Фитостена

Полезная модель относится к области цветоводства и может быть использована для выращивания растений внутри помещений, в частности при декорировании вертикальных поверхностей помещений, а также для создания вертикального цветочного панно для благоустройства помещений, офисов, витрин с использованием растущих декоративных культур.
Растения очень эффективны для улавливания пыли и вредных токсинов в воздухе, а также для производства кислорода посредством фотосинтеза. Конструкция фитостены позволяет сконцентрировать большое количество растений на вертикальной поверхности помещения. Растения не только оказывают положительное психологическое воздействие на человека на рабочем месте, но и могут удалять целый ряд летучих органических загрязнителей благодаря биофильтрации.
Известно устройство для размещения растений (RU 156471, кл. A01G 9/02, опубл. 10.11.2015), содержащее несущую конструкцию, выполненную с образованием емкостей для растений и емкости для жидкости, а также содержащее систему полива, состоящую из насоса, связанного с емкостью для жидкости, и напорной трубки. Устройство также содержит элемент управления, подключенному к системе подогрева и насосу. Напорная трубка системы полива выполнена с отверстиями. Несущая конструкция образована из отдельных элементов разной заданной геометрической формы, вырезанных из листового влагостойкого материала.
Данное устройство неудобное при эксплуатации, т.к. оно требует обязательное использование больших емкостей для воды или подводку стационарного источника воды.
Известна фитостена с полихроматическими стимуляторами роста растений (RU № 2402200, кл. A01G 31/02, A01G 9/02, опубл. 2010), содержащая вертикальную панель, изготовленную из пластика, прикрепленную к стене помещения или здания, систему снабжения питательным раствором или водой, емкость для накопления воды и питательного раствора, размещенную в нижней части фитостены, погружной насос, электрически соединенный с блоком управления и блоком питания, и посредством напорной трубы – с распределительной трубкой. Распределительная трубка расположена поперек панели на ее верхнем торце. В распределительной трубке выполнены выходные отверстия с шагом, равным расстоянию между карманами для растений. Карманы для растений съемно прикреплены к панели рядами по горизонтали и колонками по вертикали. Устройство содержит средство подачи питательного раствора к корням растений и источник освещения. Средство подачи питательного раствора выполнено в виде накладки из синтетического материала с высокими гидрофильными свойствами. Накладка прикреплена к панели посредством скоб, а в верхней части охватывает распределительную трубку, выполненную из пластмассы. В выходных отверстиях трубки установлены калиброванные жиклеры, направляющие поток питательного раствора на накладку. Блок управления снабжен таймером включения погружного насоса в течение 10-15 минут от 3 до 8 раз в день в зависимости от влажности и температуры воздуха в помещении и таймером управления переключением режимов работы светильников.
Известное устройство является стационарным, сложным по конструкции, требующее обязательное использование большой емкости для воды, и не имеет возможности перемещения с одного места на другое, при ремонте и интегрирования в разные пространства помещения.
Проблемой полезной модели является организации автономного процесса полива.
Техническим результатом полезной модели является повышение ее эксплуатационных характеристик за счет минимизации участия человека при поливе растений.
Поставленная проблема и заявленный технический результат достигаются тем, что фитостена содержит вертикальный каркас, на котором закреплены ирригационные полки с емкостями для растений, образующий верхний ярус, и блок управления. Емкость для накопления воды, емкость с питательным раствором и помпой, а также осушитель воздуха образуют нижний ярус. Верхний и нижний ярусы связаны между собой в жесткую конструкцию. Блок управления связан с датчиками и погружным насосом, смонтированным в емкости для накопления воды. Осушитель воздуха состоит из вентилятора, установленного с возможностью направления потока воздуха на радиатор и подключен к компрессору. Вентилятор и компрессор связаны с блоком управления, а радиатор конденсатоотводом соединен с емкостью для накопления воды. Устройство также содержит подающую воду трубу, подключенную к погружному насосу, и связанные с ней распределительные трубки, расположенные вдоль ирригационных полок.
За радиатором целесообразно смонтировать воздухоотвод.
В емкости накопления воды, для возможности контроля за уровнем воды, и своевременного включения погружного насоса для подачи воды к корням растений установлены датчики уровня воды, а под емкостью для обнаружения аварийной протечки из емкости - датчик протечки.
Емкость для питательного раствора преимущественно снабжают помпой и желательно ее монтировать над емкостью для накопления воды.
Для равномерного распределения воды распределительные трубки на конце снабжены капельником и расположены вдоль ирригационных полок под корнями растений.
Параллельно подающей трубе установлена обратная труба, для исключения перелива воды из емкостей с растениями и ирригационных полок.
В емкости с растением для контроля за влажностью и своевременного включения погружного насоса, установлен датчик влажности.
На вертикальном каркасе может быть смонтирован датчик влажности и температуры помещения.
Верхний и нижний ярус связаны между собой в жесткую конструкцию вертикальными опорами.
Наличие осушителя воздуха, соединенного через конденсатоотвод с емкостью для накопления воды, обеспечивает возможность извлечения влаги из воздуха, необходимого и достаточного для сбора и полива растений, минимизируя тем самым непосредственного участия человека для контроля влажности грунта в емкости для растений и своевременного его полива. Учитывая процесс транспирации – процесса движения воды через растение и её испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветки, только небольшая часть воды необходима для жизнедеятельности растения, поступающая через корни для нужд роста и метаболизма. В свою очередь 99,0 - 99,5% воды теряется через транспирацию. Растения будут отдавать обратно в помещение влагу, которую перед этим поглотил осушитель, что исключит пересушивание помещения. Таким образом, растения будут являться естественным фильтром, как для воздуха, так и для циркуляции водяной пыли в помещении.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема установки.
