ТЕПЛИЧНЫЙ МОДУЛЬ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к конструкции теплиц с покрытием из прозрачной для света пленки.
Известна модульная теплица (свидетельство на полезную модель №11649, МПК A01G 9/14, публикация 1999 г.), состоящая из цельных малых модулей и составного большого модуля, которая с целью удобства сборки и разборки выполнена из отдельных модулей, причем составной большой модуль выполнен из отдельных элементов: крыши, которая опирается на цельные малые модули, и торцевых проставок (передней и задней). Боковыми стенками составного большого модуля являются боковые стенки цельных малых модулей, на которые опирается крыша составного большого модуля.
Однако данная теплица обладает значительными трудозатратами при постройке и недостаточным качеством обслуживания теплицы ввиду необходимости дополнительного устройства водосточных узлов и герметизации соединений кровли при стыковке модулей.
Известна модульная теплица, содержащая закрепленный на грунте каркас и светопроницаемое пленочное покрытие, прикрепленное к каркасу (патент РФ №2203531, МПК A01G 9/14, публикация 2003 г.).
Данная теплица обладает значительными трудозатратами в обслуживании теплицы.
Известна теплица, содержащая, по меньшей мере, один тепличный блок, снабженный устройством полива, при этом тепличный блок выполнен в виде металлического корпуса арочного типа полукруглой формы с дверью и проемами, закрытого сплошным куском светопрозрачного материала с регулируемой прозрачностью, со сквозным продольным каналом, в котором размещено устройство проветривания теплицы, а автоматическое устройство полива выполнено в виде накопительного бака и распределителя одинаковой емкости с автоматически регулируемым сливом воды в поливочные трубы, расположенные на грядках в тепличном блоке (патент РФ №2259036, МПК A01G 9/14, публикация 2005 г.).
Известная теплица требует значительных трудозатрат при постройке и высоких технических требований при ее обслуживании. К недостаткам теплицы относится также отсутствие мобильности конструкции, зависимость от внешних источников электроэнергии и подачи воды.
Известен пленочный парник, содержащий рамы стенового ограждения, установленные на фундаменте и связанные между собой посредством разъемного соединения, а также кровельные рамы, попарно соединенные в коньке при помощи шарниров и установленные наклонно с возможностью подъема для проветривания парника, при этом парник снабжен системой капельного полива, включающей емкость для воды и сообщающиеся в ней магистральные трубопроводы, снабженные дозирующими узлами, выполненными в виде телескопических трубок, установленных с возможностью поочередного извлечения одна из другой, а также оребренным гидроцилиндром, шток которого шарнирно связан с жестко закрепленными на рамах промежуточным элементом, при этом скрепляющие рамы элементы выполнены в виде Г-образных стержней из мягкого материала (патент РФ №2112353, МПК A01G 9/14, публикация 1998 г.).
К недостаткам известной конструкции относится неустойчивость к ветровым нагрузкам верхних открывающихся элементов парника, отсутствие мобильности конструкции, зависимость от внешних источников воды.
Известна теплица, включающая стойки каркаса, ванты, пленочное покрытие, при этом теплица выполнена из шестигранных блоков, перекрытых вантовой сетью шестиугольной структуры, на которую установлено пленочное покрытие, выполненное в виде куполов с шестиугольным основанием, причем верхняя часть купола состоит из двух половинок, шарнирно установленных на нижней и снабженных термодвигателями (патент РФ №2020794, МПК A01G 9/14, публикация 1994 г. - ближайший аналог).
Строительство и эксплуатация известной конструкции возможно только в промышленных масштабах, теплица обладает значительными трудозатратами при постройке. К недостаткам теплицы относится также отсутствие водосбора дождевой воды, отсутствие мобильности конструкции, зависимость от внешних источников воды.
Целью предложенного технического решения является создание компактной конструкции тепличного модуля, обеспечивающей улучшение эксплуатационных характеристик за счет поддержания в нем оптимального микроклимата, а также упрощение монтажа и демонтажа, компактность конструкции и удобство при транспортировке, уменьшение массы, возможность регулирования конфигурации теплицы и моделирования условий микроклимата за счет сменности элементов конструкции, обеспечение эффективной вентиляции и возможность сбора и использования дождевой воды.
