Устройство для обогрева и увлажнения почвы в теплице

Предлагаемое техническое решение относится к средствам обогрева и увлажнения почвы и может использоваться в промышленных и индивидуальных теплицах для выращивания ранних растений, овощных культур, цветов, кустов и деревьев, а также в животноводческих сооружениях, требующих подогрева почвы.
Известно устройство для обогрева почвы в теплице, содержащее солнечный коллектор, соединенный с ним с помощью труб грунтовый теплообменник и систему циркуляции теплоносителя, солнечный коллектор выполнен в виде внешнего выносного элемента с двойной системой нагрева, в которой в качестве теплоносителя использован воздух, грунтовый теплообменник, соединенный с солнечным коллектором двумя воздуховодами, образован двумя подпочвенными коллекторами с теплообменными элементами, объединенными распределительным коллектором, который снабжен отводящими воздуховодами, оборудованными заслонками, а система циркуляции теплоносителя имеет два режима потока распределения воздуха, или циркуляционный, или прямоточный, и выполнена регулируемой с возможностью предупреждения перегрева почвы и охлаждения внутреннего воздуха помещения, при этом солнечный коллектор выполнен с возможностью работы в указанных режимах (см. Патент №2651276 по кл. A01G 19/24 за 2018 г.)
Основными недостатками этого вида теплиц является сложность конструкции отсутствие возможности регулирования температуры почвы при высоких материальных затратах, а также не оправданное технической необходимостью использование вторичного теплоносителя - жидкости, что, кроме того, свидетельствует о недостаточной надежности системы циркуляции жидкости в прототипе в случае возможного повреждения купола из поликарбоната и отсутствие полива почвы при нагреве.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для обогрева почвы является устройство для обогрева теплиц, содержащее теплообменник, выполненный в виде камеры сгорания, размещенной внутри теплицы, тепло необходимое для роста растений подается от газовых инфракрасных горелок, расположенных в верхней зоне теплицы, причем продукты сгорания газа от газовых инфракрасных горелок собираются воздуховодом через воздухозаборные отверстия и подаются в зону растений под действием осевого вентилятора (см. патент на ПМ РФ №13 1567 по кл. A01G 19/14 за 2013 год).
Основными недостатками этого вида теплиц является сложность конструкции отсутствие возможности регулирования температуры почвы при высоких материальных затратах, а также не оправданное технической необходимостью использование вторичного теплоносителя - жидкости, что, кроме того, свидетельствует о недостаточной надежности системы циркуляции жидкости в прототипе в случае возможного повреждения купола из поликарбоната и отсутствие полива почвы при нагреве.
Технической проблемой, решаемой заявленным устройством, является повышение энергоэффективности, надежности, упрощение конструкции и соединение узла нагрева с узлом увлажнения почвы.
Для решения технической проблемы предложено устройство для обогрева и увлажнения почвы в теплице, содержащее теплообменник, размещенный внутри теплицы, сборник нагретых газов в верхней части теплицы, воздуховод с воздухозаборными отверстиями и осевой вентилятор циркуляции воздуха по воздуховоду, воздуховод выполнен в виде ПХВ трубы, нижняя часть которого расположена в грунте, с выходом на противоположной стороне воздуховода, расположенный над уровнем грунта, а в нижней части воздуховода выполнены сквозные отверстия с обеих сторон трубы, воздуховод расположен в зоне посадки растений, выход воздуховода расположен на расстоянии 30-50 см над уровнем почвы, сквозные отверстия воздуховода расположены последовательно в нижней его части, преимущественно в два ряда, а увлажнение почвы осуществляется конденсатом из воздуха.
На фиг. 1 - изображен схематично общий вид теплицы.
На фиг. 2 - сечение по А-А- фиг 1.
На фиг. 3 - увеличенное изображение узла 1 фиг. 1.
Предлагаемое устройство содержит теплообменник 1 расположенный - внутри теплицы. Теплица выполнена из жесткого каркаса 2 и прозрачного укрытия 3 в виде пленки, карбоната или стекла. Устройство для обогрева и увлажнения почвы выполнено из воздуховода 4, заборная часть 5 которого расположена в верхней части теплицы 6, а нижняя часть 7 расположена в грунте 8 в зоне корней растений 9. Нижняя часть 7 снабжена сквозными отверстиями 10, расположенные по ее длине преимущественно в два ряда, через которые проходит конденсат 11. Выход 12 воздуховода выступает из грунта и расположено над ним на расстоянии (Н=30-50 см). Заборная часть 5 воздуховода 4 снабжена осевым вентилятором 13.
Работа предлагаемого устройства для обогрева увлажнения почвы осуществляется следующим образом. Нагретый воздух (в ночное время теплообменником 1, а в дневное время за счет солнечной энергии) поднимается вверх и располагается в верхней части теплицы 6 под укрытием 3. В этой же области располагается заборная часть 5 воздуховода 4 с вентилятором 13, за счет которого происходит подача и циркуляция воздуха по всей его длине. Теплый воздух, проходя по нижней части 7 воздуховода 4, охлаждается и передает тепло в грунт 8 и нагревает его. Одновременно при охлаждении воздуха из него выделяется вода в виде конденсата 11, который через отверстия 10 впитывается в грунт 8 и осуществляет полив корней растений 9
Технический результат, достигаемый заявленным устройством, заключается в простоте конструкции узла обогрева почвы с одновременным ее увлажнением в нижней части корней растений без использования дополнительных устройств и, не производя дополнительного полива грунта. Расположение выхода воздуховода над уровнем почвы позволяет осуществлять постоянную вентиляцию воздуха внутри теплицы и полностью исключить застой воздуха в зоне растений
Использование предлагаемого устройства в теплицах и тому подобных сооружениях позволяет производить подогрев почвы непосредственно в зоне растений, а не обогревать всю площадь грунта. Кроме того, производится постоянное увлажнение грунта за счет влаги, имеющейся в воздухе за счет его конденсации непосредственно в воздуховоде, т.к. температура грунта всегда ниже точки росы и образуется конденсат, который самотеком подается в грунт и питает корневую систему растений и не увлажняет грунт между растениями, что затрудняет рост побочных растений.