СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В ТЕПЛИЦЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Название	СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В ТЕПЛИЦЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
Разработчик (Авторы)	Кирин Игорь Григорьевич
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2817421
Дата регистрации	16.04.2024
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Область применения (класс МПК)	A01G 9/24 (2006.01)

Описание изобретения

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.

Известен также способ термостабилизации, суть которого заключается в использовании емкости, заполненной водой. За день вода в емкости нагревается, а в течение ночи отдает тепло окружающей среде. Таким образом, и осуществляется термостабилизация температуры в теплице (Как обогреть теплицу своими руками - Теплос Бай; https://teplos.by) kak-obogret-teplicu-svoimi-rukami).

Этот способ обладает ограниченным диапазоном стабилизации из-за ограниченной величины запасаемого тепла, так как накопление водой тепла осуществляется только воздушной массой теплицы.

Известно устройство для реализации это способа. В этом устройстве используются небольшие емкости, которые заполняют водой. Это пластиковые бутылки без пробок, которые расставляют по внутренней границе теплицы. Чтобы они не опрокинулись, их ставят в мелкие лунки и прикапывают. За день вода в бутылках нагревается, а в течение ночи отдает тепло окружающей среде теплицы (Как обогреть теплицу своими руками - Теплос Бай; https://teplos.by) kak-obogret-teplicu-svoimi-rukami).

Известна также автономная теплица с ночным обогревом и дневной вентиляцией солнечной энергией, в которой в случае повышения температура выше заданного уровня излишнее тепло сбрасывается через форточку управляемой механическим термочувствительным приводом (RU 2760162 C1).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототип) является устройство, реализующее способ стабилизации теплового режима в теплице, заключающийся в расположении в ней открытой емкости, заполненной водой, запасающей тепло во время дня и отдающей это тепло в течение ночи, при этом в дневное время осуществляется подогрев воды не только за счет тепла помещения теплицы, но и за счет тепла теплового (солнечного) коллектора, расположенного вне теплицы (патент CN 106613536 A).

Это устройство обладает ограниченным диапазоном стабилизации из-за отсутствия системы автоматического поддержания температуры в теплице, ограниченной величины запасаемого тепла, накопление водой тепла осуществляется воздушной массой теплицы и коллектора, расположенного вне теплицы, обусловленной опасностью повышения температуры в теплице выше допустимого значения. Кроме того, оно не обеспечивает равномерное распределения запасенного тепла в ночное время.

Техническим результатом изобретения является расширение диапазона температур, подлежащих стабилизации в теплице, обеспечение равномерного распределения запасенного тепла в ночное время, обеспечение возможности увеличить длину теплицы, при которой обеспечивается равномерное распределение и термостабилизация температуры внутри нее.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, достигается тем, что в известном устройстве стабилизации теплового режима в теплице, включающем открытую емкость, заполненную водой, запасающую тепло во время дня и отдающую это тепло в течение ночи, дополнительно в него введена вторая открытая емкость, заполненная водой, при этом емкости расположены с противоположных сторон теплицы. В качестве емкостей используется открытые металлические емкости с водой. Дополнительно в устройство включены змеевики, две изогнутые в виде буквы U металлические трубы, соединенные для каждой открытой емкости, заполненной водой, одним концом с верхней частью соответствующей емкости, заполненной водой, а другим концом - с нижнем частью этой же емкости, заполненной водой, два солнечных коллектора, форточка на петлях, механический термочувствительный привод, теплоизолирующие подставки, причем обе металлические емкости с водой расположены на теплоизолирующих подставках и в каждой из них размещен змеевик, соединенный с одним из солнечных коллекторов, расположенных вне теплицы на ее противоположных сторонах, а механический термочувствительный привод одним концом соединен с корпусом теплицы, а вторым - с форточкой на петлях.

Предлагаемое устройство реализует способ стабилизации теплового режима в теплице, заключающийся в расположении в ней двух открытых емкостей, заполненных водой, запасающей тепло во время дня и отдающей это тепло в течение ночи, когда в качестве емкостей, запасающих тепло, используются две открытые металлические емкости, заполненные водой, каждая из которых снабжена трубой, изогнутой в виде буквы U, причем емкости расположены в разных концах теплицы, в которых в дневное время осуществляется подогрев воды не только за счет тепла помещения теплицы, но и за счет тепла солнечных коллекторов, расположенных вне теплицы в непосредственной близости к каждой емкости, а в случае повышения температуры выше заданного уровня, излишнее тепло сбрасывается через форточку, управляемую механическим термочувствительным приводом.

Предлагаемые устройство и способ обеспечивают расширение диапазона температур, подлежащих стабилизации в теплице за счет системы автоматического поддержания температуры в теплице при увеличении величины запасаемого тепла, накопленного водой в емкости от воздушной массы теплицы и коллектора, расположенного вне теплицы, что исключает опасность повышения температуры в теплице выше допустимого значения.

