Контроль температуры климатической зоны фермы для разведения насекомых
TEMPERATURE CONTROL OF THE CLIMATIC ZONE OF THE INSECT FARM

Настоящее изобретение относится к области выращивания насекомых.
Насекомые, рассматриваемые согласно настоящему изобретению, представлены, к примеру, жесткокрылыми, двукрылыми, чешуекрылыми, термитами, прямокрылыми, перепончатокрылыми, таракановыми, полужесткокрылыми, клопами, поденками и скорпионницами, а предпочтительно - жесткокрылыми, двукрылыми, прямокрылыми, чешуекрылыми.
Термин «насекомое» используется для обозначения любой стадии развития от яйца или кладки яиц до взрослого насекомого, а конкретнее - настоящее изобретение направлено на выращивание насекомых со стадии личинки до взрослой особи.
Фермерское разведение насекомых переживает, в некотором роде, расцвет. Разведение насекомых имеет множество привлекательных характеристик, будь то сельское хозяйство (поскольку определенные виды съедобных насекомых богаты белком) или другие отрасли промышленности. Наружный скелет насекомых по большей части состоит из хитина, известным производным которого является хитозан. Хитин и/или хитозан применяется во множестве различных сфер: косметика (рецептура косметики), медицина и фармацевтика (лекарственные препараты, лечение ожогов, биоматериалы, глазные накладки, хирургические нитки), диета и рацион, промышленность (фильтрующая, структурирующая добавка, флокулянт или адсорбент для фильтрации воды или контроля загрязнения) и др. Фактически, хитин и/или хитозан являются биосовместимыми, биоразлагаемыми и нетоксичными материалами.
В документе FR 3034622 представлена ферма, приспособленная для разведения насекомых в промышленных масштабах. Разведение подразумевает наличие емкостей для разведения (как правило, кадок), штабелируемых в один или несколько рядов, для образования блоков для разведения. Базовые блоки для разведения находятся на хранении, а при необходимости выполнения работ по разведению эти емкости выставляют на рабочее место, предназначенное для проведения работ, группируют в базовые блоки для разведения или разгруппировывают на отдельные единицы.
Таким образом, насекомые живут в зоне, в которой они растут и развиваются между периодами разведения. Следовательно, в этой зоне важно поддерживать условия окружающей среды, благоприятствующие их здоровью, обеспеченности ресурсами и быстрому росту.
2
Условия окружающей среды, в частности, касаются температуры воздуха, определения влажности и уровня углекислого газа (СО) в воздухе.
2
2
В документе CN 107372375 в общих чертах указывается на важность контроля температуры, влажности и уровня СO на шелкопрядной ферме. В настоящем документе приводится описание фермерского хозяйства, включающего датчики температуры, влажности воздуха и СО.
Однако в контексте разведения насекомых в промышленных масштабах на предыдущем уровне техники не известно о каком-либо устройстве, дающем возможность обеспечивать наличие и надлежащее поддержание однородных условий окружающей среды. Например, что касается контроля температуры на ферме для разведения, при выращивании в особо крупных масштабах возникают две проблемы. Одна проблема заключается в том, что весьма большое количество насекомых (как правило, несколько десятков тонн насекомых на ферме для разведения) генерирует крайне большое количество тепла. Более того, сложность представляет обеспечение достаточной однородности температуры.
При этом оптимальный диапазон температур для роста насекомых, в целом, весьма ограничен. Например, что касается Tenebrio molitor (большого мучного хрущака), то несмотря на то, что он активен при температуре от 15 до 40°С и может выживать как при немного пониженной, так и повышенной температуре, скорость роста этого вида достигает максимума приблизительно при 25°С. Аналогичным образом в зонах на ферме, в которых не предусматривается максимальный рост насекомых, но предназначенных, например, для откладывания яиц, температура должна поддерживаться достаточно точно.
Обеспечение такой температуры в крупноразмерных зонах разведения с обеспечением относительной однородности, а также ее поддержание, несмотря на возможные изменения по времени и распределение в пространстве, представляют проблему, неизвестную и, тем более, не решенную на предыдущем уровне техники.
То же самое касается и влажности воздуха. Фактически, несмотря на широкий диапазон переносимой влажности, слишком низкая влажность может замедлить рост насекомых, а слишком высокая - спровоцировать развитие грибковых заболеваний.
Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается ферма для разведения насекомых, включающая климатическую зону, в которой условия окружающей среды, в частности, температура, контролируется системой кондиционирования воздуха, предназначенной для разведения в крупных масштабах.
Следовательно, настоящее изобретение относится к ферме для разведения насекомых, включающей климатическую зону, оснащенную комплектом стеллажей для хранения насекомых в емкостях для разведения, а также включающую зону кондиционирования воздуха, оснащенную системой кондиционирования воздуха, которая предназначена для регулирования воздуха до первого значения температуры. Ферма включает первый комплект воздуховодов, предназначенных для транспортировки воздуха с первым значением температуры из зоны кондиционирования воздуха в климатическую зону, а также для доставки воздуха с первым значением температуры в эту климатическую зону. Система кондиционирования воздуха дополнительно предназначена для регулировки температуры воздуха до второго значения совместно с регулировкой температуры воздуха до первого значения. Ферма также включает второй комплект воздуховодов, предназначенный для транспортировки воздуха со вторым значением температуры из зоны кондиционирования воздуха в климатическую зону. Воздух с первым и вторым значениями температуры смешивается в климатической зоне.
Подача воздуха с двумя разными значениями температуры на ферму обеспечивает эффективность и быстроту контроля температуры ее окружающей среды. Кроме того, на ферме, оборудованной согласно настоящему изобретению, имеется возможность создания воздушного потока, который позволяет надлежащим образом обновлять состав воздуха, а также хорошо подходит для обеспечения однородности температур в климатической зоне. Наконец, обеспечение наличия воздуха в двух режимах позволяет оптимизировать потребность в энергии для охлаждения фермы для разведения.
Согласно некоторым вариантам осуществления воздушная вытяжка включает третий комплект воздуховодов, предназначенный для возврата воздуха из климатической зоны в зону его кондиционирования.
Рассматриваемая вытяжка воздуха из климатической зоны может быть частично выполнена посредством третьего комплекта воздуховодов, который позволяет обеспечить рециркуляцию части воздуха, поступающего с фермы, а также его охлаждение в зоне кондиционирования воздуха для возврата на ферму (через первый и/или второй комплект воздуховодов). Часть воздуха, не вытягиваемая через третий комплект воздуховодов, может быть выведена в окружающую среду за пределами фермы посредством соответствующих вытяжек. Отвод за пределы фермы позволяет обновить состав воздуха, а также обеспечивает полезный эффект, когда температура наружного воздуха ниже температуры, необходимой для климатической зоны (что позволяет охлаждать климатическую зону без энергозатрат на получение свежего воздуха, что можно назвать естественным охлаждением).
Первый комплект воздуховодов может включать несколько каналов для распределения воздуха с первым значением температуры, и каждый канал состоит из продольного воздуховода, включающего воздухоотводящие штуцеры, расположенные вдоль канала, для распределения воздуха с первым значением температуры; и второй комплект воздуховодов может включать несколько каналов для распределения воздуха со вторым значением температуры, каждый из которых состоит из воздуховода, включающего воздухоотводящие штуцеры, расположенные вдоль канала, для распределения воздуха со вторым значением температуры.
