Устройство обогрева почвы и растений в теплицеПатент на изобретение №: 2084124 Автор: Гарбуз В.М., Павлов А.Г., Лейтес И.Л., Сухарева Л.И., Язвикова Н.В. Патентообладатель: Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства Научно-производственного объединения по овощеводству "Россия" Дата публикации: 20 Июля, 1997 Адрес для переписки: подача заявки21.12.1992 публикация патента20.07.1997 Изображения Использование: сельское хозяйство в области растениеводства в сооружениях защищенного грунта и может быть применено для обогрева почвы и растений в теплице. Сущность: устройство содержит аккумулирующие тепло элементы 1, включающие в себя оболочку 2 и накопитель 3. Аккумулирующие элементы расположены в пространстве между почвенными гребнями 4 с рядами растений 5. Наполнитель оболочки выполнен из вещества, температура фазового перехода которого из твердого состояния в жидкое изменяется в диапазоне от 15oC до 25oC. Преимущественно аккумулирующие теплоэлементы 1 снабжены нагревателями 6, расположенными внутри оболочек 2 на их сторонах для соприкосновения с почвой. Оболочки 2 элементов 1 могут быть выполнены в виде призмы, имеющих в сечении форму равнобедренного тупоугольного треугольника. Наиболее предпочтительно расположение нагревателей 6 в вершине тупого угла сечения призмы и/или на боковых гранях призмы и использование в качестве наполнителя 3 в оболочках 2 элементов 1 триэтаноламина. Применение данного изобретения позволяет обеспечить снижение затрат энергии на обогрев растений и почвы в теплице, создание в ней оптимального температурного режима для выращивания растений. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУПредлагаемое изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к устройствам для обогрева почвы и растений в защищенном грунте. Известно устройство для обогрева почвы теплицы в виде открытого канала, образованного из полимерной пленки, по которому протекает теплая вода [1] Недостатком подобной конструкции является необходимость затрачивать энергию на перекачку и подогрев обогреваемой воды при отсутствии поблизости от теплиц постоянного источника теплой воды. Необходимым условием продуктивности овощных культур в защищенном грунте является создание оптимальных температурных условий в корнеобитаемом слое почвы и припочвенной зоне произрастания культур. Известно также устройство, принятое нами за прототип, включающее аккумулирующие элементы для расположения в пространстве между почвенными гребнями с рядами растений и состоящие из оболочки и наполнителя, в частности воды, способного аккумулировать тепло солнечной радиации [2] В дневное время аккумулирующие элементы воспринимают солнечные лучи и нагреваются, а ночью, остывая, отдают тепло воздуху и почве, позволяя экономить энергию традиционных источников на обогрев растений. Недостатком подобного устройства является его невысокая эффективность ввиду низкой удельной теплоемкости воды, что приводит к переохлаждению корней растений в ночные часы, а также к перегреву почвы в дневное время в результате значительного повышения температуры аккумулирующих элементов. Целью предлагаемого изобретения является снижение затрат энергии на обогрев растений и обеспечение оптимального температурного режима их выращивания. Указанная цель достигается тем, что в устройство обогрева почвы и растений в теплице, в отличие от прототипа, наполнитель аккумулирующих элементов выполнен из вещества, температура фазового перехода которого из твердого состояния в жидкое изменяется в диапазоне от 15oC до 25oC. Кроме того, аккумулирующие элементы снабжены нагревателями, расположенными внутри оболочек на их сторонах для соприкосновения с почвой. Оболочки аккумулирующих элементов выполнены в виде призм, имеющих в сечении форму равнобедренного тупоугольного треугольника, а нагреватели расположены в вершине тупого угла или на боковых гранях призм. В качестве наполнителя использован тризтаноламин. Выполнение наполнителя из вещества, температура фазового перехода которого из твердого состояния в жидкое и обратно не выходит за рамки допустимых значений температур почвы в теплице (15oC.25oC [3]), позволяет повысить величину аккумулированной энергии за счет более высоких значений удельной теплоты фазовых переходов по сравнению с удельной теплоемкостью воды, в результате чего аккумулирующие элементы запасают больше солнечной энергии и таким образом сокращают затраты на обогрев растений. Кроме того, в дневные часы жарких месяцев, когда особенно велик приход солнечной радиации, аккумулирующие элементы, наполненные веществом с фазовым переходом, являются своеобразным буфером, предотвращающим перегрев почвы за счет того, что температура плавления наполнителя остается постоянной и не превышает 25oC до момента полного перехода вещества наполнителя в жидкую фазу. В зимнее время аккумулированной днем теплоты солнечной радиации может оказаться недостаточно для поддержания оптимального температурного режима почвы, с этой целью аккумулирующие элементы снабжены нагревателями (например, трубы для пропускания теплой, в том числе