Фитостена содержит вертикальный каркас 1, на котором закреплены ирригационные полки 2 с емкостями 3 для растений, образующий верхний ярус 4. Вертикальный каркас 1 жестко связан металлическими опорами 5 в единую конструкцию с нижним ярусом 6, в котором установлены блок 7 управления. В нижнем ярусе 6 также установлена емкость 8 для накопления воды, в которой смонтированы датчик 9 верхнего уровня воды, датчик 10 нижнего уровня воды и погружной насос 11, связанные с блоком 7 управления. Над емкостью 8 расположена емкость 12 для питательного раствора с помпой 13, а под емкостью 8 датчик 14 протечки, связанный с блоком 7 управления, для полного аварийного отключения всего устройства. К погружному насосу 11 подключена подающая труба 15, соединенная цанговыми быстроразъемными фитингами 16 с распределительными трубками 17, расположенными вдоль ирригационных полок 2 под корнями растений. На конце распределительных трубок 17 закреплены капельники 18. Параллельно подающей трубе 15 установлена обратная труба 19, для исключения перелива воды из емкостей 3 с растениями и ирригационных полок 2. В нижнем ярусе 6 смонтирован осушитель 20 воздуха, в состав которого входит вентилятор 21 установленный с возможностью направления потока воздуха на радиатор 22, подключенного к компрессору 23. Радиатором 22 конденсатоотводом 24 соединен с емкостью 8. За радиатором 22 смонтирован воздухоотвод 25.
В емкостях 3 с растением, для контроля за влажностью и своевременного включения погружного насоса 11, установлены датчик 26 влажности. На вертикальном каркасе 1 смонтирован датчик 27 влажности и температуры помещения. Датчики 26 и 27 связаны с блоком 7 управления.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально емкость 8 заполняется водой таким образом, чтобы датчик 9 верхнего уровня был ниже уровня воды. Далее вода пополняется путем ее извлечения из воздуха помещения. Из емкости 12 с помощью помпы 13 питательный раствор поступает в емкость 8 для накопления воды в нужном количестве и в нужное время, за счет блока 7 управления. Минеральные подкормки вносят в емкость 12 периодически не чаще одного раза в полгода. Блок 7 управления контролирует все функции полива, считывая показания влажности с датчиков 26, расположенного в емкости 3 с растениями и 27, фиксирующего влажность и температуру помещения. При недостатке влажности в емкости 3, блок 7 управления включает погружной насос 11 и вода с питательным раствором по подающей трубе 15 поступает в распределительные трубки 17 и через капельники 18 - в грунт под корни растений. Излишняя влага, накопившаяся в емкостях 3 с растениями и ирригационных полках 2, стекает по обратной трубе 19 в емкость 8 для накопления воды.
Датчик 9 верхнего уровня и датчик 10 нижнего уровня в емкости 8 для накопления воды дают сигнал блоку 7 управления о наполненности емкости 8 водой. В случае, когда недостаточно воды в емкости 8, блок 7 управления включает вентилятор 21 и компрессор 23. Воздух через окно 28, образованное в нижнем ярусе 6, засасывается с помощью вентилятора 21 и, проходя через радиатор 22, выходит через воздухоотвод 25. Содержащаяся в воздухе влага конденсируется на радиаторе 22 и стекает по конденсатоотводу 24 в емкость 8 для накопления воды. Процесс конденсатообразования происходит благодаря компрессору 23, гоняющего через радиатор 22 хладагент. Когда вода в емкости 8 достигнет датчика 9 верхнего уровня, блок 7 управления отключит вентилятор 21 и компрессор 23.
В случае аварийной протечки воды из емкости 8, датчик 14 даст сигнал блоку 7 управления и все устройство отключается.
Фитостена управляет режимом полива растений, организует извлечения излишней влаги из воздуха и одновременно создает нормальную влажность в помещении, за счет своевременного включения осушителя 20.
Благодаря погружению емкости 3 с растениями в ирригационную полку 2 поддерживается постоянное и равномерное увлажнение корневой системы растений.
В ходе испытания конструкции фитостены, определили, что для создания растениям благоприятных условий при одновременном соблюдении влажности 30% в помещении, нормальной для нахождения в нем человека, производительность устройства составит 154 мл/ч. Экспериментальные данные по поливу 25 растений приведены в таблице.
Таблица значения температуры и влажности при эксплуатации предлагаемой фитостены
Предлагаемая фитостена не нуждается в систематическом доливе воды или подключению к стационарным источникам воды. Единственное, что необходимо делать, это периодически 1 раз в полгода пополнять емкость питательным раствором. Фитостену можно использовать как в домашних условиях, так в гипермаркетах и отелях, офисах и ресторанах. Компактность и возможность ее легкого перемещения позволяет применять ее в дизайне интерьеров. Нижний ярус можно интегрировать в различную мебель, в столы и прикроватные тумбы, вертикальные тумбы и горизонтальные полки.
Устройство фитостены не ограничивается представленным описанием и может быть расширено в пределах формулы полезной модели. Например, электропитание может быть как от автономного блока питания, так и от бытовой электрической сети. Блок управления может быть выполнен с возможностью получения и передачи информации через WIFI.
В настоящее время изготовлен и испытан опытный образец фитостены.