Стеллажи в климатической зоне могут быть установлены на противоположных сторонах параллельных проходов, и один из двух проходов является проходом для погрузки/разгрузки, предназначенным для перемещения емкостей для разведения в климатической зоне, а также для ввода и вывода емкостей для разведения в нее и из нее; а также один из двух проходов является вентиляционным и включает ряд каналов, расположенных в установленном порядке, для распределения воздуха с первым значением температуры, а также ряд каналов для распределения воздуха со вторым значением температуры, и все эти каналы выступают между стеллажами преимущественно вертикально.
Вентиляционные проходы могут дополнительно включать воздухоотводящие каналы воздушной вытяжки, преимущественно вертикально проходящие между стеллажами.
Каналы для распределения и отвода воздуха могут быть установлены в каждом вентиляционном проходе в следующей однократной или многократно повторяющейся последовательности: воздухоотводящий канал, канал для распределения воздуха с первым значением температуры, канал для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал для распределения воздуха с первым значением температуры, канал для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал для распределения воздуха с первым значением температуры, воздухоотводящий канал.
В качестве альтернативного варианта каналы для распределения воздуха устанавливаются в каждом вентиляционном проходе в следующей однократной или многократной повторяющейся последовательности: канал для распределения воздуха с первым значением температуры, канал для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал для распределения воздуха с первым значением температуры, канал для распределения воздуха со вторым значением температуры.
Ферма для разведения насекомых, включающая воздушную вытяжку, может дополнительно включать обратные воздушные клапаны воздушной вытяжки, расположенные в конце проходов.
Ферма для разведения насекомых может дополнительно включать воздушные вытяжки, предназначенные для отвода воздуха из климатической зоны за пределы фермы.
Воздушные вытяжки могут располагаться в верхней части климатической зоны на колоннах, прислоненных к стенке фермы.
Каналы для распределения воздуха с первым и вторым значениями температуры могут располагаться над стеллажами.
Стеллажи могут быть скомпонованы в виде одного или нескольких ярусов, каждый из которых в аналогичной горизонтальной плоскости включает несколько параллельных рядов, над каждым из которых расположены каналы для распределения воздуха с первым и вторым значениями температуры, а под каждым стеллажом располагается воздухоотводящий канал воздушной вытяжки. Например, два последовательных яруса могут быть отделены друг от друга теплоизоляционным перекрытием.
Стеллажи климатической зоны могут быть скомпонованы в виде одного или нескольких ярусов на противоположных сторонах параллельных проходов, предназначенных для перемещения емкостей в климатической зоне, а также для ввода и вывода емкостей для разведения в нее и из нее, и над каждым стеллажом проходят каналы для распределения воздуха с первым и вторым значениями температуры, над каждым проходом проходит канал для распределения воздуха с первым значением температуры.
Стеллажи могут быть скомпонованы в группы, и каждая группа стеллажей состоит из прохода и стеллажей, расположенных непосредственно на противоположных сторонах этого прохода, с тем чтобы обеспечивалась возможность разделения каждой группы стеллажей от примыкающих групп за счет теплоизоляционных стенок.
Стеллажи в климатической зоне могут быть установлены на противоположных сторонах параллельных проходов, и один из двух проходов является проходом для погрузки-разгрузки, предназначенным для перемещения емкостей для разведения в климатической зоне, а также для ввода и вывода емкостей для разведения в нее и из нее; а также один из двух проходов является вентиляционным, над которым проходит канал для распределения воздуха с первым значением температуры, воздухоотводящие штуцеры которого направлены в сторону пола фермы.
Воздухоотводящие штуцеры каналов для распределения воздуха со вторым значением температуры Т2 могут быть направлены в сторону канала для распределения воздуха с первым значением температуры.
В любом варианте осуществления свободное пространство между воздухораспределительными каналами и стеллажами может быть эффективно отрегулировано для обеспечения однородности температуры.
Могут использоваться стенки, установленные напротив воздухоотводящих штуцеров воздухораспределительных каналов с тем, чтобы обеспечивалось смешивание воздуха соответственно с первым и вторым значениями температуры, поступающего в климатическую зону.
Кроме того, система кондиционирования воздуха может обеспечивать контроль уровня влажности воздуха с первым и/или вторым значением температуры.
Климатическая зона также может включать как минимум один мелкокапельный водяной опрыскиватель.
Первое значение температуры может превышать второе, и система кондиционирования воздуха настроена на производство воздуха с первым значением температуры в объеме, в два-четыре раза большем, чем объем воздуха со вторым значением температуры.
Первый комплект воздуховодов и воздушная вытяжка могут генерировать основной объем воздушного потока в климатической зоне, а второй комплект воздуховодов позволяет выполнять корректировку температуры.
Первый и второй комплекты воздуховодов каждый по отдельности могут включать патрубки, оснащенные клапанами-регуляторами, что дает возможность понижения скорости воздушного потока в каждом из этих патрубков.
На ферме для разведения насекомых, включающей несколько выделенных климатических зон, первый и второй комплекты патрубков могут включать как минимум один выделенный патрубок на одну климатическую зону.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу кондиционирования воздуха в климатической зоне фермы для разведения насекомых, и этот способ включает подачу воздуха с первым значением температуры совместно с воздухом со вторым значением температуры в климатическую зону с отводом воздуха в объеме, аналогичном поступившему, а также контроль объема поступающего воздуха соответственно с первым и вторым значениями температуры в соответствии с разностью между температурными уставками и температурой, измеренной в одной или нескольких точках климатической зоны. Согласно этому способу первое значение температуры может быть больше второго, и как первое, так и второе значения температуры могут быть меньше температурной уставки.
В последующем описании будут указаны прочие особенности и преимущества настоящего изобретения.
Относительно прилагаемых чертежей, приведенных в виде неограничивающих примеров:
на фигуре 1 представлен трехмерный схематический вид примера общей компоновки фермы для разведения насекомых в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фигуре 2 представлен схематический трехмерный вид комплекта емкостей для разведения, которые могут быть использованы на ферме для разведения насекомых;
на фигуре 3 представлена принципиальная схема первого примера общей конфигурации климатической зоны фермы для разведения насекомых в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фигуре 4 представлен схематический вид в горизонтальной проекции климатической зоны в соответствии с конфигурацией на фигуре 3 по первому варианту осуществления;
на фигуре 5 представлен схематический трехмерный вид климатической зоны в соответствии с конфигурацией на фигурах 3 и 4;
на фигуре 6 представлен схематический вид в горизонтальной проекции климатической зоны в соответствии с конфигурацией на фигуре 3 по второму варианту осуществления;
на фигуре 7 представлен схематический вид в горизонтальной проекции варианта климатической зоны на фигуре 6;
на фигуре 8 представлен трехмерный схематический вид примера общей компоновки фермы для разведения насекомых в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фигуре 9 представлен двухмерный вид примера конфигурации первого и второго комплектов воздуховодов в климатической зоне фермы для разведения насекомых по настоящему изобретению;
на фигуре 10 представлен трехмерный схематический вид второго примера общей компоновки климатической зоны фермы для разведения насекомых в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фигуре 11 представлен схематический вид конфигурации на фигуре 10 в двухмерной плоскости;
на фигуре 12 представлен частичный трехмерный вид варианта конфигурации на фигурах 10 и 11;
на фигуре 13 представлен вариант на фигуре 12 в двухмерной плоскости;
на фигуре 14 представлен третий пример общей конфигурации климатической зоны фермы для разведения насекомых в двухмерной горизонтальной проекции в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фигуре 15 представлен схематический трехмерный вид варианта климатической зоны на фигуре 14.
