ШКАФ РОСТА РАСТЕНИЙ
CABINET OF PLANT GROWTH

Изобретение относится к области лабораторного оборудования для проведения научно-исследовательских работ с биологическими объектами (растениями, насекомыми и т.п.) в условиях искусственного климата. Может быть использовано для изучения влияния климатических факторов на процессы, протекающие в биологических объектах, а также для проведения селекционных работ с растениями, разработке мер защиты растений от вредителей с помощью насекомых-энтомофагов и т.п.
Известные шкафы, установки, камеры роста растений различаются в основном количеством воспроизводимых климатических факторов из числа следующих: свет, температура, влажность, содержание углекислого газа, скорость движения воздуха [1, 2]. Основными компонентами таких устройств являются остекленная рабочая камера с полезным пространством для исследуемых объектов, источники света, блок подготовки воздуха и блок управления [1]. Ввиду того что при расположении источников света внутри рабочей камеры в тепло преобразуется все 100% их установленной мощности, наибольшее распространение получили устройства с монтажом источников света за стеклянным ограждением рабочей камеры. При таком расположении в рабочую камеру проникает только около 35% энергии [2]. Наиболее близким аналогом изобретения является установка микроклимата вегетационная [3], содержащая остекленную рабочую камеру с остекленной передней дверью для наблюдения за растениями, источники света с зеркальными отражателями, расположенные с внешней стороны рабочей камеры, блок подготовки воздуха и блок управления. Избыток тепла от ламп удаляется кондиционером блока подготовки воздуха. Одним из важнейших климатических факторов является свет, так как за счет фотосинтеза в растениях осуществляется их жизнедеятельность. Поэтому одним из главных требований к устройствам искусственного климата для растений является обеспечение необходимой освещенности рабочей камеры. В известных устройствах это достигается путем увеличения количества источников света, то есть за счет увеличения потребляемой энергии, что является их недостатком.
Целью изобретения является увеличение освещенности растений без дополнительных затрат энергии.
Указанная цель достигается тем, что у шкафа роста растений, содержащего остекленную рабочую камеру с остекленной передней дверью для наблюдения за растениями, источники света, расположенные с внешней стороны рабочей камеры, блок подготовки воздуха и блок управления, внутренняя поверхность двери снабжена зеркальным покрытием с заданным коэффициентом пропускания света, которое выполнено в виде наклеенной полимерной зеркальной пленки. Освещенность в рабочей камере повышается за счет уменьшения потерь светового излучения через переднюю дверь. А благодаря тому, что зеркальная пленка частично пропускает свет, сохраняется и возможность наблюдения за растениями, не открывая дверь и не нарушая таким образом установившийся температурно-влажный режим в рабочей камере. Очевидно, что дополнительных затрат энергии в данном случае не происходит, так как нет дополнительных энергопотребителей.
На фиг.1 изображен шкаф роста растений; на фиг.2 - то же, с открытой дверью; на фиг.3 - то же, с видом на датчики.
Шкаф роста растений содержит остекленную рабочую камеру 1 с остекленной передней дверью 2, с внутренней стороны которой наклеена зеркальная полимерная пленка 3. Внутри рабочей камеры расположены четыре съемные решетчатые полки 4 для установки растений. С внешней стороны рабочей камеры на потолке и трех сторонах (двух боковых и одной задней) расположены источники света - семь светильников 5 с люминесцентными лампами. Рабочая камера установлена на блок подготовки воздуха 6, который содержит исполнительные устройства: кондиционер (охладитель), нагреватель и ультразвуковой увлажнитель. Потолок блока подготовки воздуха является дном рабочей камеры после установки ее на блок подготовки воздуха и имеет две продольные щели вдоль боковых сторон для циркуляции воздуха. В блок подготовки воздуха вмонтирован блок управления 7, основными элементами которого являются программируемый во времени регулятор температуры, влажности, освещения 8 и датчики температуры и влажности 9 и 10.
Работа шкафа роста растений заключается в поддержании заданных параметров микроклимата в рабочей камере 1 с помощью светильников 5, кондиционера, нагревателя, увлажнителя блока подготовки воздуха 6, которые включаются и выключаются под управлением регулятора 8 в зависимости от заданных программой значений температуры, влажности, времени включения (выключения) светильников 5 и текущих значений температуры, влажности и времени, поступающих от датчика температуры 9, датчика влажности 10 и таймера регулятора 8. Освещенность в рабочей камере создается лампами светильников 5 и светом, отраженным от зеркальной полимерной пленки 3 на передней двери 2. Воздух циркулирует под действием вентиляторов кондиционера или нагревателя блока подготовки воздуха 6.
Изобретение может быть реализовано с использованием следующих компонентов. Каркасы рабочей камеры 1 и съемной двери 2 могут изготавливаться из окрашенного алюминиевого профиля типа CONSTA-SIB. Остекление из оконного стекла толщиной 4 мм с ошлифованными кромками с применением П-образных пластиковых уплотнителей. В качестве светильников 5 могут быть применены стандартные типа TL418-1A на четыре люминесцентные лампы мощностью 18 Вт со специальным спектром излучения для растений типа L18WW/77 FLUORA. Для воспроизведения необходимых значений температуры, влажности и освещенности могут быть применены микропроцессорный программный регулятор МПР51-Щ4 ОВЕН, два термометра сопротивления ТС 034-50 М ОВЕН (один из них для измерения влажности психрометрическим методом) и исполнительные устройства: кондиционер типа LWJ0561ACG (фирма LG, Ю. Корея), тепловентилятор РЕН 2036 и увлажнитель типа PUH 1104 (оба фирмы POLARIS, США). Зеркальное покрытие на внутренней поверхности двери может быть выполнено путем наклеивания полимерной зеркальной пленки торговой марки Llumar, например, типа R15GSRCDF (серая, с пропусканием света 15%). Кроме повышения освещенности в рабочей камере зеркальная пленка снижает негативное воздействие яркого света от задних светильников через дверь на глаза исследователя, проводящего опыты с растениями.
Результаты измерений освещенности на полках рабочей камеры с помощью люксметра «ТКА-ЛЮКС» при наличии зеркального покрытия на двери и без него приведены в таблице.
Таблица
Значения освещенности в центре полок рабочей камеры
Номер полки
1 (низ)
2
3
4 (верх)
Освещен-ность, лк
с зеркальным покрытием двери
6500
6190
8750
7870
без зеркального покрытия двери
5530
5310
7900
7150
Из таблицы видно, что с зеркальным покрытием двери освещенность возрастает на 10-17% в зависимости от высоты контрольной точки.
Источники информации
1. Садовой А.Ф., Советов В.П. Установки искусственного климата. - М.: Агропромиздат, 1985. - 72 с., ил.
2. Курец В.К., Попов Э.Г. Статистическое моделирование системы связей растение-среда. - Л.: Наука, 1991. - 152 с.
3. Патент на промышленный образец №54275. Установка микроклимата вегетационная.