Технический результат от использования предложенной полезной модели - обеспечение максимальной автономности в потреблении энергетических ресурсов в процессе выращивания растительных культур благодаря возможности аккумуляции дождевой воды, тепла земной поверхности и водной среды. При этом предложенное техническое решение обеспечивает снижение затрат на изготовление и эксплуатацию тепличного модуля.
Предложенная полезная модель расширяет арсенал технических средств, используемых в конструкциях теплиц с покрытием из прозрачной для света пленки.
Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.
Тепличный модуль содержит боковые стенки и крышу, которые выполнены из светопрозрачного пленочного материала с нанесенным на него окрасочным покрытием в виде сотовой перфорации, при этом стенки модуля образуют шестигранник, а каждая из них состоит из соединенных друг с другом горизонтально расположенных секций, нижние из которых по всему контуру модуля наполнены водой, а верхние - сжатым воздухом. Боковые стенки модуля соединены между собой и с крышей посредством разъемных застежек, а крыша модуля выполнена в виде шестиугольника. В центральной своей части крыша содержит горловину, соединенную телескопически с вертикально расположенной водоподводящей трубой, в нижней части которой закреплен поршень, помещенный с возможностью вертикального перемещения внутрь накопительного водяного бака, установленного в центре модуля, и сообщенного с распределительными трубопроводами системы капельного орошения, размещенными внутри модуля.
Внутри модуля на разных уровнях установлены контейнеры для грунта и растений.
Верхняя часть модуля по углам шестигранника имеет «уши» с кольцами для веревочных растяжек, обеспечивающих дополнительную устойчивость конструкции модуля посредством закрепления растяжек на клиньях, расположенных в грунте.
По меньшей мере, в одной из боковых стенок модуля образован проем, закрываемый посредством разъемного, закрепленного по периметру проема, светопрозрачного пленочного полотна.
В качестве светопрозрачного пленочного материала в элементах модуля может быть использован полихлорвинил, устойчивый к воздействию окружающей природной среды, позволяющий не нарушать экологического баланса и выращивать безопасную растительную продукцию.
Боковые стенки модуля соединены друг с другом и с крышей посредством разъемных застежек Velcro или застежек молний.
Модуль выполнен с возможностью присоединения к стенкам аналогичных модулей и/или к стенкам стационарных построек.
Модуль может быть соединен со стенками аналогичных модулей и/или со стенками стационарных построек посредством разъемных застежек Velcro или застежек молний.
На представленных фигурах изображена заявляемая конструкция тепличного модуля, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема модуля с растениями в почве; на фиг. 2 - то же с растениями в контейнерах.
Тепличный модуль содержит боковые стенки 1 и крышу 2, которые выполнены из светопрозрачного пленочного материала с нанесенным на него окрасочным покрытием в виде сотовой перфорации. В качестве светопрозрачного пленочного материала используют полихлорвинил.
Стенки 1 модуля образуют шестигранник, а каждая стенка состоит из соединенных друг с другом горизонтально расположенных секций 3.
Боковые стенки 1 модуля соединены между собой и с крышей 2 посредством разъемных застежек 4.
Крыша 2 модуля выполнена в виде шестиугольника, и в центральной своей части содержит горловину 5, соединенную телескопически с водоподводящей трубой 6, в нижней части которой закреплен поршень 7, помещенный с возможностью вертикального перемещения внутрь накопительного водяного бака 8, установленного в центре модуля.
Бак 8 сообщен с распределительными трубопроводами 9 системы капельного орошения, размещенными внутри модуля.
Верхняя часть модуля по углам шестигранника имеет «уши» 10 с кольцами для веревочных растяжек 11, обеспечивающих дополнительную устойчивость конструкции модуля посредством закрепления растяжек на клиньях (не показаны), расположенных в грунте.
Растения внутри модуля находятся в грунте (фиг. 1), или расположены в контейнерах 12 (фиг. 2), установленных на разных уровнях.
В боковой стенке модуля образован проем 13, закрываемый посредством разъемного, закрепленного по периметру проема светопрозрачного пленочного полотна 14.
В верхней части водоподводящей трубы 6 в месте соединения ее с крышей модуля образованы вентиляционные отверстия 15. Отверстия сквозные, расположены по окружности трубы и имеют наклон во избежание вытекания дождевой воды.
