RU102178U1

RU102178U1 - LED PLANT CULTIVATOR (OPTIONS)

Info

Publication number: RU102178U1
Application number: RU2010141406/21U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Седов; Сергей Семенович Распопов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Воля"
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2011-02-20

Abstract

1. Светодиодный облучатель для растениеводства, содержащий прозрачный герметичный плафон, линейку светодиодов, максимумы в спектре излучения которых лежат в области 430-480 и 620-680 нм, отличающийся тем, что содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов размещены с возможностью излучения в противоположные стороны. ! 2. Облучатель по п.1, отличающийся тем, что угол излучения светодиодов составляет 60-100°. ! 3. Облучатель по п.1, отличающийся тем, что линейки светодиодов снабжены отражателями. ! 4. 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, отличающийся тем, что каждый плафон содержит вторую линейку светодиодов, при этом линейки светодиодов в каждом плафоне размещены с возможностью излучения в противоположные стороны. ! 5. Облучатель по п.4, отличающийся тем, что угол излучения светодиодов составляет 60-100°. ! 6. Облучатель по п.4, отличающийся тем, что линейки светодиодов снабжены отражателями. 1. LED irradiator for plant growing, containing a transparent sealed ceiling, a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the range of 430-480 and 620-680 nm, characterized in that it contains a second line of LEDs, while the LED lines are placed with the possibility of radiation in opposite sides. ! 2. The irradiator according to claim 1, characterized in that the emission angle of the LEDs is 60-100 °. ! 3. The irradiator according to claim 1, characterized in that the LED lines are equipped with reflectors. ! 4. LED irradiator for plant growing, containing a frame in which transparent sealed shades are fixed, in each of which there is a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the regions of 430-480 and 620-680 nm, characterized in that each shade contains a second a line of LEDs, while the line of LEDs in each lampshade are placed with the possibility of radiation in opposite directions. ! 5. The irradiator according to claim 4, characterized in that the angle of emission of the LEDs is 60-100 °. ! 6. The irradiator according to claim 4, characterized in that the LED lines are equipped with reflectors.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, разведению цветов и овощей в теплицах и парниках, в частности в качестве межрядных облучателей при выращивании длинностебельных растений.The invention relates to agriculture, the cultivation of flowers and vegetables in greenhouses and hotbeds, in particular as inter-row irradiators when growing long-stemmed plants.

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.The closest in technical essence to the proposed invention in both versions of its implementation is the LED phytoprojector (irradiator for crop production) adopted for the prototype according to the RF patent No. 2369086, comprising a housing made in the form of a rectangular frame made of a U-shaped channel, light mounted in the housing elements consisting of LED groups located on the boards with different emission spectra, an electric power supply unit, a microprocessor control system with a light group switch diodes, light sensor, sensor - spectrometer acting on groups of LEDs through the control unit and allowing you to adjust the spectral composition of the light source depending on the ambient lighting, and taking into account the type of plants, while the LED boards are installed inside the case in several parallel rows placed in transparent hermetic shades, with a gap between them so that the central axis of the light fluxes of the LEDs are directed to one side to the front surface of the housing and perpendicular to its plane. Additionally, LEDs have a radiation spectrum that is mainly in the red range, in the region of 580-680 nm, and blue-violet, in the region of 430-480 nm.

Общими существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, являются следующие:Common essential features of the prototype, coinciding with the essential features of the proposed technical solution are the following:

- 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,- according to one option, the LED irradiator for plant growing, contains a transparent sealed ceiling, a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the range of 430-480 and 620-680 nm,

- по варианту два - светодиодный облучатель для растениеводства,- option two - LED irradiator for crop production,

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.contains a frame in which transparent hermetic shades are fixed, in each of which there is a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the regions of 430-480 and 620-680 nm.

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.The well-known LED irradiator for plant growing is intended for overhead lighting of plants, although the use of additional inter-row irradiators is also necessary when growing long-stemmed plants. The known irradiator is economically ineffective for use as an inter-row additional irradiator due to the fact that it is more economical to irradiate two adjacent rows of plants simultaneously. The completeness of the irradiator is excessively increased, which makes the floodlight expensive for greenhouse cultivation of long-stemmed plants. Also, the emission angle of the LEDs is not limited, as a result of which part of the radiation directed at a small angle (up to 40 °) to the plane of the irradiators (i.e., practically along the aisle) is consumed inefficiently.

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.The proposed technical solution allows us to make efficient the use of LED irradiator for inter-row irradiation by reducing the number of irradiators, to provide simultaneous irradiation of two adjacent rows of plants, to reduce the proportion of radiation scattered uselessly, to increase the density of photon flux (PPF) incident on the leaf surface of plants.

