Теплица

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 08.05,74 аявкц Л исоединениех Государственный комит СССР. И. Полив 71) Заявитель Центральная экспериментально-исследовательская конструкторско- технологическая лаборатория химизации сельского хозяйства(54) ТЕПЛИ м недостатком известных ачительная затрата энерие заданных параметров емпературы атмосферы,Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к теплицам для выращивания различных растений, в том числе сельскохозяйственных культур - огурцов, томатов и др. Кроме того, возможно использовать этц сооружения для других целей, например в качестве жилых помещений, термостатов, кабин летательных ц космических аппаратов и др.Известна теплица, включающая снабженный теплоизоляцией и воздуховодами каркас, закрытый светопрозрачным покрытием, образующим внутреннюю полость 111.Однако в такой теплице происходит утечка тепла из внутреннего объема во внешнюю среду, что приводит це только к нерациональной трате энергии Солнца, цо и к нерациональному расходованшо сжигаемого ценнейшего топлива (газа, мазута). Поддержание теплового баланса на 1 га известных теплиц требует за год сжигания 1,5 млн, м природного газа, а на производство 1 т овощей необходимо затрачивать до 10 т условного топлива.Первый основной недостаток известных теплиц - их высокие тепловые потери, связанные с молекулярно-кинетическими и излучательными утечками тепла из внутренней полости теплиц, Высокие молекулярно- кинетические теплопотери, такие как массотеплоперсдача, происходят из-за негерметцчности известных теплиц и воздухообмена с окружающей холодноц атмосферой через форточки, фрамуги п т. п. Существеннымц являются также утечки в атмосферу через однослойное остекление цлц пленку покрытия с низким тепловым сопротивлением, а также в царужныц промерзший грунт через фундамент. В условиях Заполярья даже лс том имеют мссто молекулярно-кинетцческиетеплопотери цз объема теплицы в вечную мерзлоту. Излучательные теплопотери, составляющие около 1/3 молекулярно-кинетических, связаны с высоким коэффициентом цропускацця и низким коэффициентом отражения светопрозрачного покрытия каркаса для инфракрасного излучения от растений ц почвы цз внутренней полости теплицы. Этот недостаток покрытий известных сц теплиц приводит также к тому, что прц повышенной солнечной инфракрасной радиации (весной, осенью) возможен пережог растений ц гибель урожая, в связи с чем прибегают к временному забеливанию или затенению светопрозрачного покрытия каркаса.Вторым основнытеплиц является знгии на поддержан30 микроклимата: тПОЧВЫ, 2 ТаКЖС Блс 1 ЖИОСТИ ПРИ 0,ИО 5 РСМСПЕОИ РСГСНС 1)сЦИИ ИОЛИВНОИ ВОДЫ) ИСД )5 СМОП 1 ЭВСТС Н 151 МИ И ИО"1011. )ОТ ИСДОС Гс 0:.ЕСКс 10 ДЕТ БОЗ)ЕОЖПОС Г ОСПСС 1 ЬЛЯТЬ ЗГ К- путыи кондснсацис)пио-испдритсгиый пиклИ ИР 1 ЕИИТ 1 ИЗВССТНЫС ТСИЛИЦ 11 ДЧЯ ВЫРс 1- 1 цивани 51 1 эастсниЙ, напри)ср В иевссО)ост 1 В КабИПс 1 Х КОСМИЧССКПХ яппаряГО 5, ГдС Кр(Й- пе ограничены эпсрг(тичсскис ресурсы.Цела 10 ИЗООЭСТСПИ 51 5 БЛ 51 ТС 1 (П ИЖСИ 1 Сзатрат энергии пд обогрев.