На фигуре 1 приведена структурная схема устройства, а на фигуре 2 - схема расположения открытых емкостей, заполненных водой.

В корпусе 1 теплицы установлено устройство автоматической стабилизации теплового режима, включающее открытые металлические емкости 2, заполненные водой 3, в которых размещены змеевики 4, соединенные с солнечными коллекторами 5, расположенными вне теплицы, форточка на петлях 6, механический термочувствительный привод 7 форточки 6, теплоизолирующие подставки 8 под емкости 2, и трубы 9, изогнутые в виде буквы U, соединенные с емкостями 2. Теплица имеет входную дверь 10. Стрелками показано солнечное излучение.

Устройство и способ осуществляются следующим образом.

Если температура в теплице постоянная днем и ночью, то температура в теплице поддерживается путем открытия форточки 6 на петлях на определенную величину с помощью механического термочувствительного привода 7, закрепленного одним концом на корпусе теплицы 1, а другим на форточке 6, или форточка 6 закрыта, если есть температурный баланс в теплице.

Если в ночное время суток температура окружающего теплицу воздуха опускается ниже температуры в внутри теплицы, особенно при заморозках, то открытые металлические емкости 2, расположенные на теплоизолирующих подставках 8, и трубы 9, изогнутые в виде буквы U, заполненные водой 3, отдают тепло, накопленное за день от солнечного излучения с помощью солнечных коллекторов 5, соединенных с змеевиками 4 и от окружающего воздуха внутреннего помещения теплицы. Тем самым осуществляется термостабилизация. За счет того, что использовано две открытые металлические емкости, каждая из которых имеет трубы, изогнутые в виде буквы U, достигается возможность увеличить длину теплицы, при которой обеспечивается равномерное распределение и термостабилизация температуры внутри нее.

При реализации устройства стабилизации температурного режима в теплице, теплоизолирующие подставки 8 могут быть выполнены из поликарбоната. Открытые металлические емкости 2 могут быть изготовлены из стальных листов, или же в качестве этих емкостей 2 могут быть использованы стандартные металлические бочки без крышек. Змеевики могут быть изготовлены из медной трубы. В качестве механического термочувствительного привода может быть использован автоматический открыватель форточки теплицы «Синьор Помидор», а в качестве солнечного коллектора - коллектор солнечный Poolmagic SP06305.

Использование изобретения позволит достичь стабилизации теплового режима в теплице, обеспечивающей ослабление негативного воздействия на выращиваемые растения как ночных заморозков, так и высокой солнечной радиации в дневные часы.

Кроме того, использование изобретения обеспечит повышенную безопасность, так в нем не используется электричество и горячие элементы, что дает ему возможность практического использования в частных хозяйствах при отсутствии обслуживающего персонала в течение нескольких дней.

Формула изобретения

1. Устройство стабилизации теплового режима в теплице, включающее открытую емкость, заполненную водой, запасающую тепло во время дня и отдающую это тепло в течение ночи, отличающееся тем, что введена вторая открытая емкость, заполненная водой, при этом эти емкости расположены с противоположных сторон теплицы, причем в качестве емкостей используют открытые металлические емкости с водой, кроме того, дополнительно введены два змеевика, две изогнутые в виде буквы U металлические трубы, соединенные одним концом с верхней частью открытых емкостей, заполненных водой, а вторым концом - с нижней частью открытых емкостей, заполненных водой, два солнечных коллектора, форточка на петлях, механический термочувствительный привод, две теплоизолирующие подставки, при этом обе металлические емкости с водой расположены на теплоизолирующих подставках и в каждой из них размещен змеевик, соединенный с одним из солнечных коллекторов, расположенных вне теплицы на ее противоположных сторонах напротив каждой открытой емкости, заполненной водой, а механический термочувствительный привод одним концом соединен с корпусом теплицы, а вторым - с форточкой на петлях.

2. Способ стабилизации теплового режима в теплице с использованием устройства по п.1, заключающийся в расположении в ней открытой емкости, заполненной водой, запасающей тепло во время дня и отдающей это тепло в течение ночи, отличающийся тем, что используют две открытые металлические емкости, заполненные водой, запасающие тепло, каждая из которых снабжена трубой, изогнутой в виде буквы U, при этом эти емкости располагают в противоположных концах теплицы, и в них в дневное время осуществляется подогрев воды за счет тепла помещения теплицы и за счет тепла солнечных коллекторов, расположенных вне теплицы в непосредственной близости к каждой емкости, а в случае повышения температуры выше заданного уровня излишнее тепло сбрасывают через форточку, управляемую механическим термочувствительным приводом.

Изобретение "СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В ТЕПЛИЦЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ" (Кирин Игорь Григорьевич ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога