ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩАЯ ТЕПЛИЦА

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть применена в овощеводстве закрытого грунта для выращивания овощей, а также других культур, например, цветов, саженцев винограда, плодовых и декоративных растений.
Известна блочная теплица, содержащая каркас, кровлю со сливными лотками и гребнями, форточки, систему вентиляции. Каркас имеет подстропильные фермы шедовых конструкций, а форточки каждого ската выполнены ленточными на всю ширину ската кровли и имеют закрепленный на середине ее подфорточный вал, соединенный с приводом поворота форточки вокруг вала, при этом нижняя кромка форточки выполнена с возможностью опоры на сливные лотки, а верхняя с возможностью поджатия к коньку изнутри теплицы, причем количество шедов подстропильной фермы определяют шириной форточки и пролетом теплицы (см. патент Российской Федерации на изобретение №2087090 «Блочная теплица»).
Но данная теплица имеет следующие недостатки.
1. Большие потери тепловой энергии и, вследствие этого, низкая эффективность использования солнечной энергии.
2. Невозможность использовать эффект аккумулирования тепловой энергии в ночное время.
3. Не устранено негативное влияние перепада температур в дневное и ночное время суток.
4. Незначительная интенсивность освещения растений, а также неравномерность их освещения.
5. Повышенная температура внутри теплицы в жаркое время лета. Наиболее близкой, к заявляемой полезной модели, является Теплоаккумулирующая теплица траншейного типа, содержащая низкие боковые стенки (50 см), двускатную крышу с резким уклоном. Стенки теплицы утеплены пенопластом (толщина 2 см). С южной стороны крыша покрыта двойной пленкой. Внутри теплицы расположены теплонакопители в виде грядок, а также светоотражающее покрытие на всех стенках, кроме южной части крыши. В крыше выполнены регулируемые форточки (см. http://teplica.ucoz.ru/photo).
Данная теплица выбрана в качестве прототипа по принципу решения задачи - углубленная, со светоотражающим материалом.
Прототип и заявляемая теплица, имеют такие общие признаки:
- боковые стенки;
- двускатная крыша;
- на одном (южном) склоне установлены регулируемые форточки;
- светоотражающее покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность конструктивных элементов теплицы;
- теплонакопители.
Но теплица по прототипу имеет следующие недостатки:
- ограниченный полезный объем и ограничено по высоте пространство теплицы вследствие размещения высоких грядок;
- сложность сохранения влаги в верхней части почвы грядок вследствие наличия глубоких траншей между ними;
- невозможность использования данной конструкции в таком виде для промышленного выращивания сельскохозяйственных растений;
- неудобство использования в теплице данной конструкции средств малой механизации.
В основу полезной модели поставлена задача разработать усовершенствованную конструкцию теплоаккумулирующей теплицы, в которой за счет выполнения ее блочной, выполнения теплоносителей иным образом, а также установки перфорированных площадок-проходов, обеспечить повышение эффективности, за счет создания оптимальных условий для полноценного созревания овощей в промышленных масштабах в любое время года с использованием возобновляемых источников энергии, а также обеспечить повышенную комфортность и удобство работы в теплице.
Поставленная задача решена конструкцией теплоаккумулирующей теплицы, содержащей боковые стенки, двускатную крышу, на одном скате которой установлены регулируемые форточки, светоотражающее покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность конструктивных элементов теплицы, а также теплонакопители, тем, что теплица выполнена блочной и содержит, как минимум, две сопряженные теплицы, при этом по периметру теплицы установлена общая тепло-, гидроизоляционная стена, боковые стенки соединенных блоков выполнены в виде перегородок, на верхних частях которых установлены перфорированные площадки-проходы, под которыми расположены водосточные каналы, пространство между перегородками заполнено термоаккумулирующим материалом, а под каждым водосливным каналом находится тепло-, гидроизоляционный слой, кроме того, в передней части блоков теплицы находится общий тамбур с входной дверью.
Теплоаккумулирующая теплица изображена на чертеже, где
фиг.1 - вид теплицы спереди, в сечении;
фиг.2 - вид теплицы сбоку, в сечении.
Теплоаккумулирующая теплица может быть установлена как внутри котлована, вырытого в земле, так и на уровне земли.
Ниже рассматривается вариант, когда теплица установлена в котловане, ниже уровня земли.
Теплица содержит тепло-, гидроизоляционную стену 1 по всему периметру теплицы, перегородки 2 между блоками по длине теплицы, крышу 3, которая содержит светопрозрачный скат 4, ориентированный на юг и непрозрачный теплоизолированный скат 5, ориентированный на север. На светопрозрачном скате 4 крыши 3 установлена светопрозрачная регулируемая форточка 6. Пространство между перегородками 2 заполнено теплоаккумулирующим материалом 7. В качестве теплоаккумулирующего материала 7 используется песок или другой сыпучий теплоемкий материал.