На фигуре 1 представлена ферма для разведения насекомых, представленная в схематическом трехмерном виде.
В частности, для разведения насекомых может быть предусмотрен организованный объект, позволяющий взрослым насекомым откладывать яйца для получения личинок, некоторые из которых будут выращены до взрослой стадии для откладывания новых яиц, причем взрослые особи будут регулярно заменяться новыми (например, при их гибели) молодыми взрослыми особями, что будет обеспечивать новые кладки и т.д. Готовыми продуктами выращивания могут быть яйца и/или личинки, и/или нимфы, и/или взрослые насекомые.
Ферма, представленная посредством примера, включает первую климатическую зону Z1, скомпонованную для хранения насекомых в период их роста.
В первой климатической зоне Z1 насекомые увеличиваются в размерах в контролируемых, направляемых и оптимизированных условиях среды (определяется такими параметрами среды, как температура, влажность и т.д.).
Как было приведено выше, принцип разведения насекомых включает рост взрослых особей до необходимой стадии, но так же может включать все фазы, предшествующие получению взрослого насекомого (или имаго), начиная с откладывания яиц (или кладки) и до прохождения стадий вылупления, личиночной стадии, любой стадии нимфы, хризалиды (все промежуточные стадии) и т.д. Таким образом, представленная ферма включает вторую климатическую зону Z2, предназначенную для воспроизводства и кладки яиц. Зона воспроизводства и кладки в альтернативном варианте может быть организована в какой-либо части или бункере первой климатической зоны Z1.
Несмотря на то, что ферма, выступающая в качестве примера по настоящему изобретению, включает две климатические зоны Z1, Z2, разумеется, она может включать одну или несколько климатических зон.
Представленная здесь ферма также включает третью зону Z3, предусмотренную для выполнения одной или нескольких последовательностей или операций выращивания. Выращивание включает осуществление ряда операций или последовательностей выращивания. Последовательность или «последовательность операций» включает одну или несколько определенных следующих друг за другом операций и проводится между двумя фазами роста (за исключением случаев, когда насекомые подлежат включению в другой процесс).
Операции выращивания соответствуют операциям, которые должны выполняться для поддержания жизнедеятельности, устойчивого роста и/или оптимизации условий выращивания насекомых.
Третья зона Z2 включает одно или несколько специальных рабочих мест Р1, Р2 для выполнения одной или нескольких операций выращивания.
Насекомые (яйца, личинки, нимфы или взрослые особи) выращиваются в емкостях, которые могут быть сгруппированы в комплекты, именуемые базовыми блоками для разведения. Во время фаз роста емкости выдерживаются в первой климатической зоне Z1, например, на стеллажах для поддонов.
На фигуре 2 представлен пример общего блока для разведения в виде главной части в трехмерном виде. Для упрощения погрузки/разгрузки каждый базовый блок для разведения может быть установлен на поддон, как представлено на фигуре 2.
По сути, емкости для разведения 1, 2 могут быть штабелируемыми ящиками или кадками. Под штабелируемыми кадками или ящиками подразумеваются кадки или ящики, устанавливаемые друг на друга с небольшим утапливанием, что позволяет достичь определенной устойчивости для образованной таким образом колонны.
Как показано на фиг. 2, контейнеры 1, 2 размещены на поддонах, т.е., сгруппированы в базовые блоки (ББ) на несущем поддоне 3. Помимо прочего, поддон 3 может иметь стандартный размер, т.е., быть представленным обычным поддоном или полуподдоном по типу «европейского поддона».
Для примера, базовый блок для разведения (ББ) может группироваться из количества емкостей от восьми до ста и включать один, два, три или четыре штабеля емкостей или даже больше. Так, высота полного базового блока для разведения может составлять 160-230 см, а обычно - порядка 200 см.
В течение так называемых фаз роста каждый базовый блок может храниться в части первой климатической зоны Z1, именуемой бункером, условия среды в которой оптимизированы для стадии развития (или зрелости) насекомых в рассматриваемом базовом блоке.
Бункеры изолированы друг от друга соответствующими перегородками. При таком делении бункера могут использоваться воздушные завесы или любые другие средства деления, в частности, физические перегородки, которые позволяют разделить две зоны, чтобы обеспечить в них два разных типа атмосферных условий (температура, влажность и т.д.) и санитарное разделение между бункерами. Первая климатическая зона Z1 может включать несколько отдельных бункеров.
Образованные таким образом бункеры могут быть предназначены для разных стадий зрелости насекомых или нескольких процессов выращивания согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, которые выполняются параллельно в одном процессе выращивания на ферме.
Например, выращивание может включать несколько циклов, с которыми могут быть связаны различные условия выращивания, то есть, различные оптимальные параметры окружающей среды. Как правило, выращивание может включать следующее:
цикл инкубации для производства молодых особей фертильными взрослыми особями, причем данный цикл проводится в условиях относительно высоких температуры и влажности;
цикл воспроизводства от молодой особи до молодой зрелой фертильной взрослой особи, прошедшей окукливание, в подходящих условиях среды;
цикл производства (или «выкорм») от молодой особи до зрелой личинки для умерщвления при более низкой температуре и влажности относительно вышеприведенных циклов.
В приведенном примере фермы для разведения насекомых во время цикла производства насекомые хранятся в первой климатической зоне Z1. Цикл воспроизводства проводится в первом бункере S1 второй климатической зоны Z2. Цикл инкубации проводится во втором бункере S2 второй климатической зоны Z2.
Далее в настоящем описании термин «климатическая зона» будет применяться к климатической зоне как таковой, а также к бункеру климатической зоны, поскольку бункер также можно рассматривать в качестве отдельной зоны, в которой требуются установление и поддержание конкретных условий среды.
Для обеспечения контролируемых условий среды в климатической зоне или зонах ферма для разведения насекомых дополнительно включает зону кондиционирования воздуха Z4. В частности, зона кондиционирования воздуха обеспечивает возможность регулировки температуры больших объемов воздуха, поступающего в климатические зоны Z1, Z2, до необходимых значений. В целом, терморегуляция касается охлаждения воздуха. Фактически, выращивание миллионов насекомых приводит к выработке большого количества тепла, и поэтому поддержание необходимой целевой температуры в климатической зоне, в основном, состоит из замещения воздуха на ферме за счет подачи свежего воздуха.
Охлаждение воздуха может быть обеспечено в зоне кондиционирования воздуха Z4 с помощью системы кондиционирования воздуха, которая может включать различные охлаждающие устройства. В число этих устройств системы кондиционирования воздуха могут входить, например, одна или несколько охлаждающих колонн. Система кондиционирования воздуха может включать один или несколько охлаждающих блоков, например, один или несколько охлаждающих блоков центробежного типа. В зоне кондиционирования Z4 имеет особенность в виде способности генерирования сразу двух воздушных потоков с разными температурами одновременно.