Боковые стенки модуля соединены друг с другом и с крышей посредством разъемных застежек Velcro или застежек молний.
Благодаря возможности смены верхней части и боковых стен, на которых нанесена сотовая окрасочная перфорация, внутри модуля меняется микроклимат и световой поток.
Благодаря соединению верхней части модуля и емкости для сбора и распределения воды с помощью водоподводящей трубы и помещенного внутрь емкости поршня, геометрия верхней части меняется таким образом, что позволяет собирать дождевую воду естественных осадков в емкость и автоматически прекращать сбор воды при наполнении емкости.
Благодаря расположению воды внутри горизонтальных баллонов со специальным окрасочным покрытием, образующих нижнюю часть вертикальных стен, и внутри емкости для дождевой воды, вода в дневное время аккумулирует избыток тепла окружающей среды и поверхности земли, а ночью отдает тепло при понижении температуры окружающей среды. А вес помещенной воды создает устойчивость модуля при значительных ветровых нагрузках.
Стенки 1 модуля - это формованный в термопластавтоматах под воздействием высокой температуры и давления полихлорвинил и различные его производные. Технология широко известна и распространена в производстве (надувные матрасы, бассейны, надувная мебель, надувные конструкции аквапарков и др). Из секций 3 стенок модуля в процессе их производства воздух откачивается и дальнейший доступ воздуха осуществляется через вмонтированные в поверхности перекрывающие клапаны. При сборке тепличного модуля нижние секции (три нижние секции на фиг. 1, 2) по всему контуру модуля наполняются водой (можно водой и воздухом), а расположенные над ними верхние секции - сжатым воздухом под давлением через систему клапанов и соединений между элементами секций.
Для наполнения секций водой можно использовать поливочный шланг. Для наполнения воздухом можно использовать воздушный насос (ручной, ножной, автомобильный или электронасос для накачивания матрасов, лодок и т.д.). Секции с водой выполняют две функции. Они значительно утяжеляют конструкцию модуля и обеспечивают ей устойчивость. Вода в секциях в дневное время суток накапливает (аккумулирует) тепло солнечной энергии и поверхности земли, медленно отдает в ночное время, тем самым сглаживая перепады суточных температур. Также вода в секциях является дополнительным резервуаром с водой для полива при длительных перерывах в осадках или демонтаже модуля.
Крыша модуля является единым элементом от центральной горловины, соединяемой телескопически с водоподводящей трубой, до внешней стороны шестиугольника крыши, где располагаются застежки, соединяющие крышу с вертикально расположенными стенками модуля. При частичном открывании застежек обеспечивается дополнительная вентиляция модуля при высоких температурах.
Модуль выполнен с возможностью присоединения как к стационарным постройкам, так и с соединения с другими аналогичными модулями. Соединение нескольких модулей с общей или раздельной системой проходов позволяет моделировать тепличные комплексы в зависимости от потребностей производителя растительной продукции и масштабировать практически на неограниченных площадях. Соединение модулей между собой обеспечивают вертикальные стенки 1 с проемом 13 или без проема, имеющие двойные разъемные застежки Velcro.
Покрытием тепличного модуля является пленка ПВХ, являющаяся материалом, отвечающим требованиям экологической безопасности, конструктивной долговечности в климатической зоне с отрицательными зимними температурами и низкой себестоимостью.
Поверхность модуля взаимодействует с двумя принципиальными видами внешнего освещения. Вертикальные прямые солнечные лучи и отраженное или рассеянное освещение. С помощью тонкой сетки краски (окрасочные соты) на крыше, солнечные лучи проходят своеобразный фильтр. Часть из них через прозрачную пленку внутри окрасочных сотов проникает в модуль. Другая часть отражается от поверхности окрасочного материала сотов и рассеивается вне модуля. А часть световых квантов попадает на грани сетки окрасочных сотов и разлагается в спектр. Окрасочный материал наносится в процессе производства на поверхность пленки по технологии струйного принтера и позволяет копировать любое цифровое изображение и добиваться высокого качества при выборе размеров окрасочных сотов крыши. Например, для регионов с высокой солнечной активностью уменьшение размеров сотов на поверхности крыши модуля защитит растительный материал и уменьшит затраты производителя на поддержание оптимальных условий в вегетативный период.