На верхних частях перегородок 2 установлена перфорированная площадка-проход 8 для установки светозащитных сеток на светопрозрачный скат 4 в летний период.
В перфорированной площадке-проходе 8 расположен водосливной канал 9 для слива осадков, а под водосливным каналом 9 расположен тепло, - гидроизоляционный слой 10.
На внутренние поверхности непрозрачного ската 5, перегородок 2 и тепло-, гидроизоляционной стены 1 нанесено светоотражающее покрытие 11.
Каждая теплица снабжена входной дверью 12.
В передней части блоков теплицы выполнен общий тамбур 13, снабженный дверью 14. Внутри тамбура 13 установлены лестницы 15.
Пол 16 теплицы (дно котлована) расположен на глубине ~2 м от уровня земли 17.
Работа теплоаккумулирующей теплицы осуществляется следующим образом.
По команде от датчика температуры (датчики на чертеже не показаны) включается мотор-редуктор и через винтовую передачу открывает или закрывает форточки 6. Каждая форточка 6 имеет индивидуальный мотор-редуктор. В летнее время угол открытия форточек 6 устанавливается с целью вентиляции в зависимости от погодных и технологических условий. Углубление теплицы на два метра, тепло-, гидроизоляционная стена 1 по периметру теплицы, термоизоляция непрозрачного северного ската 5 крыши 3 и термогидроизоляционный слой 10 под каналом 9 для слива осадков позволяют до минимума сократить потери тепла из внутреннего пространства теплицы. Направление светопрозрачного ската 4 крыши 3 на юг и покрытие внутренних поверхностей светоотражающим материалом 11 позволяет за счет многократного отражения создать внутри теплицы повышенную концентрацию солнечной энергии в светлое время суток и ее равномерное распределение по всему объему теплицы. Материал пола 16 теплицы и теплоаккумулирующий материал 7 между перегородками 2 нагреваются в течение светового дня солнечной энергией, а в темное время суток, остывают и отдают тепло во внутреннее пространство теплицы. Общий для всех блоков тамбур 13 с одной дверью 14 во внешнее пространство препятствует потерям тепла через двери 12 блоков. Все это позволяет свести к минимуму колебания температуры в теплице в течение суток и значительно сократить потребность в отоплении в осенне-зимний период эксплуатации теплицы. Перфорированные площадки-проходы 8 позволяют убирать зимой снег со светопрозрачного ската 4 блока теплицы на светопрозрачный скат 5 крыши 3 соседнего блока. В жаркий период лета площадки-проходы 8 служат для установки светозащитных сеток на светопрозрачный скат 4 крыши 3 и демонтажа этих сеток. Это обеспечивает снижение температуры в теплице в жаркое время лета к технологически необходимому. Водосточные каналы 9 под перфорированными площадками-проходами 8 отводят талую воду и дождевые осадки.
В зимний период происходит сохранение тепла в теплице за счет наличия теплоизоляционной стены 1 по периметру. Этому способствует то, что с внешней стороны этой стены находится почва с положительной стабильной температурой в любое время года. Также сокращают потери тепла непрозрачный теплоизолированный северный скат 5 крыши 3 и общий тамбур 13. Повышенная концентрация, за счет светоотражающего покрытия 11 стен, солнечной энергии и накопление тепловой энергии в полу 16 и перегородках 2 существенно снижает расход теплоносителя в холодное время года и уменьшает перепады температуры в теплице в течение суток в любое время года. Удобство очистки южного светопрозрачного ската 4 крыши 3 от снега с площадки-прохода 8 позволяет избежать длительного затенения теплицы в холодное время года. Автоматически управляемые форточки 6 ограниченных размеров сводят к минимуму потери тепла и углекислого газа. При этом форточки 6 обеспечивают достаточное проветривание и регулирование температуры.
В летний период происходит снижение температуры в теплице за счет установки на южный светопрозрачный скат 4 крыши 3 светоограничительной сетки с затеняющим эффектом для ограничения количества поступающей солнечной энергии. Установка сетки осуществляется с перфорированной площадки-прохода 8. Площадка-проход 8 благодаря перфорации не задерживает осадки, и они свободно попадают в канал 9 слива осадков. Температура почвы на глубине в жаркое время намного ниже температуры на поверхности. При ограничении с помощью сеток поступления солнечной энергии окружающий грунт играет роль охладителя и температура внутри теплицы в жаркое время лета значительно ниже, чем у окружающего воздуха. Автоматически управляемые форточки 6 ограниченных размеров сводят к минимуму проникновение горячего воздуха в теплицу и потери углекислого газа и влаги при достаточном проветривании. Теплоизолирующие стены 1 по периметру и теплоаккумулирующие перегородки 2 летом способствуют минимальным колебаниям температуры в течение суток. Общий тамбур 13, также препятствует попаданию горячего воздуха в теплицу в летнее время.