Когда температура за пределами климатической зоны (как правило, за пределами фермы) достаточно низка, то есть, существенно ниже целевой температуры на ферме, охлаждение воздуха можно обеспечить или дополнить за счет забора наружного воздуха на ферму. Для этого воздушные вытяжки отводят воздух из климатической зоны наружу, и он замещается впуском (свежего) воздуха, поступающего в климатическую зону снаружи.
Согласно настоящему изобретению терморегуляция климатических зон или бункеров этих зон осуществляется за счет подачи в них двух воздушных потоков с разными температурами. Например, для достижения заданной целевой температуры, также именуемой температурной уставкой, порядка 25°С в климатической зоне или бункере система кондиционирования воздуха может генерировать первый воздушный поток со значением температуры Т1 и второй воздушный поток со значением температуры Т2. Например, первое значение температуры Т1 может составлять порядка 14°С, а второе значение Т2 - порядка 8°С.
Таким образом, контроль температуры может быть реализован за счет двух воздушных потоков с температурой ниже температурной уставки. К примеру, воздушный поток с первым значением температуры может обеспечивать возможность частичного снижения температуры в климатических зонах Z1, Z2 и практически полного обновления состава воздуха в этой климатической зоне. Кроме того, воздушный поток с первым значением температуры может обеспечивать возможность задействования большого объема воздуха в климатических зонах Z1, Z2 и, при необходимости, закручивать его для обеспечения завихрения и смешивания воздуха в этой климатической зоне. Воздух со вторым значением температуры может обеспечивать возможность быстрого контроля температуры для достижения ее целевого показателя. Воздух со вторым значением температуры может, к примеру, обеспечивать возможность ввода большого объема холода в климатическую зону, который будет быстро и однородно перемешан с воздушным потоком с первым значением температуры.
Для обеспечения каждой климатической зоны Z1, Z2 воздухом ферма для разведения насекомых включает как минимум два комплекта воздуховодов. Первый комплект воздуховодов С1 обеспечивает возможность транспортировки воздуха с первым значением температуры Т1 из зоны кондиционирования воздуха Z4 в каждую климатическую зону Z1, Z2. Второй комплект воздуховодов С2 обеспечивает возможность транспортировки воздуха со вторым значением температуры Т2 в каждую климатическую зону Z1, Z2.
В приведенном примере фермы третий комплект воздуховодов С3 обеспечивает возможность возврата воздуха из климатических зон Z1, Z2 в зону кондиционирования воздуха Z4.
В частности, возврат воздуха в зону кондиционирования воздуха Z4 обеспечивает возможность замещения воздуха на ферме при температуре, приближенной к целевой или температурной уставке, для контролируемого генерирования воздушных потоков с первым значением температуры Т1 и вторым значением температуры Т2. Также имеется большое преимущество в рамках энергии, расходуемой для охлаждения воздуха, когда температура окружающей среды (за пределами фермы) выше температуры воздуха, поступающего обратно в зону кондиционирования воздуха Z4 по третьему комплекту воздуховодов С3.
Тем не менее, весь воздух, отводимый из климатических зон Z1, Z2, или его часть может быть отведена с помощью стандартных вытяжек, например, расположенных у крыши фермы (где может накапливаться самый разогретый воздух).
Для обеспечения равномерного распределения воздуха, подаваемого посредством первого и второго комплектов воздуховодов в климатическую зону, возможны разные конфигурации. Ниже приведено описание трех общих конфигураций, и для каждой из них могут быть предусмотрены множество вариантов.
В частности, первая конфигурация описана со ссылками на фигуры 3-9. Вторая конфигурация описана со ссылками на фигуры 10-14.
В первой и второй конфигурациях первый и второй комплекты воздуховодов включают воздухораспределительные каналы в климатической зоне или зонах. Распределительный канал - это воздуховод прямо- или криволинейной формы, включающий штуцеры, позволяющие отводить газ (как правило, воздух) из внутренней части канала наружу. В частности, штуцеры могут быть установлены перпендикулярно направлению выступа распределительного канала. Когда сечение канала круглое (что представляет собой самый распространенный сценарий), используется термин «радиальное направление распределения».
Штуцеры могут состоять из простых отверстий конкретного размера, проделанных в стенке распределительного канала.
Распределительный канал позволяет подавать воздух в климатические зоны Z1, Z2 для последующего распределения. Воздухораспределительные каналы в первой и второй конфигурациях климатической зоны имеют разную компоновку, что дает возможность достижения достаточно однородной температуры в этой климатической зоне, а также достаточного обновления состава воздуха.
Первая общая конфигурация, представленная на фигуре 3, основывается на вертикальной компоновке воздухораспределительных каналов в климатической зоне. На фигурах 3-9 более подробно представлена первая климатическая зона Z1 фермы в соответствии с фигурой 1, которая скомпонована согласно первой общей конфигурации.
Таким образом, в соответствии с первой конфигурацией, задействованная вентиляционная система включает транспортировочные воздуховоды 4 в верхней части (например, проходящие под потолком) климатической зоны Z1. Транспортировочные воздуховоды 4, соответственно, относятся к первому комплекту С1, второму комплекту С2 или третьему комплекту воздуховодов С3.
Воздухораспределительные каналы 5 в климатической зоне Z1 выступают в вертикальном направлении. Каждый воздухораспределительный канал 5 относится либо к первому С1, либо ко второму комплекту воздуховодов С2, и, тем самым, обеспечивает возможность подачи воздуха на ферму либо с первым значением температуры Т1, либо со вторым значением Т2.
Дополнительно могут быть установлены воздухоотводящие каналы 6, соединяющиеся с третьим комплектом каналов С3. В таком случае воздухоотводящие каналы 6 будут иметь преимущество в виде вертикальной компоновки, аналогичной распределительным каналам 5, в этой конфигурации первой климатической зоны.
Такая конфигурация вентиляционной системы особенно подходит для климатической зоны, которая включает параллельные стеллажи 7, предназначенные для приема емкостей с насекомыми (например, сгруппированных в комплекты с поддонами, как представлено на фигуре 2).
Параллельные стеллажи 7 образуют параллельные проходы 8 друг между другом. В первой конфигурации можно выделить два типа проходов 8 согласно их функциональной принадлежности. Некоторые проходы, именуемые вентиляционными проходами 9, включают распределительные каналы 5 и, при необходимости, отводящие каналы 6. Таким образом, транспортировочные воздуховоды 4 преимущественно устанавливаются над этими проходами, отведенными для вентиляционной системы. Через распределительные каналы 5, таким образом, подается воздух на стеллажи 7, прилегающие к проходу, в котором они расположены. Некоторые проходы именуются погрузочно-разгрузочными проходами 10, предназначенными для помещения емкостей для разведения в климатическую зону, а также для их ввода в нее и вывода из нее (например, для выполнения операции выращивания в третьей зоне Z3 фермы).
