СВЕТОДИОДНЫЙ ОБЛУСАТЕЛЬ ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к сельскому хозяйству, разведению цветов и овощей в теплицах и парниках, в частности в качестве межрядных облучателей при выращивании длинностебельных растений.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению по обоим вариантам его реализации является принятый за прототип светодиодный фитопрожектор (облучатель для растениеводства) по патенту РФ № 2369086, содержащий корпус, выполненный в виде прямоугольной рамы, изготовленной из П-образного швеллера, закрепленные в корпусе световые элементы, состоящие из расположенных на платах групп светодиодов с различными спектрами излучения, блок электрического питания, микропроцессорную систему управления с коммутатором групп светодиодов, датчик освещенности, датчик - спектрометр, воздействующий на группы светодиодов через блок управления и позволяющий корректировать спектральный состав источника света в зависимости от внешнего освещения, и с учетом вида растений, при этом платы светодиодов установлены внутри корпуса в несколько параллельных рядов, помещенных в прозрачные герметичные плафоны, с зазором между ними так, что центральные оси световых потоков светодиодов направлены в одну сторону к лицевой поверхности корпуса и перпендикулярно его плоскости. Дополнительно светодиоды имеют спектр излучения, находящийся преимущественно в красном диапазоне, в области 580-680 нм, и сине-фиолетовом, в области 430-480 нм.
Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие:
- по варианту один - светодиодный облучатель для растениеводства, содержит прозрачный герметичный плафон, линейку светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 430-480 и 620-680 нм,
- по варианту два - светодиодный облучатель для растениеводства,
содержит раму, в которой закреплены прозрачные герметичные плафоны, в каждом из которых размещена линейка светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 430-480 и 620-680 нм.
Известный светодиодный облучатель для растениеводства предназначен для верхнего освещения растений, хотя при выращивании длинностебельных растений необходимо также применение дополнительных межрядных облучателей. Известный облучатель экономически неэффективен для применения в качестве межрядного дополнительного облучателя в связи с тем, что экономичнее одновременно облучать два соседних ряда растений. Комплектность облучателя чрезмерно увеличена, что делает прожектор дорогим для тепличного выращивания длинностебельных растений. Также угол излучения светодиодов не ограничен, в результате чего часть излучения, направленная под небольшим углом (до 40°) к плоскости размещения облучателей (т.е. практически вдоль междурядья), расходуется неэффективно.
Предлагаемое техническое решение позволяет сделать эффективным использование светодиодного облучателя для междурядного облучения за счет уменьшения количества облучателей, обеспечить одновременное облучение двух соседних рядов растений, уменьшить долю излучения, рассеиваемого бесполезно, увеличить плотность потока фотонов (ППФ), попадающих на листовую поверхность растений.
Для достижения данного технического результата:
- по варианту один - для светодиодный облучатель для растениеводства, содержащий прозрачный герметичный плафон, линейку светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 430-480 и 620-680 нм, в отличие от прототипа, содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов размещены с возможностью излучения в противоположные стороны, при том, наиболее оптимальным с точки зрения экономичности и максимальной ППФ облучения, угол излучения светодиодов находится в диапазоне 60-100° или линейки светодиодов могут быть снабжены отражателями (а линейка светодиодов может быть использована с более широким углом облучения);
- по варианту два - светодиодный облучатель для растениеводства, содержащий раму, в которой закреплены прозрачные герметичные плафоны, в каждом из которых размещена линейка светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 430-480 и 620-680 нм, в отличие от прототипа, каждый плафон содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов в каждом плафоне размещены с возможностью излучения в противоположные стороны, при том, наиболее оптимальным с точки зрения экономичности и максимальной ППФ облучения, угол излучения светодиодов находится в диапазоне 60-100° или линейки светодиодов могут быть снабжены отражателями;
Отличительными признаками предложенного технического решения от известного - прототипа являются следующие:
- по варианту один - содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов размещены с возможностью излучения в противоположные стороны; дополнительно, угол излучения светодиодов находится в диапазоне 60-100° или линейки светодиодов снабжены отражателями;
- по варианту два - каждый плафон содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов в каждом плафоне размещены с возможностью излучения в противоположные стороны, дополнительно, угол излучения светодиодов находится в диапазоне 60-100° или линейки светодиодов снабжены отражателями.
Благодаря данным отличительным признакам по обоим вариантам исполнения (различающимся по сути только одиночным или секционным креплением) достигается следующий технический результат: обеспечение наиболее рационального, с точки зрения экономичности и эффективности, режима облучения растений (освещение сбоку), особенно длинностебельных, например, огурцы, томаты и т.п., в т.ч. существенное уменьшение количества облучателей, снижение веса и габаритов облучателя, обеспечение одновременного освещения двух рядов растений. Так по обоим вариантам облучатели могут быть размещены в междурядье растений, как правило, в несколько уровней (для горизонтального расположения), подключаемых или передвигаемых по мере роста растений. При этом облучаются одновременно два ряда. Естественно, что при таком выполнении существенно снижается стоимость самих облучателей, расход потребляемой ими электроэнергии, эксплуатационные расходы. При этом электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА) может быть выполнен в разной комплектации, начиная с комплектации в составе блока электрического питания и контроллера импульсного включения светодиодов и кончая комплектацией прототипа, в которой есть датчик освещенности, датчик - спектрометр и т.д. и может располагаться как в каждом плафоне или секции (в секционном варианте исполнения), так и снаружи - одна система управления на несколько одиночных или секционных облучателей.
Предлагаемое техническое решение по обоим вариантам может быть использовано в разведении цветов и овощей в теплицах и парниках, в частности в качестве межрядных облучателей при выращивании длинностебельных растений. Так, в одиночном исполнении (один плафон), облучатели могут быть закреплены в междурядье продольными рядами в несколько ярусов, например, на вертикальных направляющих, например, с помощью хомутов. В кассетном исполнении (рама с несколькими плафонами) облучатели подвешиваются в один или несколько ярусов, например с помощью цепей.
Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками фиг.1, 2. На фиг.1 представлен поперечный разрез облучателя, общий для обоих вариантов исполнения (по первому это разрез самого облучателя, а по второму разрез одного облучателя в секции (на раме).
На фиг.2 представлен общий вид облучателя, размещенного в междурядье, также единый для обоих вариантов исполнения (разницу составляет лишь их первоначальные варианты исполнения - по пункту 2 формулы - это облучатель собранный в фабричных условиях, а по пункту 1 формулы облучатель, по сути, представляет собой элемент который закрепляют на месте, например на направляющих).
Изображенный на фиг.1 светодиодный облучатель содержит прозрачный герметичный плафон 1, преимущественно из поликарбоната, монтажный элемент, в данном случае прямоугольный профиль 2, на котором закреплены линейки 3 со светодиодами 4 и отражателями 5 (угол излучения которых составляет 100). Монтажный элемент может быть выполнен любой формы, в т.ч. пластины, при этом он дополнительно выполняет роль теплоотведения, а также может вообще отсутствовать, а линейки 3 могут быть закреплены, например на выполненных для этого приливах плафона 1 (выполненного фасонным). При этом линейки 3 светодиодов 4 излучают в противоположные стороны. Угол излучения в каждую сторону в данном случае равен 100°. Расстояние между плафонами 1 и светодиодами 4 в плафонах 1 зависит от вида растений, стадии их развития, а также расстояния от облучателя до растения (как правило, половины ширины междурядья).
Изображенный на фиг.2 светодиодный облучатель закреплен на цепи 6 (для регулирования высоты подвеса) в междурядье растений 7 с помощью карабина 8, закрепленного на раме (или направляющей) 9.
Данный облучатель эксплуатируется следующим образом. В междурядье растений посредине его по всей длине подвешиваются в один или несколько рядов (ярусов) облучатели с горизонтально расположенными плафонами 1 (можно и вертикально расположенными, но тогда высота плафонов 1 должна быть незначительной, чтобы включать их по высоте последовательно по мере роста растений). Количество плафонов 1 (рядов плафонов 1) по высоте зависит от роста растений. При этом плафоны 1 подключают только в зоне расположения растений, наращивая их подключенное количество по высоте по мере их роста.
Таким образом, применение предлагаемых облучателей позволяет уменьшить количество облучателей для реализации межрядного облучения растений, при оптимизации угла излучения светодиодов уменьшается доля бесполезно рассеиваемого излучения и увеличивается ППФ, достигающих листовой поверхности. В связи с этим уменьшается стоимость облучателей, расход электроэнергии и эксплуатационные расходы.