Г 1 оставлсппдя цель достигается тем, 1 отеплица включает снабженный Гсплоизол 1- ЦИСЙ И ВОЗДУХОВОД 211 КсРКДС ЗДКРЫТ 1 сВСТОпрозрдчиым пок 1)ытис, Обр 231 Опимвнутреннюю полость, причем путрешяя ПОЛОСТЬ ТСПЛИЦЫ ГСРМСИЧНО ИЗОЛИРОВп от окру)кающей среды и посредством снабженных общей заслонкой байпаса и теплоОбМЕННПК 2 С дОПОЛНИТСЛЬНОЙ Зс 1 СЛОНКОЙ СОС-П динсна с Боздуховодо)1 каркаса теплицы ( компрессором, противополо)к и ь й копс и оторого соединен с внутрешсй полостью т.плицы, светопрозрачнос покрытие ко Го 1.;ой Образоано ПЗ сосдииспЫх 1кд собОЙ ходулеЙ, каждыЙ из 1 От 01 эых сОстпт Н,5 сВстоп 1 эОВОдЯщеЙ рамы, сндб)кснно 1 искр- тисы 3 сВетоп 1 эозраси 10 ГО Г 1 иста с ндисс(и- НЫМИ СЛОЯМП КсРЦ 2ОКИСИ ТИТЯИЯ И НС- сколькимп сВс 10 прозГ)ачн 15 и плс 1 кдми, НО- верхность крайней из которых со стороны Внутренней полости теплицы покрыта и ГсрфсРСНЦИОНПЫМ СЛОСМ.На фИГ.И 3001)яЖснд ПРСдлс 1 ГВС)1251 ГСИлица, продольный разрез; пд ф:г. 2 - то )л же, поперечный разрез; на фиг. 3 - моду.ь свеГОНРОЗР аНОГО пок 1) ь Ги 51 т(.па НЕ ы; 1 с 1 фг. 4 - то жс, попс 1)ечпос ссчс;ис; па фиг.5 - теплообменник, горизонталшос сс сиис.Теплица 1)клОчает (арас 1, пд которо)устаповлсчо светопрозраиос покрытие 2, Образованное ИЗ сосдииенпых между соосй Одулс 3. 1(2)кдьЙ модль сосОиг из 0(- топроВОД 5 ПСЙ рамы 4, на кото)ой 32 рсилсн паружныи свстопрозрачный л н;т 5,пример, из мстакрилата толщиной 5 мм. На наружную поверхность Лис нанесен с;ОЙ КВ 21 эца, а пс 1 неГО слОЙ п 1 эОСВстл 5110 цеГО покрытия, пагример окись титана, спи)кающс10 обычное 5,ео-нос отр;)Кение, папрпмс;), д ) 1(е. ;)стопрозрачеый лист 5 находится ) оптическом контакте и жестко сосдппеп рамой 4, вьшолпяк)щей одновременно фупксилового КОНСТ 1)укционного элсСптд ,эй) поСрытия 2 и СВСовода, Рама )О)кст бьь вьшолнсна, например, из метакрилдтд, В стснках кдждОЙ сВетопровод 5 цсЙ р;мы 4 модуля выполнены отверстия 6 для болтов 7 с шайбами, пред)с 3)дчсппьс для сосдц- ", ния ссжнК мдтсЙ мсж;у сооой и 0);)(1.30 Ванпя пок 1 эыти 51 теплицы, Толпи 2 модул 5 мо)кет быт., например, 30 см. Кс)к;11 модуль имеет внутри сщс, например, одну свстопрозрачную пленку 8, например лдса- (,) 1344ПОУ 0, ТОПЕННОЙ 15) ЪК.ЭТс П,1 СПКс 1 сТПИ.ДСС) Па РсМК, , П 1)ИК 1)СПЛСПНУО К иДЙОЯ)1 ООЛТОБ ). (-0 ОТОРОПЬ 5 ИГРСППС) ;0.10- (.ти теплиц 1 )12 1 эд)12:, )ОД) лси нст 1) 12 ДО.и 0 л н 11 1 с л ь сд я (. В со и )э о 3 р а ч и а я и л . и к 2 1 О, еналОГИНая расположеипОЙ Внутри модул 51.с.)орд 1 цсипа 51 1)имГ 1)ь тсилиц 1 п 01 срхпость Э ГОИ И,Сн КП0 ИОКР Ы.с ПП)С 1)(СРсици(ЭП ЫМ СЛОСМ 1 фпЛЬГР), ОЙССПСЧИсОПИМ,РО тек 1 ни с излУчспп с Дл ППОЙ ол О 0,3 .,1 К до 1,5 мк и ОП 1)ксппс 1)п)"ГрсипсГО изл 1(пи 51 (. Длиио 1 Вэг 1,ы От 0,3 м;( до 10 МК. Вну) ренСС ПрОСГрсПст 50 )ОдуЛ 51:с- НО 1 исио Газоее а Г Г) имсР503 Ком. 1,) О)с ГОГО, БИУГР 1 )ЕОДС 51 М(Э.1(ст ОЫТЬ СОДа ВД- куум. Из 1 Од) лси 3 ири пом 01 ци К 1)сс)кых 00;1015 7 соопрасге; 1 окрьгтис Гси,;ць Б (рорме арки. Под покрьписм навсш:.Вдют сстильники клю ас) ые ир 1;СОО (Оь:О- сти, например прп снижении сол;Очной:10- СТ 05 Н 1 НОЙ до 0,2 кВ )м",110 крьтис 2 монти 1)уОт на кар(се 1 Силицы, который образован из модулей 1.)