Окрасочное покрытие в виде сотовой перфорации, нанесенное на пленочный материал, стабилизирует ультрафиолетовую и инфракрасную нагрузку на растительный материал внутри модуля (в пики солнечной активности значительно снижается вероятность «ожога» листвы и перегрева), и значительно увеличивает процесс фотосинтеза листвы растений благодаря многократному разложению солнечного луча при попадании на грани перфорации (растение получает и обычный световой луч и разложенный спектр в виде «радуги», что значительно снижает энергетические затраты самого растения на процесс фотосинтеза).
Использование пленочного материала с разным размером сотовых ячеек перфорации меняет световой «коктейль» внутри модуля, поставляемый квантами света, благодаря разности длины электромагнитных волн в спектре, и позволяет моделировать максимально благоприятные условия для развития растительного материала в зависимости от поставленных задач. Модуль может активировать или замедлять процессы развития растений на различных этапах, создавать условия для «лечения» поврежденного различными болезнями растительного материала и легко менять эти условия благодаря простоте смены купольной части модуля.
Новым использованием модуля или его верхнего элемента может стать создание внутри модуля светового потока, активно воздействующего на различные заболевания человека и ускоряющего процесс выздоровления. Моделирование свойств светового потока после прохождения сотовой перфорации в процессе производства модуля и его элементов, низкая себестоимость применяемых материалов открывают возможность создания индивидуальных модульных конструкций с заданными свойствами для лечения либо оздоровления людей.
Для эффективного нагрева воды в нижних секциях вертикальных стенок модуля цвет окрасочного покрытия подбирается таким образом, чтобы максимально сократить время нагрева и создать направленную отдачу тепла внутрь модуля. Верхние воздушные секции вертикальных стенок модуля, изготовленные из прозрачного материала, обеспечивают максимальную пропускную способность для солнечного света.
Подвод воды на разные уровни обеспечивает система капиллярных труб, соединенная с накопителем воды. Растения сами забирают необходимый объем воды, а капиллярные трубки обеспечивают непрерывную ее подачу на все уровни за счет автономной системы возобновления запасов дождевой водой или от иных внешних источников воды.
При этом, как показано на фиг. 1, при наполненном водяном баке 8, поршень 7 располагается в верхней части бака, и поэтому крыша 2 имеет куполообразный вид. При дожде вода скатывается по крыше, не попадая внутрь модуля. При падении уровня воды в баке 8 поршень 7 вместе с водоподводящей трубой 6 опускается вниз, при этом крыша также опускается и образует воронку (фиг. 2), через которую дождевые стоки через трубу 6 вновь наполняют бак 8 и крыша вновь принимает куполообразный вид.
Застежками Velcro соединяются вертикальные стенки модуля. Каждая вертикальная стенка представляет прямоугольный надувной матрас, секции которого наполнены воздухом и водой. По вертикальным граням расположены полосы крепления стенок между собой. В стенках, используемых для соединения модулей между собой, на полосах крепления располагается по две застежки Velcro.
Одна из сторон модуля оборудуется проходом с застегивающимся на молнию (или застежку Velcro) прозрачным пленочным полотном. Для соединения двух и более модулей и прохода через них также используется секция с проходом.
Вода, залитая в секции стенок, а также закаченный воздух под давлением делают конструкцию модуля устойчивой.
Вентиляцию в модуле обеспечивает открывающийся проход в модуль. Его можно фиксировать на разной высоте. Дополнительную вентиляцию обеспечивают вентиляционные отверстия 15 в водоподводящей трубе и отсоединяемая верхняя часть модуля.
Изготовленный из ПВХ модуль с независимыми и быстро наполняемыми воздушными и водяными секциями позволяет решить важную задачу быстроты монтажа: соединяем с помощью застежки боковые стенки и крышу, наполняем нижние секции боковых стенок водой (можно водой и сжатым воздухом), накачиваем компрессором верхние секции стенок сжатым воздухом и модуль готов. Присоединение дополнительных модулей обеспечивает возможность трансформировать индивидуальный модуль в непрерывную сотовую группу модулей на любой площадки тепличного парка.
Разбор модуля для зимнего хранения также удобен и прост для дачников и жителей сельских поселений.