При отсутствии воздухоотводящих каналов в вентиляционных проходах отведение воздуха может осуществляться по краям проходов или с одного из их краев для задания направления воздушного потока в рамках проходов за счет стандартных вытяжек и/или посредством воздухоотводящих средств, соединяющихся с третьим комплектом воздуховодов С3. В качестве альтернативного варианта отведение воздуха может быть выполнено с любой стороны фермы согласно необходимой направленности воздушного потока. Такое расположение также может быть реализовано в дополнение к воздухоотводящим каналам.
Перемещение емкостей как по отдельности, так и в виде базовых блоков для разведения (ББ) может быть осуществлено с помощью различных систем. В частности, может быть установлена погрузочно-разгрузочная машина, которая может перемещаться вдоль или между стеллажами погрузочно-разгрузочных проходов 10. К примеру, погрузочно-разгрузочная машина может быть предназначена для перемещения базовых блоков для разведения (ББ) зону взаимодействия с третьей зоной Z3 или из нее. Эта зона взаимодействия может включать ленточный транспортер. Для извлечения емкостей для разведения из стеллажей (или их установки на стеллажи 7) и их перемещения могут быть использованы другие погрузочно-разгрузочные системы или, в целом, транспортировочные системы. Могут быть задействованы роботы, промышленные роботы или автономные транспортировочные механические средства с возможным привлечением подъемников, которые бы позволили этим роботам, промышленным роботам или автономным механическим средствам перемещаться между вертикальными уровнями стеллажей 7.
Погрузочно-разгрузочные проходы 10, таким образом, оснащают устройствами, включающими неподвижную конструкцию для транспортировки базовых блоков (ББ) (погрузочно-разгрузочная машина, подъемник), или же обеспечивают преимущественное отсутствие каких-либо препятствий для упрощения перемещения автономных средств (роботов, промышленных роботов или автономных механических средств).
На фигуре 4 представлена горизонтальная проекция климатической зоны, вид сверху согласно общей конфигурации на фигуре 3. В каждом вентиляционном проходе 9 каналы 51 для распределения воздуха с первым значением температуры располагаются попеременно с каналами 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры.
Такое чередование направлено на обеспечение хорошей однородности температуры в климатической зоне. Чередование воздухораспределительных каналов может иметь следующую последовательность: канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, за которым следует канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, а за ним - канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры и т.д. Тем не менее, могут быть предусмотрены другие последовательности чередования для обеспечения оптимальной однородности температуры воздуха. Аналогичным образом между воздухораспределительными каналами могут располагаться отводящие каналы 6, предпочтительно, в регулярной последовательности. Распределение между воздухораспределительными и воздухоотводящими каналами задействуется при обеспечении однородности температуры воздушного потока и его замещении на ферме. Этот поток дополнительно оптимизируется за счет установки частичных перегородок между воздухораспределительными каналами, пример которых приведен ниже со ссылкой на фигуру 5.
В приведенном примере вдоль каждого вентиляционного прохода 9 используется следующая последовательность установки: воздухоотводящий канал 6, канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал 51, канал 52, канал 51, воздухоотводящий канал 6, за которыми при необходимости следует новая аналогичная последовательность (т.е., начинающаяся с нового воздухоотводящего канала 6) и т.д.
На фигуре 4 стрелками, выходящими из распределительных каналов 51, 52, показано основное направление подачи воздуха, выходящего из них. Аналогичным образом стрелками, направленными в сторону отводящих каналов 6, показывается направление всаса воздуха в эти отводящие каналы 6.
Таким образом, каналы 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, предназначены для выдувания воздуха в сторону стеллажей 7 для обеспечения удовлетворительного замещения воздуха в емкостях для разведения. Каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры выдувают воздух в направлении вентиляционного прохода 9, в сторону каналов 51 для распределения воздуха с первым значением температуры для смешения воздуха со вторым и первым значениями температуры, чтобы на емкости для разведения подавался относительно однородный воздушный поток.
Воздухоотводящие каналы 6 вытягивают воздух у стеллажей 7 для надлежащего распределения потока для обновления состава воздуха.
На фигуре 4 представлена горизонтальная проекция в двухмерной плоскости. Тем не менее, по всей высоте климатической зоны или, по крайней мере, на нескольких ее вертикальных уровнях обеспечивается наличие идентичных потоков для гарантии наличия преимущественно одинаковой и приемлемой температуры по всей высоте климатической зоны.
Этот аспект представлен на фигуре 5. В частности, на фигуре 5 представлен трехмерный схематический вид стеллажа 7 и распределительных и отводящих каналов, примыкающих к нему.
Три плоскости Р1, Р2, Р3 воздушного потока представлены посредством иллюстрации образования воздушного потока не только в нижней части климатической зоны, как правило, расположенной близко к полу (на уровне первой плоскости Р1), но также и в промежуточной ее части (на уровне плоскости Р2), а также в верхней части этой зоны, которая, как правило, расположена близко к потолку (на уровне плоскости Р3).
На фигуре 5 также показана возможность установки перегородок 11, что дает возможность отклонять воздушные потоки для их направления в пределах климатической зоны и улучшать однородность температуры воздуха, поступающего на стеллажи 7 и емкости для разведения.
Как правило, перегородки 11 могут располагаться напротив выпускных штуцеров воздухораспределительных каналов 5. Что касается каналов 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, это, в частности, позволяет избежать попадания на стеллажи прямого воздушного потока из каналов 51 для распределения воздуха с первым значением температуры. Такой прямой поток воздуха может быть слишком быстрым, а кроме того, может отрицательно сказаться на надлежащем смешивании воздуха с первым значением температуры Т1 с воздухом со вторым значением температуры Т2.
Более того, перегородки 11 могут быть установлены между воздухораспределительными каналами 5 и отводящими каналами 6 для ограничения пропорции воздуха, поступающего в климатическую зону, который не может быть задействован в обновлении состава воздуха в емкостях для разведения, установленных на стеллажах 7.
На фигуре 6 представлена горизонтальная проекция климатической зоны, вид сверху согласно общей конфигурации на фигуре 3 по второму примеру варианта осуществления. Так же как и в варианте осуществления на фигуре 4, в каждом вентиляционном проходе 9 каналы 51 для распределения воздуха с первым значением температуры располагаются попеременно с каналами 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры.
В частности, в приведенном примере вдоль каждого вентиляционного прохода 9 используется следующая последовательность установки: канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал 51, канал 52 и т.д.
Согласно этой конфигурации отвод воздуха осуществляется с одной или нескольких сторон фермы. В этом случае на первой поверхности климатической зоны устанавливаются обратные воздушные клапаны 62, преимущественно расположенные в непосредственной близости или по направлению зоны кондиционирования воздуха Z4. В частности, обратные воздушные клапаны 62 преимущественно расположены на концах проходов (конкретно - вентиляционных проходов 9) фермы. Через обратные воздушные клапаны осуществляется подача в третий комплект воздухопроводов С3, что позволяет осуществлять обратный поток воздуха из климатической зоны в зону кондиционирования воздуха. Таким образом, воздух, поступающий из третьего комплекта воздухопроводов, снова подвергается терморегуляции, т.е., полностью или частично его температура приобретает первое значение Т1 или второе значение Т2.