Чодули каркасы соединены мсжду собой и ,СГс 1)0 ЛСИЬ ПР 5110 ПД РУИ 1 П,1 И Сс 1 П С 1 С 3 тсплопЗОляциОнны( просладки. )10 ли 1 1 ГСр:1 ЕТИЗ ИруОТС 51. В НТр И К сЖ ЦОГО ИЗ:; ИХ .)ыиолпсны СКВОзныс каналы, Обр 23 у(5 цис НОслс сооркп каркаса Бозд )хОБОд 12.,1,я разГОня теиицы и 2 ВариЙпых сит;дций 15 оздухооде устанолень: э,с ктроперс;) ГсЛИ. Ня ИОВС 1)ХИОСТЬ )Од)ЛСЙ Кар КЭСя ТСИ- лицы насыпана пон)23 дл 51 ПОсадкп р 2- С СИПЙ. Нс 1 ОДНОМ ТОРЦС СПЛИН 1 УС ДНОЛГ" пд пара теплообмсппко 14 пластин яого : пня с псрскрссПым тееГообмсном. Опи Г)Г т Оьть ыпо;нееы еяп 1 эиср и ;215.сапов(п Пленки толщиной 0015 мм. Т.: ло- ОО)спинки снабжены Выходными 1 О 5 ухо)Ода)11 15, выполненными из тсплои,оляц;- ОППОГО м с 1 с 1) и Я:1 а, и д и Г) имсР исноил аста.1(ро)с ТОГО, 1 як.ьЙ тсплообм ппик имс(т сборники 1 б копдшсатд и ап(мосфсрпы;ГПЛ 5 тор 17. Тсплооомс пни.и оо(сис чпВаОт СУММДРНУЮ ИЕРСД 2 ЧУ Ис 1 ЭЖИУО аГМОСфСР" ,ИЗЛИШКОВ ТЕП.ОБОИ Эп(ПИИ ВЫДСЛ 51( МО;1 дди 202 тической теплице. ) :51 рсГул и)о 2- пи 51 тс)1 ие 1 эатуры и Блажное;1 ка)кдый тсплообмспиик еп) птиэован Оайясом 18, с аб- ЖСИЫМ ОбЦСИ Д,:1 51 П ИХ 32 С, Оп(ОП 1 с).ЛЯ ) п 1 эси 5; сии 51 раООГО: си)о(;б)1(пн 1.КО Опи с:дбжсы дополпг"сгьпы)и Заслонкам; 20. Быходиыс Озд) хоОдь 10 тслооо."(.Нпико 5 иодк;почсны к коъпрсссо)эд) 2, сгя 52 ы)1 с оздухоодам 1 12 каркаса, кото;)ыс сою 0 срсдь сосдинсиы с 15 пут":)списй погГ)сль 0ТсплЩЫ.От нару)кпои атмосферы и псшп(.го грунт; кдркас теплицы изолирован термопзоляцпсй, например (Ьол,ирояипым;1(ноплас О).Г 1 рп необходимости услп иппя 1)оп)0;- ст(нных плоцддсЙ тсилицы )ОГт быть обьсдппсиы. В этом случае покрыис теплицы опирдсгся иа балки 22, устдполспнысца стойки 23. Кро)с того, тсплццз осцлшастся прозрачными разделительными изоляциями 24 с дверями.Теплица имеет нару)сцуо дверь 25.Работает адиабатичсская теплица счедуюшим образом.При восходе Солнца включаются компрессоры 21. Поворачива)от заслони 19 так.чтобы Отсрыть байпасы 18. В этом случае воздух будет засасываться из внутренней полости теплицы в байпасы 18 и цз них в воздуховоды 12 каркаса, минуя тсплообмснники 14. Заслонки 20 теплообмецццкол закрыты, ц вентиляторы 17 це рабспл:от. Воздух цз воздуховода 12 каркаса 1 иост;ггасч во внутреннюю полость теплицы, где устанавливается его горизонтальцыГ равномсрныц поток со скоростью 0,5 - 1 м/сс)с. 1 хоцструкпия покрытия 2 обеспечивает вь)сокцй коэффициент поглогцения энерп)и Голнца. Воздух, циркулирующий внутри теплицы, поглогцаст около 10%, остальное поглошастсч растениями ц почвой.В процессе фотосинтеза и поглощения почвой лучистая энергия Солнца на 70 - 90% превращается в теплов ю молекуляпно-кинетическую энергию, передаваемую опять горизонтально гу потоку лозд ха, д остальное - в длинцоволцолую падцаццю. Этд энергия отражается от ицтерфспснццонцсго слоя внутренней пленки 10 модуля 3 и л конечном счете также идет ца нагрел воздуха внутри теплицы. Постепенно тсмперат, ра воздуха, циркулируюнгего л теплице, возрлстяет. Теплый воздух, цагцстаемыц л Оз,Гхс)лодь 1 ) кдр)сясд, ПЯГ 1)сллст одГц 11 и го)в 13. Прц достижении заданной температуры заслонками 19 псрскрыва;от байпасы 18, после чего воздух в лоздухолоды 12 )саркаса будет засасывяться чспсз тсплообмеццикц 14. Заслонки 20 тсцлообмецццков открываются, вкл)оча)отея гецтцляторы 17 ц л теплообменнцках про.