge состоит из стеклянной теплицы на деревянной платформе площадью 70 квадратных метров. Плавучесть поддерживают 96 пластиковых бочек, прикрепленных снизу. Модульность системы позволяет ей прикрепляться к любому количеству других аналогичных платформ. Теплица может накачать воду для орошения из водоема, в котором находится, будь то речная, соленая или даже загрязненная вода. «При солнечной дистилляции в природе энергия солнца вызывает испарение воды в открытом море, которая затем выпадает в виде дождя», - объясняют в Studiomobile. «В Jellyfish Barge солнечная система опреснения повторяет это явление в малом масштабе. Она улавливает влагу из воздуха и заставляет ее оседать в виде конденсата при контакте с холодной поверхностью». На борту есть система сбора дождевой воды, и проектировщики из Studiomobile сообщают, что в общей сложности Jellyfish Barge может производить до 150 литров (39 галлонов) пресной воды в день. На борту платформы имеется высокоэффективная гидропонная система, способная экономить до 70 процентов больше воды, чем другие стандартные системы гидропоники. Она может использовать около 15 процентов морской воды. Автоматизированный контроль обеспечивает удаленный мониторинг над выращиванием растений. (Информационный ресурс Интернет: https://cameralabs.org/7454-plavayushchaya-teplitsa-kotoraya-mozhet-prokormit-dve-semi).

Известно Устройство для выращивания растений на открытых водоемах, (патент 2632949 RU, МПК A01G 31/02, оп. 11.10.2017), содержащее понтонное средство с полыми поплавками и установленный на нем контейнер с размещенным внутри питательным субстратом с семенами растений, дно которого выполнено с возможностью пропускания влаги, причем наружная поверхность дна размещена выше водной поверхности. При этом полые поплавки понтонного средства выполнены цельными и связаны между собой с образованием замкнутого контура. Форма контейнера соответствует форме указанного контура. Каждая из боковых стенок контейнера закреплена в верхней части соответствующего поплавка. Дно контейнера выполнено в виде решетки, установленной на поплавках таким образом, что высота между наружной поверхностью дна и водной поверхностью составляет не менее высоты поплавков, а внутри контейнера на дне и боковых стенках последовательно размещены паропроницаемое и сетчатое покрытия. Устройство позволяет создать условия для увлажнения питательного субстрата с семенами растений конденсатом паров, испаряющихся с поверхности водоема, от фазы набухания и прорастания семян до фазы формирования корневой системы в питательном субстрате контейнера.

Известен плавучий модуль (CN, патент на изобретение №104756847, «Плавучий модуль для посадки растений, группа плавучих модулей для посадки растений и способ посадки растений», МПК A01G 31/00, 31/02, опубл. 08.07.2015 г.). Модуль включает в себя платформу в виде понтонов, контейнер с питательным грунтом, состоящий из каркаса, стенок и перфорированного днища. Плавучий модуль выполнен с возможностью соединения с аналогичными модулями с образованием группы модулей.

Изобретение раскрывает плавучее ложе для посадки водных растений, посадочную плавучую платформу и способ посадки. Плавучее ложе для посадки водных растений содержит замкнутое пространство, образованное платформой, поручнями, простирающимися в направлении вверх от периферии платформы, и барьерные слои, расположенные на внутренних сторонах поручня, матрицу, расположенную в замкнутом пространстве и используемую для посадки водной растительности, и плавающих тел, расположенных в нижней части платформы для обеспечения плавучести, чтобы обеспечить возможность нижней поверхности матрицы быть ниже горизонтальной поверхности на заданное расстояние; множество плавающих оснований для водных растений расположены рядом и сращиваются с образованием группы с плавающей платформой для выращивания водных растений. В соответствии с посадочным плавучим слоем водной установки, посадкой группы с плавучим слоем и способом посадки люди могут непосредственно обращаться к платформе с помощью судна или тянуть платформу к береговой стороне для сбора или сбора урожая, облегчается уборка вручную, а трудозатраты и стоимость значительно снижаются; водное растение собирается дважды в год, и экономическое преимущество водной установки может быть удваировано.