Воздушные вытяжки 63 расположены на одной или нескольких сторонах климатической зоны. Воздушные вытяжки 63 преимущественно расположены в верхней части климатической зоны там, где имеется тенденция к накоплению самого горячего воздуха. Воздушные вытяжки 63 позволяют отводить горячий воздух, наличествующий на ферме, наружу так, чтобы воздух, отводимый таким образом, замещался воздухом, поступающим снаружи. Таким образом, замещение воздуха может быть осуществлено за счет подачи воздуха, поступающего из первого и второго комплектов воздухопроводов или, как вариант, через отверстия, расположенные в климатической зоне. Когда наружный воздух имеет температуру существенно ниже температуры, предусматриваемой для фермы, подача наружного воздуха позволяет обеспечить охлаждение в рамках климатической зоны без задействования средств для снижения температуры воздуха (систем кондиционирования воздуха или их аналогов) так, чтобы энергозатраты при таком охлаждении соответствовали энергии, необходимой для отвода воздуха из климатической зоны за счет воздушных вытяжек 63. Следовательно, такой процесс можно назвать естественным охлаждением.
Вид, аналогичный виду на фигурах 6, 7, на котором представлен вариант осуществления по фигуре 6, который делает возможной оптимизацию однородности температуры воздуха в климатической зоне.
Согласно конфигурации, представленной на фигуре 7, последовательность установки вдоль каждого вентиляционного прохода 9 идентична таковой на фигуре 6: канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, канал 51 и т.д. Тем не менее, воздухораспределительные каналы соответственно при первом и втором значениях температуры располагаются в шахматном порядке между двумя последовательными вентиляционными проходами. Таким образом, в поперечном направлении (с учетом того, что продольное направление задается проходами) каждый канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры окружен каналами 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, и каждый канал 52 окружен каналами 51, разумеется, за исключением каналов, расположенных в проходах по краям климатической зоны.
Аналогичным образом согласно не представленному варианту может быть применен другой профиль размещения между каналами двух последовательных вентиляционных проходов (например, профиль размещения по половине расстояния между двумя распределительными каналами в продольном направлении).
Более того, поскольку воздушные вытяжки располагаются в верхней части фермы, они могут быть установлены на вершинах колонн, что позволит усилить конструкцию фермы. В частности, воздушные вытяжки 63 могут быть установлены на вершинах колонн 64, прислоненных к стенке фермы так, чтобы воздушные вытяжки 63 не только не представляли собой нагрузку на конструкцию фермы, но и чтобы колонны, поддерживающие их, могли усиливать конструкцию фермы. Такая конфигурация представлена на фигуре 8.
В примере конфигурации, представленном на фигуре 3, воздухораспределительные каналы поставляются в виде комплектов воздуховодов, проходящих под потолком климатической зоны. Аналогичным образом обратные воздушные каналы соединяются с третьим комплектом воздуховодов, которые также проходят через верхнюю часть фермы.
Тем не менее, возможно наличие других конфигураций. На фигуре 9 представлен пример альтернативной конфигурации климатической зоны в двухмерной плоскости. Согласно этой конфигурации все стеллажи скомпонованы так же, как и в конфигурации, описанной со ссылками на фигуры 3-8. В частности, параллельные стеллажи 7 образуют параллельные проходы 8, включающие вентиляционные проходы 9 и погрузочно-разгрузочные проходы 10 (как правило, один из двух проходов представлен вентиляционным, а второй - погрузочно-разгрузочным).
В каждом погрузочно-разгрузочном проходе 10 может быть установлена погрузочно-разгрузочная машина или любое другое подходящее средство для погрузки и разгрузки (в частности, роботы, промышленные роботы или автономные транспортировочные механизмы).
В отличие от конфигурации на фигуре 3 один из двух комплектов воздуховодов, обеспечивающий поступление воздуха в климатическую зону (в данном случае это второй комплект воздуховодов С2, обеспечивающий приток воздуха в каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры) проходит по нижней части климатической зоны. В приведенном примере первый комплект воздуховодов С1, обеспечивающий приток воздуха в каналы 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, проходит через верхнюю часть климатической зоны.
Факт того, что комплект воздуховодов располагается в нижней части, дает возможность ограничения массы инфраструктурных объектов, поддержку которых должна обеспечивать конструкция климатической зоны в верхней части. Это также дает возможность ограничения общей длины воздуховодов на ферме, что обеспечивает преимущество сточки зрения экономичности и надежности.
Разумеется, может предусматриваться конфигурация, обратная представленной на фигуре 9, то есть, когда первый комплект воздуховодов обеспечивает подачу воздуха в каналы для распределения воздуха с первым значением температуры в нижней части, а второй комплект - подачу воздуха в каналы для распределения воздуха со вторым значением температуры, проходящие по верхней части. В общих чертах, первый, второй и (необязательно) третий (для отвода воздуха) комплекты воздуховодов могут проходить по нижней частим климатической зоны.
В верхней или нижней части фермы комплект воздуховодов может включать или состоять из воздушного коллектора или сборной камеры.
Воздушный поток в воздухораспределительных каналах, подача в которые осуществляется снизу, поднимается вверх, в то время как в воздухораспределительных каналах, подача в которые осуществляется сверху, воздушный поток движется вниз. Тем не менее, в любом из случаев воздухоотводящие штуцеры каждого канала преимущественно отрегулированы (по количеству, распределению, форме, поперечному сечению) так, чтобы отводимый воздушный поток был преимущественно однородным по всей высоте стеллажей 7 климатической зоны.
В общих чертах, предпочтительно, чтобы воздушный поток, который доходит до емкостей для разведения и проходит через них, обладал невысокой скоростью с тем, чтобы этот воздушный поток не поднимал материал для выращивания, находящийся в емкостях.
Во всех конфигурациях, в которых задействуются вертикальные воздухораспределительные каналы, такие как представленные выше, распределение воздуха преимущественно осуществляется по всей высоте, на которой расположены емкости для разведения насекомых. В частности, распределение воздуха осуществляется до высоты приблизительно на 50 см ниже самой низкорасположенной емкости (как правило, ящика). Наиболее низкорасположенная емкость может находиться на определенной высоте относительно перекрытия фермы, например, приблизительно в 1,5 метра от пола, что позволяет установить определенное количество технических систем (погрузочно-разгрузочные машины, вышеприведенные комплекты воздуховодов и т.д.), а также позволяет беспрепятственно очищать ферму, например, с помощью роботов-уборщиков.
Вторая общая конфигурация основывается на горизонтальной компоновке воздухораспределительных каналов в климатической зоне. Как правило, воздухораспределительные каналы располагаются над стеллажами 7. На фигурах 10-15 более подробно представлена первая климатическая зона Z1 фермы в соответствии с фигурой 1, которая скомпонована согласно второй общей конфигурации.
На фигуре 10 представлен первый вариант второй конфигурации в трехмерном виде, в то время как на фигуре 11 представлен вариант согласно фигуре 10 в двухмерной горизонтальной проекции.
Согласно второй конфигурации стеллажи 7 скомпонованы в один или несколько вертикально выставленных ярусов, каждый из которых включает несколько параллельных рядов 71, 72, 73 в одной и той же горизонтальной плоскости. На фигурах 10 и 11 представлена климатическая зона, включающая три яруса, а именно - нижний S1, промежуточный S2 и верхний S3.