Для достижения данного технического результата:To achieve this technical result:

- 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);- one option - for the LED irradiator for crop production, containing a transparent sealed ceiling, a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the range of 430-480 and 620-680 nm, unlike the prototype, contains a second line of LEDs, while the LED line placed with the possibility of radiation in opposite directions, while the most optimal from the point of view of efficiency and maximum PPF irradiation, the angle of emission of the LEDs is in the range of 60-100 ° or the line of LEDs can be equipped trazhatelyami (a line of LEDs may be used with a wider irradiation angle);

- 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;- according to option two, an LED irradiator for plant growing, containing a frame in which transparent sealed shades are fixed, in each of which there is a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the regions of 430-480 and 620-680 nm, in contrast to the prototype, each lampshade contains a second line of LEDs, while the LEDs in each lampshade are placed with the possibility of radiation in opposite directions, while the radiation angle with the most optimal from the point of view of economy and maximum PPF irradiation LEDs are in the range of 60-100 ° or LED lines can be equipped with reflectors;

Отличительными признаками предложенного технического решения от известного - прототипа являются следующие:Distinctive features of the proposed technical solution from the known prototype are the following:

- 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;- according to option one - contains a second line of LEDs, while the line of LEDs are placed with the possibility of radiation in opposite directions; additionally, the angle of emission of the LEDs is in the range of 60-100 ° or the line of LEDs are equipped with reflectors;

- 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.- according to option two - each lampshade contains a second line of LEDs, while the LEDs in each lampshade are placed with the possibility of radiation in opposite directions, in addition, the angle of the LEDs is in the range of 60-100 ° or the LEDs are equipped with reflectors.

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.Thanks to these distinguishing features for both versions (essentially differing only in single or sectional fastening), the following technical result is achieved: providing the most rational, from the point of view of economy and efficiency, irradiation of plants (side lighting), especially long-stemmed ones, for example, cucumbers, tomatoes etc., incl. a significant reduction in the number of irradiators, a decrease in the weight and dimensions of the irradiator, and the simultaneous illumination of two rows of plants. So, in both cases, irradiators can be placed in the row-spacing of plants, as a rule, at several levels (for horizontal arrangement), connected or moved as the plants grow. In this case, two rows are irradiated simultaneously. Naturally, with such an implementation, the cost of the irradiators themselves, the consumption of electricity consumed by them, and operating costs are significantly reduced. In this case, the electronic ballast (EPRA) can be made in different configurations, starting with the configuration as part of the electrical power supply and the controller for switching the LEDs on to the configuration of the prototype, which has an ambient light sensor, a spectrometer sensor, etc. and can be located both in each lampshade or section (in a sectional embodiment), and outside - one control system for several single or sectional irradiators.

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.The proposed technical solution for both options can be used in the cultivation of flowers and vegetables in greenhouses and hotbeds, in particular as inter-row irradiators when growing long-stemmed plants. So, in a single execution (one lampshade), irradiators can be fixed in row spacing in longitudinal rows of several tiers, for example, on vertical guides, for example, using clamps. In a cassette version (a frame with several shades), the irradiators are suspended in one or several tiers, for example, using chains.

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).The proposed technical solution is illustrated by figures 1, 2. Figure 1 shows a transverse section of the irradiator, common to both versions (the first is a section of the irradiator itself, and the second is a section of one irradiator in a section (on the frame).

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).Figure 2 shows a general view of the irradiator located in the row-spacing, which is also the same for both versions (the difference is only in their initial versions - according to paragraph 2 of the formula, this is the irradiator assembled in the factory, and according to paragraph 1 of the formula, the irradiator, in fact, is an element that is fixed in place, for example on rails).

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).The LED irradiator shown in FIG. 1 contains a transparent sealed ceiling 1, mainly made of polycarbonate, a mounting element, in this case a rectangular profile 2, on which there are fixed 3 bars with LEDs 4 and reflectors 5 (the emission angle of which is 100). The mounting element can be made of any shape, including plate, while it additionally plays the role of heat dissipation, and may also be absent altogether, and the rulers 3 can be fixed, for example, on the tides of the ceiling 1 (made shaped). In this case, the line 3 LEDs 4 emit in opposite directions. The angle of radiation in each direction in this case is 100 °. The distance between the shades 1 and LEDs 4 in the shades 1 depends on the type of plants, the stage of their development, as well as the distance from the irradiator to the plant (usually half the row spacing).

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.The LED irradiator shown in FIG. 2 is mounted on a chain 6 (for regulating the suspension height) in the row-spacing of plants 7 using a carbine 8 mounted on a frame (or guide) 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.This irradiator is operated as follows. In the inter-row of plants in the middle of it along the entire length, one or several rows (tiers) of irradiators with horizontally located shades 1 (can be vertically arranged, but then the height of the shades 1 should be small to include them in height sequentially as the plants grow) is suspended. The number of shades 1 (rows of shades 1) in height depends on the growth of plants. In this case, the shades 1 are connected only in the zone of the plants, increasing their connected amount in height as they grow.

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.Thus, the use of the proposed irradiators can reduce the number of irradiators for the implementation of inter-row plant irradiation, while optimizing the emission angle of LEDs, the proportion of uselessly scattered radiation decreases and the PPF reaching the leaf surface increases. In this regard, the cost of irradiators, energy consumption and operating costs are reduced.

Claims

1. LED irradiator for plant growing, containing a transparent sealed ceiling, a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the range of 430-480 and 620-680 nm, characterized in that it contains a second line of LEDs, while the LED lines are placed with the possibility of radiation in opposite sides.

2. The irradiator according to claim 1, characterized in that the emission angle of the LEDs is 60-100 °.

3. The irradiator according to claim 1, characterized in that the line of LEDs are equipped with reflectors.

4. LED irradiator for plant growing, containing a frame in which transparent sealed shades are fixed, in each of which there is a line of LEDs, the maximums in the emission spectrum of which lie in the regions of 430-480 and 620-680 nm, characterized in that each shade contains a second a line of LEDs, while the line of LEDs in each lampshade are placed with the possibility of radiation in opposite directions.

5. The irradiator according to claim 4, characterized in that the angle of emission of the LEDs is 60-100 °.

6. The irradiator according to claim 4, characterized in that the LED lines are equipped with reflectors.