Один из недостатков известных технических решений связан с необходимостью подключения к сетям электроснабжения, низкой надежностью электроснабжения (как и других сельхозпроизводителей вообще) из-за аварий и низкого качества электроэнергии в электрических сетях сельско-хозяйственного назначения

Для освобождения от указанных недостатков, связанных с перерывами функционирования источника электроэнергии, в заявляемой плавающей теплице возможно использование эффективного решения - применение энергоаккумуляторов, в частности, ресивера (для сжатого воздуха) и теплогидроаккумулятора (для горячей воды).

Другой недостаток связан с ограниченными эксплуатационными возможностями заявляемой плавающей теплицы, в частности - невозможностью выполнять самоходную ее ориентацию относительно сторон света, а также маневренные перемещения на небольшие расстояния в районе базирования теплицы. Этот недостаток отрицательно сказывается на эксплуатационных возможностях заявляемой плавающей теплицы и может существенно ухудшить технико-экономические показатели ее функционирования, объяснить это можно следующим. Невозможность выполнять самоходную ее ориентацию относительно сторон света отрицательно сказывается из-за связанной с этим недостатком невозможностью в полной мере использовать в теплице потенциал естественного солнечного света.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является Плавающая теплица (патент RU 145530. МПК A01G 9/14 оп. 20.09.2014), содержащая жестко закрепленную на понтоне, плавающем на поверхности водоема, теплицу с теплоизолирующими и прозрачными ограждениями, схему ее электроснабжения, подключенную к источнику электроэнергии, и включающая системы инженерного обеспечения теплицы - отопления и водоснабжения с электронасосами перекачивания в них, освещения, вентиляции и орошения; расположенные в ней грядки или лотки с растениями или рассадой; источником воды в ней является водоем, отличающаяся тем, что она снабжена теплогидроаккумулятором, причем обвязкой теплогидроаккумулятора обеспечивается возможность его работы либо в режиме аккумулирования тепла в горячей воде, либо в режиме отопления, либо одновременно - аккумулирования и отопления; она снабжена компрессором с ресивером, к которому подключены пневмодвигатели насосов систем отопления и водоснабжения, параллельно включенные в обводные линии электронасосов и функционирующие в течение перерывов подачи электроэнергии; причем теплогидроаккумулятор и ресивер выполнены из металла с возможностью контакта их поверхностей, в виде соосных цилиндров; один, являющийся ресивером, выполнен вложенным в другой цилиндр большего диаметра, при этом образуемый ими кольцевой объем является теплогидроаккумулятором, а на поверхности цилиндра большего диаметра установлена тепловая изоляция; понтон выполнен с возможностью самоходной его ориентации относительно сторон света, благодаря использованию для этого съемных движителей, устанавливаемых на специальных транцах на понтоне, и снабжению его разнесенно установленными на нем, как минимум двумя якорями, исключающими его смещение и вращение.

Недостатком известных технических решений является применение солнечных батарей, ветреных электростанций, аккумулятора тепловой энергии в горячей воде - теплогидроаккумулятор и сжатого воздуха (ресивер), которые заряжаются в периоды наличия электроэнергии от ее источника.

Существуют различные тепличные комплексы на плачущих средствах, главное отличие которых, что они не используют энергию течения реки.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение эффективного роста растений различного видового состава на водоемах при простоте и легкости конструкции, более надежно, энергоэффективно и энергоэкономично функционирующей.

Техническим результатом от реализации предлагаемого изобретения является создание условий для обеспечения возможности при дефиците свободных земель и наличии водоемов выращивания с/х культур, за счет использования энергии течения реки для получения необходимой энергии (электрической и тепловой) для обеспечения круглогодичного функционирования тепличного комплекса, который расположен на барже, пантеоне или другом плавучем устройстве.

Дополнительными техническими результатами являются:

- повышение энергоэффективности, энергобезопасности, энергоэкономичности заявляемой плавающей теплицы и снизить себестоимость выращиваемой в ней овощной продукции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлен автономный плавучий тепличный комплекс, общий вид в изометрии;

на фиг. 2 - то же, общий вид устройства в изометрии, вид сверху;

на фиг. 3 - то же, общий вид сбоку.