Согласно варианту второй конфигурации, представленному на фигурах 10 и 11, канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, а также канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры располагаются над каждым рядом 71, 72, 73. Под каждым рядом располагается воздухоотводящий канал 6. В этой конфигурации обеспечивается прохождение воздушного потока через стеллажи для обновления состава воздуха, окружающего базовые блоки (или унитарные емкости для разведения), расположенные на этих стеллажах.
Для обеспечения однородности температуры на каждом ярусе и, в частности, для предотвращения ситуации, когда температура на верхнем ярусе S3 существенно превышает таковую ярусом ниже, ярусы могут быть отделены друг от друга теплоизоляционным перекрытием. Более того, в этой конфигурации имеется возможность обеспечения подобности температуры между различными ярусами за счет регулировки разной скорости подачи воздуха с первым и вторым значениями температуры на каждом из ярусов S1, S2, S3. Как правило, поскольку воздух с первым значением температуры теплее воздуха со вторым значением температуры, может быть обеспечено распределение воздуха со вторым значением температуры в объеме (пропорционально воздуху с первым значением температуры), увеличивающимся по мере роста высоты рассматриваемого яруса.
Согласно второй общей конфигурации, независимо от того, скомпонована ли климатическая зона согласно первому варианту на фигурах 10 и 11, согласно второму варианту на фигурах 12 и 13 или другому альтернативному варианту, эта зона может включать преимущественно параллельные проходы, предназначенные для перемещения емкостей для разведения в климатической зоне, а также для ввода и вывода емкостей для разведения в нее и из нее. Эти перемещения емкостей для разведения, которые при необходимости могут быть сгруппированы в базовые блоки, могут обеспечиваться различными устройствами, в число которых входят погрузочно-разгрузочная машина, ленточный транспортер, робот, промышленный робот или автономное механическое средство.
Согласно варианту второй конфигурации, представленному на фигурах 12 и 13, под каждым рядом не предусмотрена установка воздухоотводящих каналов. Отведение воздуха может быть осуществлено по краям проходов за счет стандартных вытяжек и/или посредством воздухоотводящих средств, соединяющихся с третьим комплектом воздуховодов С3. Кроме того, отведение воздуха с одного из краев проходов позволяет создать регулярный воздушный поток, направляемый в пределах климатической зоны, в соответствии с положением проходов. В качестве альтернативного варианта отведение воздуха может быть выполнено с любой стороны климатической зоны согласно необходимой направленности воздушного потока. Кроме того, в представленном варианте климатическая зона скомпонована в группы стеллажей. Каждая группа стеллажей образуется проходом и стеллажами, расположенными по обе стороны этого прохода, то есть, стеллажами, непосредственно примыкающими к нему. На фигурах 12 и 13 представлены одиночные группы стеллажей. Ярусы климатической зоны, компонуемые согласно второй конфигурации, в целом включают несколько групп прилегающих стеллажей. В дополнительном варианте, например, для размещения двух групп стеллажей в разных бункерах эти группы прилегающих стеллажей могут быть разделены теплоизоляционной стенкой.
В приведенном примере в группе стеллажей над каждым стеллажом 7 проходят канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры и канал 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, а над каждым проходом 8 проходит канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры.
Представленные стеллажи на ярусе имеют два подуровня, то есть, они предназначены для хранения базовых блоков (ББ) на двух уровнях.
Каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры преимущественно располагаются над каналами 51 для распределения воздуха с первым значением температуры. Эта конфигурация позволяет расположить каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры (второе значение температуры Т2 ниже первого значения Т1) на наибольшем удалении от стеллажей 7 и емкостей для разведения, за счет чего предотвращается подача слишком холодного воздуха в емкости для разведения (воздух со вторым значением температуры Т2 обязательно перемешается с более теплым воздухом, представленным, как правило, первым значением температуры Т1, до попадания в зону вблизи емкостей для разведения).
Между воздухораспределительными каналами могут располагаться перегородки 11 для отклонения воздушного потока, поступающего со стороны распределительных каналов, с целью направления этого потока в климатическую зону и улучшения однородности температуры воздуха, поступающего на стеллажи 7 и емкости для разведения, расположенные на них.
В частности, перегородка 11 может быть расположена напротив противолежащих штуцеров каждого из воздухораспределительных каналов так, чтобы воздушный поток, поступающий со стороны каждого канала, сталкивался с перегородкой, соответственно расположенной напротив этого канала. На фигуре 13 стрелками, выходящими из распределительных каналов 51, 52, наглядно показано основное направление подачи воздуха, выходящего из них. Поток воздуха из каналов 51 для распределения воздуха с первым значением температуры и каналов 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры непосредственно над стеллажами 7 осуществляется преимущественно в горизонтальной плоскости в сторону центра прохода 8, разделяющего стеллажи, для обеспечения прямого потока воздуха между этими каналами и стеллажами. Воздух из канала 51 для распределения воздуха с первым значением температуры, расположенным над проходом 8, выдувается вниз, в сторону перегородки 11, которая содействует смешиванию воздуха, поступающего из разных распределительных каналов, а также предотвращает возникновение прямого потока, направленного в нижнюю часть прохода 8, так как зоны, расположенные в верхней части (верхний уровень стеллажей 7) являются самыми проблематичными для охлаждения, поскольку горячий воздух имеет тенденцию к накоплению в них.
На фигуре 14 представлен третий пример общей конфигурации климатической зоны фермы для разведения насекомых в двухмерной горизонтальной проекции. Согласно этой конфигурации все стеллажи скомпонованы так же, как и в конфигурации, описанной со ссылками на фигуры 3-9. В частности, параллельные стеллажи 7 образуют параллельные проходы 8, включающие вентиляционные проходы 9 и погрузочно-разгрузочные проходы 10 (как правило, один из двух проходов представлен вентиляционным, а второй - погрузочно-разгрузочным).
В каждом погрузочно-разгрузочном проходе 10 может быть установлена погрузочно-разгрузочная машина или любое другое подходящее средство для погрузки и разгрузки (в частности, роботы, промышленные роботы или автономные транспортировочные механизмы).
Канал 51 для распределения воздуха с первым значением температуры проходит над каждым вентиляционным проходом 9. Воздухоотводящие штуцеры каждого канала 51 направлены в сторону пола каждой климатической зоны и соответствующего вентиляционного прохода 9. Таким образом, каналы 51 для распределения воздуха с первым значением температуры обеспечивают подачу наибольшего объема воздуха в климатическую зону и создание большей части воздушного потока в последней. Каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры располагаются между каналами 51 для распределения воздуха с первым значением температуры. Например, один или два канала 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры, могут быть установлены между двумя последовательно идущими каналами 51 для распределения температуры с первым значением.
Каналы 52 для распределения воздуха со вторым значением температуры включают распределительные штуцеры, направленные в сторону примыкающего канала или каналов для распределения воздуха с первым значением температуры. Таким образом, воздух со вторым значением температуры Т2 смешивается с воздухом с первым значением температуры Т1 до поступления на стеллажи 7 и подхватывается основным воздушным потоком, поступающим со стороны каналов 51, для распределения воздуха с первым значением температуры.