схо.чит перекрестный тсплообмсн, сопроложда)ошцй.)г те)я чопсрсдачей в наружную атмо, сру изли иков тепла из теплицы. В зави,мости от соотношений треб)емоГ внут)синей и имен )щейся наружной атмосферной темпсрат ры регулирование осуществляется путем изменения времени включения вентилятора 17 при одцовосмеццом закрь)тии и открыти. ч заслонок 19 ц 20. Ночью теплопотспи теплц:цы составля)от нс более 0,001 квт/м 2.Ппи температуре внешнего атмосферного воздуха ниже +5 С регулирование температуры и влажности в гутри теплицы осугцестлчяется следующим оо разом.При повышении влажн, эсти во внутренней полссти теплицы по зара чее заданной програ).ме, составленной наосновании расчетно-экспериментальных д знных, общая заслонка 19 байпаса и теп, чообменника устанавливается в опреде,"енц - положение, д часть жалюзей заслонки," ыта, Вентц 1 О 20 30 О 60 Прц необходимости калорцфепцого отоп,.гсчця, )Лпг)цмег), жцлггх помещений телль)й лодд) х цз теплицы, обогащенный кцслопоДом МОжно ГОддлдтЬ В ВЕЧТЦЛЯЦИОЦЮ СЦС- - ,черРЛ л)О цо воз чухолоч 15 тсп,)О- об гсцццкл с откпытым байпасом. В сл)чае цс)кслательцостп разгерметизации теплицы тсплопсрсдд)т можно осуществить через тсплообмспццк 14, подключив его ) Сцтцлятор 17 работает непрерывно. Холо гцы) л т0 с С 1) си ц ь ЙО 3 чм х ) л и О цс Г) с т с м ц п 1) лтПой +5 С, пооходцт через о)чн цлц цссОлько сскгнй ЯждОГО теплообмецциЯ 14. Поскольку заслонка 19 частично псрскрываст байпас 18, то тспльш ц влажный воздух цз внутренней полости тсплцць засасыластся компрессором чепез охлаждс)цгые до +5 Г секции теплообмсннцкл 14, в которьгх температура этого воздуха понижается до +5 С и происходит выпадение цз него коцдсцсдтя, который стекяст в сООГ)ццк конденсата 16. Охлдкчснцьцч ц Осцгеггць)Г лоздсх поступает в ль)ходцой возду;овод 15 теплоОбмсцццкз, где оц смешивается с теплым ц лг)лжи ым ло)духом, прогцсдццм )сГ)сз прцОткрытук) заслонку 19 в бз)1)цлс 18, Из сборни)сд конденсата 16 вода может бь)ть цацрав;гена на полив растений.В результате того, что температура почвы 13 на 1 - 3 С ниже температуры внутри тсплццьг, устанавливается неболыцой темпсратурцый градиент. При необходимости его ояцо увеличить цли умсныпить, меняя расход воздмхя-)то достцгдется цзмсцсццсм числа оборотол гсомпрессог)ов 21.В цочцос время, ппц отсмтствци эцсргцц солнца, ндступдют условия, близкие и адцябатпческц.,. Тепловой энергии, дккухгулцролацой воздухом, по )вой 13, хгодмл)гмц 11 каркаса и другими элсментдмц теплицы, достаточно для омпенсаццп цеболыццх теггловых утечек в течение нескольких суток. Прц этом температура почвы понизится цл 2 - 3 С цлц сохранится цд прежнем уровне зл счет тепловой энергии, вь),челяемой кох)- грсссоплм 1, цдпрцмсп, 30 кВт цл 1250 м"-. Пгц )лсгцсьчц разности тлгпеплтуп между внутренней и цдо жной лтмосфсозмц, цлцрцмср, ч,. 40 Г необходимо увеличить теп- ЛОСМКОГГ) ТСЦЛЦЦЫ, ЦДПОЦМСП, ПУТСМ ДОПОЛ- ццтсльцого ллсчсц)я слоя песка под полой 13 с одцоврс)сц и) увеличением те)псплт пылтмосфсры лцхт)ц тсплцць до -1-28 Г.