Облучатель для теплиц

Устройство относится к светотехнике, а именно к облучательным установкам для теплиц, и позволяет повысить эффективность использования энергетического потока облучателя, расширить функциональные возможности облучательной установки и снизить затраты энергии на облучение.
Известен фитосветильник для улучшенного роста растений (Патент РФ№168490, кл. F21V 33/00, 2016 - аналог), содержащий светодиод, рефлектор, линзу, радиатор, вентилятор, блок питания, ручку, поворотный механизм, терморегулятор.
Недостатком известного технического решения является низкая эффективность использования энергетического потока облучателя, так как излучатель представляет из себя один светодиод без возможности плавного регулирования его характеристик, а при нарушении охлаждения происходит аварийное отключение облучателя от сети, что приведет к недооблучению растений.
Из уровня техники известно, что существующие требования к спектральному составу таковы, что различные виды растений и одни и те же виды на разных возрастных этапах развития могут иметь контрастные требования к спектру фотосинтетически активной радиации для максимизации продукционной деятельности (Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. - 168 с).
Известен энергосберегающий светодиодный фитооблучатель (Патент РФ№142791, кл. A01G 9/20, 2013 - аналог), содержащий световые элементы, состоящие из групп светодиодов с различными спектрами излучения, прозрачный цилиндрический плафон, теплоотводящий профиль, представляющий в сечении правильный многоугольник, торцевые крышки.
Недостатком известного устройства является низкая функциональная возможность, так как размещение световых элементов на всех гранях теплоотводящего профиля, расположенного в прозрачном цилиндрическом плафоне, не позволяет применять его для верхней досветки растений, делает затруднительным его применение для боковой досветки.
Известно, что эффективность светодиодного облучения обусловлена возможностью близкого размещения облучателя к растениям за счет правильного распределения потока излучения в пространстве. (Долгих П.П., Хусенов Г.Н. Современные LED-фитоизлучатели для тепличных технологий // Эпоха науки - 2018. - №14. - С. 112-120.).
Известна установка осветительная светодиодная с изменяемой светоцветовой средой (Патент РФ№159034, кл. F21K 99/00 - аналог) состоящая из корпуса с основными светодиодными модулями, драйвера питания, блока управления, дополнительных светодиодных модулей, рассеивателя, блока синхронизации, датчика цветовой температуры и освещенности, датчика движения, блока дистанционного управления.
Недостатком данной конструкции являются высокие затраты энергии на облучение поскольку отсутствие должной системы охлаждения приведет к искажению спектральных и энергетических характеристик установки.
Из уровня техники известно, что с ростом температуры на светодиоде происходит изменение спектральных и энергетических характеристик всего облучателя в целом (1. Никифоров С. Температура в жизни и работе светодиодов. Часть 1 // Компоненты и технологии. - 2005. - №9. - С.140-146. 2. Никифоров С. Температура в жизни и работе светодиодов. Часть 2 // Компоненты и технологии. - 2006. - №1. - С. 42-47.).
Наиболее близким аналогом к заявляемому облучателю для теплиц является лабораторный многоспектральный светодиодный облучатель для растений (Патент РФ №148457, кл. A01G 9/24, F21S 9/24, 2014 - прототип), содержащий корпус, светодиодный модуль из светодиодов, размещенный в нижней части корпуса, блок управления, радиатор, вентилятор. Модуль содержит восемь типов светодиодов, установленных на светодиодной плате, со значениями пиковой длины волны, равными 400:430:465:525:590:630:660:740 нм.
Недостатком данного конструктивного решения является низкая эффективность использования энергетического потока облучателя, поскольку он не имеет элемента для формирования полного потока, а также отсутствует связь между вентилятором и светодиодами каждого типа светодиодного модуля.
Задача полезной модели - повысить эффективности использования энергетического потока облучателей, расширить функциональные возможности облучательной установки и снизить затраты энергии на облучение.
Технический результат в отличие от прототипа достигается тем, что корпус снабжен дополнительно радиатором с вентилятором, соединенным посредством блока управления со светодиодами фиолетового излучения и светодиодами синего излучения, светодиодами белого цвета, светодиодами красного излучения, светодиодами «дальнего» красного излучения, светодиодами красными высокой эффективности, а светодиодный модуль с линзой размещен в нижней части корпуса.
На фиг. 1 представлен облучатель для теплиц - вид спереди, на фиг. 2 - вид снизу.
Облучатель для теплиц содержит корпус 1 с радиатором 2 и вентилятором 3. В верхней части корпуса 1 установлен блок управления 4 с питающим проводом 5. В нижней части корпуса 1 установлен светодиодный модуль 6, содержащий светодиоды фиолетового излучения 7, светодиоды синего излучения 8, светодиоды белого цвета 9, светодиоды красного излучения 10, светодиоды «дальнего» красного излучения 11, светодиоды красные высокой эффективности 12 и снабженный линзой 13.
Облучатель для теплиц работает следующим образом.
с
1
2,
При включении облучателя с сеть с помощью питающего провода 5 сигнал с блока управления 4 подается сначала на светодиоды фиолетового излучения 7 и светодиоды синего излучения 8, которые начинают излучать в диапазоне длин волн Δλ=390…450 нм. При этом также выделяется тепловая энергия, которая рассеивается с помощью радиатора 2. Облучатель работает в режиме пассивного охлаждения. Вентилятор 3 выключен. Затем включаются в работу  светодиоды белого цвета 9 со цветовой температурой в диапазоне Т=2700…3030 К. При этом одновременно с блока управления 4 поступает сигнал на включение вентилятора 5, который начинает вращаться с низкой скоростью ω, обдувая радиатор 2 и снижая тепловую нагрузку, создавая, таким образом, оптимальные условия для работы облучателя. Таким образом, облучатель переходит в режим активного охлаждения. Последними включаются в работу по порядку светодиоды красного излучения 10, светодиоды «дальнего» красного излучения 11, светодиоды красные высокой эффективности 72, излучающие в диапазоне длин волн Δλ=635…730 нм, которые при выходе на номинальный режим начинают выделять дополнительно тепловую энергию. При этом одновременно поступает сигнал с блока управления 4 на увеличение скорости вращения вентилятора 5 до ω создавая оптимальные температурные условия для работы облучателя. В результате включения всех светодиодов формируется полный поток облучателя с помощью линзы 13, установленной на светодиодном модуле 6 в нижней части корпуса 1.
Отключение облучателя осуществляется в обратной последовательности.
Представленное техническое решение имеет ряд преимуществ перед известной конструкцией:
- повышается эффективность использования энергетического потока облучателя путем раздельного последовательного включения светодиодов, с возможностью управления режимами их охлаждения.
- расширяется функциональная возможность облучательной установки за счет размещения светодиодного модуля с линзой в нижней части корпуса, что позволяет правильно распределять поток излучения в пространстве.
- снижаются затраты энергии на облучение путем раздельного использования пассивного и активного охлаждения облучателя.
Облучатель для теплиц прост по конструкции, надежен в эксплуатации и может быть легко реализован в сельскохозяйственном производстве в тепличных технологиях.