геотермальной, воды, электронагревательные провода). Нагреватели при необходимости можно использовать для отвода избытка тепла от аккумулирующих элементов в летнее время путем пропускания по трубам холодной воды. Количество нагревателей в одном аккумулирующем элементе зависит от конкретных условий. Расположение нагревателей внутри оболочки аккумулирующих элементов на их сторонах для соприкосновения с почвой позволяет наиболее экономно использовать энергию, идущую на обогрев растений, так как одна часть энергии идет на обогрев корнеобитаемого слоя почвы, а другая аккумулирует наполнитель с последующей отдачей тепла почве и воздуху после отключения нагревателей. Такой режим работы особенно эффективен в случае применения в качестве источника энергии электричества. В этом случае ночью в часы уменьшения общего электропотребления дешевая "внепиковая" электроэнергия может быть направлена на обогрев растений, а в утреннее время, когда потребление электроэнергии другими абонентами резко возрастает, обогрев почвы и воздуха может быть произведен только за счет энергии, запасенной аккумулирующими элементами ночью от работающих электронагревателей. Выполнение оболочек аккумулирующих элементов в виде призм, имеющих в сечении форму равнобедренного тупоугольного треугольника, позволяет получить максимальную площадь поверхности аккумулирующих элементов, которая непосредственно воспринимает солнечную радиацию, что способствует повышению эффективности процесса аккумулирования. Одновременно такая форма элементов обеспечивает необходимый объем почвы или питательного субстрата для каждого растения. Конкретные геометрические параметры аккумулирующих элементов зависят от необходимого объема вещества наполнителя и расстояния между соседними рядами растений. В качестве вещества наполнителя предложено использовать триэтаноламин в связи с его достаточно высоким значением удельной теплоты фазового перехода в требуемом диапазоне температур, доступностью и нетоксичностью. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного используемым веществом наполнителя наличием нагревателей, формой аккумулирующих элементов, т.е. заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, заключающиеся в размещении внутри оболочки аккумулирующего элемента нагревателей для соприкосновения с почвой, а также в использовании в качестве наполнителя вещества, температура фазового перехода которого изменяется в диапазоне +15oC.+25oC, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". На представленном чертеже изображен фрагмент устройства обогрева почвы и растений в теплице в аксонометрии с поперечным сечением. Устройство обогрева почвы и растений содержит аккумулирующие элементы 1, включающие в себя оболочку 2 и наполнитель 3. Аккумулирующие элементы расположены в пространстве между почвенными гребнями 4 с рядами растений 5, причем внутри оболочки 2 размещены нагреватели 6. Устройство работает следующим образом. В дневное время солнечные лучи нагревают открытую поверхность аккумулирующих элементов 1 до температуры плавления вещества наполнителя 3, значение которой не превышает максимально допустимого значения температуры питательного субстрата в теплице (25oC). Нагреваясь, вещество наполнителя 3 плавится и аккумулирует, таким образом, тепло солнечной радиации, сохраняя при этом до момента полного перехода в жидкую фазу температуру плавления, чем предохраняет растения от перегрева. В ночное время при понижении температуры аккумулирующих элементов 1 ниже температуры плавления вещества наполнителя 3 начинается процесс перехода наполнителя в твердую фазу, сопровождающийся выделением аккумулированного днем тепла солнечной радиации. Если этого тепла окажется недостаточно для поддержания оптимальных значений температуры почвы 4, то начинают функционировать нагреватели 6. Тепло, выделяемое ими, идет одновременно на обогрев почвы 4 и на перевод наполнителя 3 в жидкую фазу. Таким образом, нагреватели 6 могут периодически отключаться (например, в периоды пика нагрузок в электросети) на то время, пока аккумулирующие элементы 1 будут выделять ранее запасенную теплоту нагревателей 6. Предлагаемое изобретение позволяет экономить от 15 до 40% энергии, идущей на обогрев растений в теплицах, в зависимости от климатических условий местности, типа нагревателей и типа теплиц. Экономия энергии получается главным образом за счет использования в ночное время теплоты солнечной радиации, аккумулированной днем. Кроме того, устройство обогрева предлагаемой конструкции позволяет повысить урожайность выращиваемых культур благодаря обеспечению благоприятных температурных условий в корнеобитаемом слое почвы за счет предотвращения переохлаждения корней растений ночью и их перегрева в дневное время. Источники информации 1. GB, патент N 1483561, кл. F 24 H 1/06, 1980. 2. Гончарук Н.С. "Полимеры в овощеводстве", М. Колос, 1971, с. 264. 3. Общесоюзные нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады. М. Колос, 1982.ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство обогрева почвы и растений в теплице, включающее аккумулирующие элементы для расположения в пространстве между почвенными гребнями с рядами растений, состоящие из оболочки с наполнителем, отличающееся тем, что наполнитель выполнен из вещества, температура фазового перехода которого из твердого состояния в жидкое изменяется в диапазоне 15 25oС. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутые аккумулирующие элементы снабжены нагревателями, расположенными внутри оболочек на их сторонах для соприкосновения с почвой. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оболочки указанных аккумулирующих элементов выполнены в виде призм, имеющих в сечении форму равнобедренного тупоугольного треугольника, а нагреватели размещены в вершине тупого угла и/или на боковых гранях призм. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что в качестве наполнителя использован триэтаноламин.Популярные патенты: 2427999 Способ повышения плодородия мерзлотных засоленных почв в условиях криолитзоны ... пространстве высевают сидеральную культуру. Осенью проводят поперечное дискование поля и чизельную обработку почвы. Изобретение позволяет повысить почвенное плодородие и снизить эрозионные процессы. Недостатком этого способа является большая трудоемкость процесса; включает много компонентов, которые могут быть взаимозаменяемыми. Способ энергозатратный (Патент РФ 2251246 С2, A01С 21/00, С05G 1/00, опубл. 10.05.2005, бюл. 13).Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям использования удобрений. Способ заключается в том, что фосфоритную муку вносят в почву в количестве, необходимом для получения запрограммированного урожая, предварительно смешав ее ... 2121252 Агротранспортная система ... пассажиров целесообразно использовать аппарат 25, снабженный вертолетными винтами 26, ибо аппарат с их помощью может сразу приподняться на нужную высоту без разбега, а затем уже начинать движение по путепроводу. С набором скорости и возникновением аэродинамической воздушной подушки винты могут выключиться и зафиксироваться, а их лопасти создадут дополнительную подъемную силу, что позволит снабдить аппарат укороченными аэродинамическими плоскостями 27, соединенными предохранительным обручем 28, который в случае резкого наклона первым коснется перемычек 2 и исключит соударение с ними винтов. В промышленных районах с активным наземным транспортом требуется установка опор ... 2067832 Способ борьбы с грибковыми инфекциями растений ... Получено 1,3 г маслянистого остатка. 1Н-ЯМР (60 МГц) в CDCl3, d; 2,83 (2Н, т), 2,9 (2Н, т), 4,03 (4Н, т), 5,7 (1Н, тройной т), 7-7,5 (4Н, м). Пример 3. Синтез 2-(3-трифторметилфенокси)этиламина) этанола. К раствору 14,1 г этаноламина в 3 мл этанола по каплям прибавляют 17,7 г 1-бром-2-(трифторметилфенокси)этана и смесь перемешивают 40 ч при комнатной температуре. Затем растворитель испаряют при пониженном давлении, остаток переносят в 5н. NaOH (26 мл). Полученный раствор экстрагируют хлористым метиленом, экстракт промывают водой, сушат над сульфатом натрия и испаряют досуха. Получено белое кристаллическое вещество, которое переносят в гексан, фильтруют и промывают тем же ... 2485762 Ракета для активного воздействия на облака ... коллектора, а также большими потерями на аэродинамическое торможение изделия при маневрах на траектории.Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности основного действия по назначению за счет рационального распределения генерируемого аэрозоля в большем объеме обрабатываемого облака, при сопутствующей стабилизации ракеты на траектории для увеличения дальности ее полета. Требуемый технический результат достигается тем, что в известной ракете для активного воздействия на облака, содержащей головную часть с канальной шашкой пиротехнического заряда активного дыма, сообщающуюся с дымовыходными отверстиями и закрытую обтекателем, ... 2437864 Способ микробиологической переработки птичьего помета ... вносимых культур Pseudomonas sp.114 и Azotobacter chroococcum в 35 мл/кг Показатели Общее микробное число, кл/мл Аммонийный азот, мг/л До обработки Через 15 суток До обработкиЧерез 15 суток 30+15 мл/кг10 61011 350 5520+10 мл/кг106 1011 350 6010+5 мл/кг106 1011 350 605+2,5 мл/кг106 108 350 95 Таблица 9 Влияние количества вносимых микробных культур Pseudomonas sp.114 и Azotobacter chroococcum В 35 на эффективность биоконверсии птичьего помета подстилочного содержания кур через 15 суток по показателям снижения патогенной микрофлоры и содержания в помете личинок мух Количество вносимых культур Pseudomonas sp.114 и Azotobacter chroococcum В 35, мл/кг ... |
Еще из этого раздела: 2192721 Орудие для обработки засоленных почв 2492632 Способ орошения 2496298 Узел крепления пальцев подборщика 2475020 Способ подбора лучших сортов опылителей для насаждений яблони 2495561 Машина лесозаготовительная 2488437 Способ получения микрокапсул пестицидов методом осаждения нерастворителем 2086081 Рабочий орган культиватора 2452155 Лапа культиватора 2169462 Улей (варианты), способ его сборки и способ круглогодичного содержания в нем пчел 2260943 Способ подращивания личинок осетровых рыб |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||