При ггоГцокснпц ццтецсцлцостц солнечной радцдццц бдГ)плс 18 полцость)о открьгт. а здслоцка 20 каждого тсплообмецнцкя закрыта и лсцтилятоп 17 остацоллсн.Гаги Пспользолл)ц)ц элсктг)оподсветкц, например, цл Гслсре до 80 Вт/м". прц гсоэсЬ- с 1)" ццсцтс пслсзцого,чейстлця светильника 0,25 - 0,31 зл счет тепловой энергии, выде- лясмоГ светильниками, теплица обеспечит работоспособность ппи температуре вцсшцсй ятмосферь - 40 С и ццже.Г Л 51 ЦИОННУ 10 СЦСТСМУ ЖИЛОГО ДОМ Я., Л 51 Э 0- го снимают вентилятор 17.При температуре внешней атмосферы зыше +18 С терморегулирование с дополнительным теплосъемом обеспечивается при помощи дополнительного испарения воды Б полости ка)кдого тсцлооомснццкя 14, когорая распыляется под ним известным способом.В случае работы теплицы прц тспсратуре внешней атмосферы выше +5 С Одця или несколько вертикальных секций кяз)кдого теплообменникя герметизцруются и используотея как цспаритсль, цяцримср фреоновой или яммиачой хс)лоди. Ио установки.Теплица снабжена Гсцсря гором углекислого газа, а также газоанализатором, термометром и измерителем вла)кцостц.При необходимости аккумулирования зн лишков тепловой энергии, выделяюцспс в адиабатической теплице, например, для обогрева жилых домов, животноводческих ферм и т. и., одна цли нссколько вертикал- ных секций каждого теплообмсцика 14 гс Г- метизируется и включается в циркуляцОнную гидросистему с емкостями, с жидким теплоносителем-аккумулятором (например, кристаллогидратом натрия), отдающим тспло при измснении агрегатного состояпп При необходимости внешнего подогрева, ця. пример, при разгоне, рязгсрметцзяцц жцчкий теплоноситель (вода) может бь 1, ПО- дан в однч или несколько гсрмстизцровацгоных вертикальных секций ка)кдого тсплоооменника 14 от внешнего исто шика тепла. И;50 брстс.пцс ИОВОГ 5 с т ЙО;сс рационально испо,ьзовяь эцсргию Солща ца обогрсв соору)ксний, например теплиц, одновремен- П) под,сржцвяя задаццыс пяпамстры мик) роклимата, что позволяет упразднить расход топлива.Изобретение позволяет избежать загрязцсция атмосферы.с) О р Г 1 1 л:.3 О б и с т с и и 5Теплиц 1, включающая сцяб)кенный еплои:юляцисй и воздуховодямп каркас, закрытьтй Гветопрозрачным покрытием, образуюп 1 Бпмтрсцнюю ИОлОсть, 0 т: ия к) 1 ц а 511 3 С 5 СМ, О, С ЦС.Ь 10 СНР)КСЦП 5 ЗРТ)ЯТ ЭНСРГцц ця Обог)св Бц "1 трснн 51 ИОГОсть теплицыГ: рмсти шо изолирована от окру:кающсйс рсды ц цосрс;ствсь сцяс)жеццых обшей зяс,Опкой Оапяся и тсплообменпцкя с доно;1)и ццтсгьцой заслонкой сосдцнсця с воздуховодом каркаса тсплиш. с компрессором,протцвоцоложцй консц которого соединенс ьцутренней цолостю теплицы, светопрозряч;ос покрытие кс)торой оси)азсп;яцо из сое 5 лпцсипых мсждм собой одмлсй, каждый пзкото)ых состоит из свстопповодщей рамы,спябжснной цок) БтисНз светоц 1)оз) ячнОГОспстя с цяесепнымп слоя)и кварца ц окиси титана ц псскольк.ц свстопрозрячнымиПП пленками, поверхность крайней из которых.о стороны внтрсгпсй полости теплицы по.Пытя цтс ПфсреьпиопЫм слоем.Источники информации,црцптыс во внцмапис при экспертизе1. Патент С 1 ДА3673733, кл.0 с914, опублик. 04.07.72 (прототп).