Позиции обозначают: модуль тепличного комплекса 1; плавучие средство 2; якорь 3; фал якоря 4; гидротурбина 5; генератор 6; направление течения 7; уровень поверхности воды 8.

Устройство плавающей теплицы.

Модуль 1 тепличного комплекса представляет собой закрытый корпус, внутри которого расположены теплица с теплоизолирующими и прозрачными ограждениями, схема ее электроснабжения, подключенная к источнику электроэнергии, и включающая системы инженерного обеспечения теплицы - отопления и водоснабжения с электронасосами перекачивания в них, освещения, вентиляции и орошения; расположенные в ней грядки или лотки с растениями или рассадой; источником воды в ней является водоем (см. фото 1-4). Модуль 1 выполнен с возможностью соединения с аналогичными модулями с образованием группы модулей.

Модуль тепличного комплекса 1 установлен на плавучем средстве 2 (например, барже) 2. Баржа 2 установлена на водоеме (реке) с течением 7, баржа 2 установлена параллельно направления течения. Баржа 2 закреплена якорем 3 через фал 4, для предотвращения сноса течением 7. Течение 7 приводит в движение лопасти гидротурбины 5, гидротурбина 5 приводит в движение ротор генератора 6. Генератором вырабатывается электрическая энергия для автономного обеспечения всех систем модуля тепличного комплекса 1.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к альтернативным способам выращивания с/х культур, предлагается использовать энергию течения реки для получения необходимой энергии (электрической и тепловой) для обеспечения круглогодичного функционирования тепличного комплекса, который расположен на барже, пантеоне или другом плавучем устройстве. Плавучее средство заякорено неподвижно, к которому закреплены лопасти или другие устройства, которые приводятся в движение от течения реки. На плавучем средстве установлены генераторы, роторы которых приводиться в движение от лопастей. С ростом населения и дорожающими энергоресурсами данное устройство становиться полезным для регионов с низкими температурами, коротким теплым сезоном и непригодными почвами для выращивания (болотистые местности, неплодородная земля, низкие температуры) с полноводными реками незамерзающими круглогодично. Также там, где для тепличного выращивания требуется дорогая энергия, что делает выращивание экономически не эффективным).

Изобретение предназначено для сооружения, модернизации и эксплуатации теплиц и парников сельскохозяйственного назначения. Автономный плавучий тепличный комплекс содержит жестко установленный на плавучем средстве модуль, включающий теплицу с теплоизолирующими и прозрачными ограждениями, схему ее электроснабжения, подключенную к источнику электроэнергии, и включающий системы инженерного обеспечения теплицы - отопления и водоснабжения с электронасосами, освещения, вентиляции и орошения. В теплице расположены грядки или лотки с растениями или рассадой, а источником воды в ней является водоем. Плавучее средство установлено на реке с течением, параллельно направлению течения, и закреплено якорем через фал для предотвращения сноса течением. Течение приводит в движение лопасти гидротурбины, гидротурбина приводит в движение ротор генератора. Генератором вырабатывается электрическая энергия для автономного обеспечения всех систем модуля тепличного комплекса. Техническим результатом является создание условий для обеспечения возможности при дефиците свободных земель и наличии водоемов выращивания с/х культур. 3 ил., 4 фото.

Автономный плавучий тепличный комплекс, содержащий жестко установленный на плавающем средстве, закрепленном на поверхности водоема, модуль, включающий теплицу с теплоизолирующими и прозрачными ограждениями, схему ее электроснабжения, подключенную к источнику электроэнергии, и включающий системы инженерного обеспечения теплицы - отопления и водоснабжения с электронасосами перекачивания в них, освещения, вентиляции и орошения, расположенные в ней грядки или лотки с растениями или рассадой, источником воды в ней является водоем, отличающийся тем, что содержит плавучее средство, предназначенное для установки на реке с течением, параллельно направлению течения, имеющее якорь и фал для закрепления на реке и предотвращения сноса течением, гидротурбину с лопастями, приводящимися в движение течением реки, генератор с ротором, приходящим в движение от гидротурбины, модуль выполнен с возможностью соединения с аналогичными модулями с образованием группы модулей.