на фигуре 15 представлен схематический трехмерный вид варианта климатической зоны на фигуре 14.
2
Согласно представленному варианту осуществления отведение воздуха осуществляется по краям проходов 8 за счет воздушных вытяжек. Вытяжки располагаются преимущественно в верхней части погрузочно-разгрузочных проходов 10. При взаимодействии с основным потоком распределяемого воздуха в климатической зоне по вентиляционным проходам, направленного в сторону пола, при такой вытяжке образуется общий воздушный поток в зоне вентиляции, проходящий через стеллажи 7 на всех уровнях этих стеллажей. Это позволяет обновлять состав воздуха на всех стеллажах и обеспечивает достаточную однородность воздуха (по температуре, влажности и концентрации СО) по всей климатической зоне.
Конфигурация на фигуре 15 также имеет особенность (необязательную в этой конфигурации, а также применимую ко всем конфигурациям по настоящему изобретению, а в частности - к конфигурациям, описанным выше, как представлено на фигуре 7), заключающуюся в том, что зона кондиционирования воздуха непосредственно примыкает к климатической зоне. В частности, зона кондиционирования воздуха Z4 в этой конфигурации расположена над климатической зоной. Так, климатическая зона Z4 включает несколько воздухообрабатывающих установок 61. Каждая воздухообрабатывающая установка 61 обеспечивает доведение воздуха до первого Т1 или второго температурного значения Т2.
Также могут быть предусмотрены другие местоположения зоны кондиционирования воздуха Z4, а конкретно: с одной стороны, на полу, на потолке или напротив стенки климатической зоны. Ферма по разведению насекомых также может включать несколько зон кондиционирования воздуха, каждая из которых может включать, например, одну или несколько воздухообрабатывающих установок 61.
Таким образом, в предусматриваемых трех конфигурациях, описанных выше, между воздухораспределительными каналами и стеллажами обеспечивается наличие свободных промежутков для достижения однородности температуры воздуха. Эти промежутки располагаются либо в вентиляционных проходах 9 согласно первой общей конфигурации, представленной на фигурах 3-9, либо над стеллажами согласно второй общей конфигурации, представленной на фигурах 10-13, либо над стеллажами и между ними согласно третьей общей конфигурации, представленной на фигурах 14 и 15. Могут использоваться стенки 11, установленные напротив воздухоотводящих штуцеров воздухораспределительных каналов соответственно для воздуха с первым и вторым значениями температуры с тем, чтобы обеспечивалось дополнительное смешивание воздуха соответственно с первым и вторым значениями температуры, поступающего в климатическую зону.
Контроль температуры в климатической зоне может осуществляться за счет регулировки объема поступающего воздуха с соответственно первым и вторым значениями температуры согласно разности между температурной уставкой и температурой, измеряемой в одной или нескольких точках климатической зоны. При необходимости в задании разных температурных уставок (например, если климатическая зона разделена на несколько бункеров, или если несколько температурных датчиков указывают на большую разницу в температурах между разными точками климатической зоны), объемы и пропорциональное отношение воздуха с первым и вторым значениями температуры могут быть отрегулированы посредством клапанов-регуляторов в разных патрубках первого и второго комплектов воздуховодов. В примере фермы для разведения насекомых, представленном на фигуре 1, первый комплект воздуховодов С1 имеет первый патрубок В1 для впуска воздуха в первую климатическую зону Z1 и второй патрубок В2 - для впуска во вторую климатическую зону Z2. Клапаны-регуляторы V1, V2 позволяют дозировать воздух, поступающий соответственно в первую Z1 и вторую Z2 климатические зоны.
Аналогичная конфигурация может быть использована и для второго комплекта воздуховодов. Аналогичным образом каждый комплект воздуховодов внутри той же климатической зоны может быть оснащен несколькими патрубками, пропускная способность по воздуху в которых может независимо регулироваться.
Как было указано выше, уровень влажности представляет собой второй параметр окружающей среды, контроль и регулировка которого важны для содействия росту насекомых и ограничения риска развития определенных заболеваний. Система кондиционирования воздуха, установленная в зоне кондиционирования воздуха Z4, преимущественно предназначена для регулирования уровня влажности воздуха с первым и/или вторым значениями температуры. При условии, что имеется возможность регулировки только одного из показателей уровня влажности воздуха с первым и вторым значениями температуры, этот показатель может быть подобран по уровню влажности воздуха при другой температуре, а также по соотношению между поступающим воздухом с первым и вторым значениями температуры. Кроме того, каждая климатическая зона может включать дополнительные увлажнители воздуха (например, мелкокапельные водяные опрыскиватели), которые позволяют корректировать уровень влажности для достижения целевого уровня. Учитывается воздушный поток, генерируемый за счет поступления и отведения воздуха в климатическую зону и из нее, и кинематические характеристики воздуха описываются с учетом контроля температуры в этой климатической зоне, что позволяет обеспечить достаточную однородность уровня влажности воздуха в ней.
Наконец, уровень углекислого газа также представляет собой параметр окружающей среды, контроль которого представляет важность. Поддержание уровня углекислого газа на приемлемом уровне (ниже заданного предельного значения) достигается за счет достаточности обновления состава воздуха. Для этого может быть задана минимальная частота замещения воздуха. Замещение воздуха обеспечивается за счет одновременного впуска и отведения достаточного объема воздуха. Таким образом, в соответствии с уровнем углекислого газа в климатической зоне может потребоваться подача в нее более теплого воздуха, но в большем объеме. Например, объем поступающего воздуха со вторым значением температуры Т2 (который, как ожидается, будет холоднее воздуха с первым значением температуры Т1) может быть ограничен, в то время как объем поступающего воздуха с первым значением - увеличен.
Такое решение по настоящему изобретению позволяет обеспечивать эффективную регуляцию параметров окружающей среды на ферме по разведению насекомых, в частности, и в контексте производства в промышленных масштабах. Такая регуляция температуры, по сути, обеспечивается за счет поступления воздуха с двумя разными температурными значениями в одну и ту же климатическую зону. Таким образом, воздушные потоки могут выполнять функции, главным образом отличающиеся друг от друга. Например, поступающий воздух с первым значением температуры может участвовать в охлаждении воздуха в климатической зоне, однако при взаимодействии с воздухоотводящими средствами он также может формировать воздушный поток в этой зоне. Сформированный поток выполняет функцию замещения воздуха в климатической зоне, а также функцию придания ему однородности, будь то в отношении температуры, влажности или концентрации углекислого газа. Поступающий воздух со вторым значением температуры в целом холоднее первого значения позволяет обеспечивать быструю коррекцию температуры в климатической зоне. Таким образом, пропускная способность относительно воздуха с первым значением температуры, поступающего в климатическую зону, стандартно (и в соответствии с потребностями в охлаждении) может в два-четыре раза превосходить пропускную способность относительно воздуха со вторым значением температуры, поступающего в климатическую зону.
Эффективный контроль параметров окружающей среды в климатических зонах большого размера (например, с площадью несколько сотен квадратных метров и высотой потолков в несколько метров) делает возможным создание ферм для разведения насекомых в промышленном масштабе с максимальным выходом, а также устойчивыми условиями для жизни и роста насекомых на этих фермах.