УСТРОЙСТВО КЛИМАТ-КОНТРОЛЯ БЫТОВЫХ ТЕПЛИЦ "СОЛНЦЕДАР"

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована для выращивания сельскохозяйственных культур в условиях защищенного грунта, в частности, для создания оптимального для растений микроклимата в теплицах.
Известен стабилизатор температуры для парника или теплицы с применением резиновой мембраны [RU 2163065 С2, 05.04.1999]. Конструкция которого включает исполнительный элемент - цилиндр с резиновой мембраной, сообщающийся гидропроводом с резервуаром-теплообменником, подвешенным на тросе. Резиновую мембрану удобно использовать для небольших перемещений с небольшими усилиями. Поэтому в качестве вентиляционного устройства применена многощелевая шторка, состоящая из двух соосных, перфорированных дисков с секторными отверстиями.
Известно устройство для стабилизации теплового режима в теплице [RU 2110171 C1, 29.11.1996], которое состоит из двух радиаторов, сообщенных между собой и наполненных водой. Верхний радиатор расположен над уровнем почвы и наклонен под углом 10-30°, а нижний помещен в почву на глубину 30-100 см. В дневное время нагревается вода в верхнем радиаторе и поступает самотеком в нижний радиатор. В ночной период осуществляется обратный процесс. Недостатком данного устройства является возможность использования его только в теплое время года.
Известно устройство для обогрева теплицы [RU 94030178 A1, 15.08.1994], которое содержит теплообменник, выполненный в виде камеры сгорания, размещенной внутри теплицы, при этом камера сгорания снабжена, по крайней мере, одним калильным телом, установленным в зоне сгорания и на расстоянии прямой видимости растений. Верхняя часть камеры сгорания выполнена в виде колпака, который может быть светоотражающим и выполнять роль раструба. Недостатком данного устройства является использование в качестве теплоносителя только продукта сгорания газовой смеси, что существенно ограничивает его использование только для обогрева промышленных теплиц.
2
Известна кольцевая система теплоснабжения теплицы [RU 80308 U1, 04.05.2008], принятая в качестве прототипа, которая выполнена в виде замкнутого контура, изготовлена из труб и состоит из водяного циркуляционного насоса и аккумулятора тепловой энергии. В систему также включены два тепловых насоса, один из которых соединен с грунтовым коллектором, а другой с воздушно-водяным коллектором. Недостатком данной системы является отсутствие возможности поддержания необходимых для растений параметров температуры, влажности и содержания CO в теплице.
При использовании даже современных бытовых теплиц из сотового поликарбоната, урожайность культивируемых культур в несколько раз ниже, чем в промышленных теплицах. Причина заключается в невозможности поддержания необходимых для растений параметров температуры, влажности, содержания CO2 в бытовых теплицах.
2
Техническим результатом настоящей полезной модели является создание системы климат-контроля для бытовых теплиц без сложного и энергоемкого оборудования, позволяющей увеличить срок выращивания тепличных культур до 6 месяцев в условиях Севера, поддерживать необходимые для растений параметры температуры, влажности и содержания CO.
Технический результат полезной модели достигается тем, что система климат-контроля бытовых теплиц включает в себя вентиляционную трубу, верхняя часть ко торой изготовлена из прозрачного материала, а нижняя из материала с менее высоким коэффициентом светопропускания любого цвета, со встроеными инфракрасными ламповыми или пленочными обогревателями и имеющую вывод одного конца наружу теплицы, терморегулятор, а также анемостат или вентиляционную решетку или приточный вентилятор, которые врезаются с противоположной стороны вывода вентиляционной трубы наружу.
2
Устройство климат - контроля «Солнцедар» предотвращает рост растений в критических параметрах температуры, влажности, перепада температур и содержания CO. Естественная влажность в теплице поддерживается за счет свойств инфракрасного излучения. Инфракрасные лучи прогревают землю, которая на 2-6°C теплее температуры воздуха в теплице и не сушат воздух, за счет отсутствия высокотемпературных устройств обогрева. Минимальная температура воздуха постоянна и находится в параметрах, заданных терморегулятором. Максимальная температура воздуха понижается за счет автоматической системы вентиляции. При воздействии солнечных лучей на нижнюю, более темную часть трубы, в трубе происходит нагрев, и естественная конвекция воздуха по трубе из теплицы во внешнюю среду за счет разницы температур внутри и снаружи теплицы. Чем выше солнечная активность и соответственно температура внутри трубы, тем сильнее поток воздуха наружу теплицы, и приток более холодного воздуха извне. В пасмурную погоду и ночью, в отсутствии солнечных лучей, происходит небольшая, естественная конвекция воздуха в теплице за счет разницы температур внутри и снаружи теплицы, достаточная для вывода избыточной влажности и притока CO2. Постоянный обмен воздуха в теплице за счет автоматической, автономной системы вентиляции не позволяет увеличивать уровень влажности до абсолютной и исключает холодные сквозняки, а также обеспечивает растениям поступление необходимого количества углекислого газа извне, который является базовым химическим элементом фотосинтеза растений. Диапазон инфракрасных лучей аналогичен диапазону солнечного излучения, что является естественным для растений способом обогрева. К тому - же, в отличие от других систем отопления (дровяные печи, газовые горелки, электрические тепловые нагреватели) инфракрасный обогрев не пересушивает воздух и не сжигает кислород, что благотворно влияет на развитие растений.
Устройство климат-контроля бытовых теплиц «Солнцедар» (Фиг.1) состоит из вентиляционной трубы (1), нижняя часть которой изготовлена из материала любого цвета с коэффициентом светопропускания. который ниже коэффициента светопропускания верхней части трубы. Верхняя часть изготовлена из прозрачного материала. В нижнюю часть вентиляционной трубы (1) встроены ламповые инфракрасные или пленочные инфракрасные обогреватели (2), замкнутые в электрическую цепь с терморегулятором (3). Составной частью системы вентиляции является приточные анемостат или вентиляционная решетка или приточный вентилятор (4). При этом вентиляционная труба крепится вверху теплицы, с выводом одного конца трубы наружу из теплицы, а анемостат или вентиляционная решетка или приточный вентилятор врезаются в торцевую стенку теплицы с противоположной стороны вывода вентиляционной трубы наружу.
Устройство климат-котнроля бытовых теплиц «Солнцедар» работает следующим образом (Фиг.2).
Терморегулятор (3), в частности Eberle или AOS или другой бытовой терморегулятор для приборов отопления, устанавливается на температур), необходимую для лучшего роста и развития выращиваемой в теплице сельскохозяйственной культуры. При понижении температуры в теплице ниже заданной температуры обогрев теплицы происходит потоком инфракрасных лучей (8) от инфракрасных обогревателей (2). Преимущество такого способа обогрева теплиц заключается в экономии электроэнергии, поскольку производится обогрев земли и растений, а не воздуха, по аналогии действия солнечных лучей. И уже далее идет конвекция воздуха вверх от нагретой земли, таким образом, чем больше работает обогреватель, тем интенсивней вентиляция теплицы и выводе воздушным потоком избыточной влажности. При воздействии солнечных лучей на более темную нижнюю часть трубы (1) происходит нагрев воздуха в трубе. В результате его нагрева и расширения происходит конвекция, в виде потока теплого воздуха (5) наружу теплицы, а через анемостат или вентиляционную решетку или приточный вентилятор (4) происходит приток более холодного воздуха (7) в теплицу. В результате создается естественный поток вентилируемого воздуха, объем которого зависит от интенсивности солнечного нагрева. Таким образом, чем выше солнечная активность, и соответственно выше температура воздуха в трубе, тем интенсивней происходит охлаждение, и вывод избыточной влаги из теплицы за счет увеличения потока приточного, более холодного воздуха.
В результате испытаний системы климат - контроля «Солнцедар». мощностью 2 Квт, в теплице размерами 6×3 и высотой 2 метров, с покрытием из сотового поликарбоната толщиной 4 мм установили, что применение системы позволяет увеличить температуру внутри теплицы на 14 C. Соответственно, например, в условиях г.Сыктывкар, Республики Коми, приравненному к районам Крайнего Севера, возможно выращивание тепличных культур с 10 апреля по 20 октября. В результате опытного посева кабачков и огурцов, в грунт семенами 10 апреля, первый урожай был собран 10 июня. В теплицах без подогрева посадка огурцов в районе г.Сыктывкара, производится примерно 10 июня, в календарный день, после которого заморозков не бывает, и обычно рассадой. Таким образом, применение системы климат - контроля «Солнцедар» увеличивает срок выращивания тепличных культур до 6 месяцев в условиях Севера, и возможностью выращивания до трех урожаев (зелень - огурцы - зелень).
Преимуществом устройства климат - контроля «Солнцедар» также является совмещение функций нагрева и охлаждения в одном устройстве, осуществление вентиляции за счет естественных и вторичных источников энергии, отсутствие элементов, которые могут выйти из строя, совмещение вентиляции с нагревом, и как следствие отсутствие в теплице абсолютной влажности и конденсата, простота установки и эксплуатации.