RU171155U1

RU171155U1 - Greenhouse with water-filled external structural elements

Info

Publication number: RU171155U1
Application number: RU2016115851U
Authority: RU
Inventors: Олег Эммануилович Дмитриев
Original assignee: Олег Эммануилович Дмитриев
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2017-05-23

Abstract

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к конструкциям теплиц, предназначенных для выращивания садоводческих культур, которые служат для предохранения растений от вероятных заморозков и резких перепадов температур в дневное и ночное время. Теплица состоит из свода, каркаса и (или) корпуса и основания полой конструкции, выполненных с возможностью наполнения их водой. Техническим результатом является, при одновременной экономии полезного пространства теплицы, обеспечение поддержания ее необходимой температуры за счет нагрева или охлаждения воды в полостях свода, каркаса, основания и корпуса (внешних элементов конструкции) от различных источников, включая дневное и солнечное тепло, и (или) за счет регулирования солнечного излучения, и (или) за счет аккумулирования тепла или холода, с последующей их отдачей во внутреннее пространство теплицы.The utility model relates to the field of agriculture, namely to the design of greenhouses intended for growing horticultural crops, which serve to protect plants from probable frosts and sudden changes in temperature during the day and night. A greenhouse consists of a vault, a frame and (or) a housing and a base of a hollow structure, made with the possibility of filling them with water. The technical result is, while saving the useful space of the greenhouse, ensuring the maintenance of its required temperature by heating or cooling water in the cavities of the vault, frame, base and body (external structural elements) from various sources, including daylight and solar heat, and (or) due to regulation of solar radiation, and (or) due to the accumulation of heat or cold, with their subsequent return to the interior of the greenhouse.

Description

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к конструкциям теплиц, предназначенных для выращивания садоводческих культур, которые служат для предохранения растений от вероятных заморозков и резких перепадов температур в дневное и ночное время.The utility model relates to the field of agriculture, namely to the design of greenhouses intended for growing horticultural crops, which serve to protect plants from probable frosts and sudden changes in temperature during the day and night.

Из уровня техники известны следующие решения.The following solutions are known in the art.

Известен каркас теплицы, состоящий из основания, соединенных с ним двух торцевых и промежуточных арок, состоящих по меньшей мере из одного элемента, расположенных взаимно параллельно на некотором расстоянии одна от другой и связанных между собой горизонтальными продольными соединительными элементами, а также набор соединительных узлов для соединения элементов каркаса (RU 156314, 10.11.2015).A known frame of a greenhouse, consisting of a base, two end arches and intermediate arches connected to it, consisting of at least one element located mutually parallel at a certain distance from one another and interconnected by horizontal longitudinal connecting elements, as well as a set of connecting nodes for connecting frame elements (RU 156314, 11/10/2015).

Известна теплица, содержащая по меньшей мере один тепличный блок, снабженный устройством полива. В блоке дополнительно установлены устройство проветривания теплицы и устройство обогрева почвы. Система автоматического управления указанными устройствами включает по меньшей мере по одному датчику температуры и влажности (RU 2259036, 27.08.2005).A known greenhouse comprising at least one greenhouse unit provided with an irrigation device. The unit is additionally equipped with a greenhouse ventilation device and a soil heating device. The automatic control system for these devices includes at least one temperature and humidity sensor (RU 2259036, 08.27.2005).

Известен защитный комплекс для растений, содержащий опорный каркас, укрытый светопроницаемым материалом, подвесную закрытую емкость для воды, водоводы, водяной насос и вентили, котлован, стенки и ложе которого выполнены из водонепроницаемого и теплоизолирующего материала с нижним дренажным слоем и верхним слоем плодородного грунта, стенки котлована выступают за габариты опорного каркаса, с внешней стороны по периметру опорного каркаса на дренажный слой уложены водяные аккумуляторы тепловой солнечной энергии из водонепроницаемого прозрачного пленочного материала, подвесная закрытая емкость для воды с водоводом, выходящим из нижней точки емкости, насос, обеспечивающий закачку воды в закрытую емкость, поддержание заданного уровня воды в закрытой подвесной емкости, причем вентили расположены на водоводе и на отводных патрубках, один патрубок служит для закачки воды через водовод в закрытую емкость, другой патрубок, расположенный на водоводе в виде полукольца, служит для слива воды (RU 2267255, 10.01.2006).Known protective complex for plants, containing a supporting frame covered with a translucent material, a suspended closed container for water, water conduits, a water pump and valves, a foundation pit, walls and bed of which are made of waterproof and heat-insulating material with a lower drainage layer and an upper layer of fertile soil, wall pits favor the dimensions of the support frame; from the outside, around the perimeter of the support frame, water accumulators of solar thermal energy from a waterproof film film material, a suspended closed water tank with a water conduit exiting from the lower point of the tank, a pump that provides water injection into a closed container, maintaining a given water level in a closed hanging tank, and the valves are located on the water conduit and on the branch pipes, one pipe serves for water injection through a water conduit into a closed container, another pipe located on the water conduit in the form of a half-ring serves to drain the water (RU 2267255, 01/10/2006).

Такой комплекс обладает конструктивной сложностью при изготовлении и его эксплуатации.Such a complex has structural complexity in the manufacture and its operation.

Недостатками известных из уровня техники решений является то, что такие теплицы не обеспечивают высокую равномерность нагрева от солнца или от других источников или охлаждения выращиваемых культур, а также поддержание оптимальной температуры при неподходящих для благоприятного роста растений погодных условиях.The disadvantages of the solutions known from the prior art are that such greenhouses do not provide high uniformity of heating from the sun or from other sources or cooling of crops, as well as maintaining the optimum temperature under inappropriate weather conditions for favorable plant growth.

Технической проблемой заявленной полезной модели является разработка усовершенствованной и упрощенной конструкции теплицы, обеспечивающей оптимизацию обогрева или охлаждения, стабилизацию и регулирования тепла внутри нее с применением экономичных, безопасных и наименее пожароопасных средств и способов, а также обеспечение равномерности полива находящихся в ней растений.The technical problem of the claimed utility model is the development of an improved and simplified design of the greenhouse, which provides optimization of heating or cooling, stabilization and regulation of heat inside it using economical, safe and least fire hazardous means and methods, as well as ensuring uniform watering of plants in it.

Техническим результатом является повышение эффективности поддержания необходимой температуры в теплице, при одновременной экономии ее полезного объема, за счет теплоотдачи воды, находящейся во внешних элементах конструкции, нагретой или охлажденной от различных источников, включая дневное и солнечное тепло или ночную температуру, а также аккумулирования этой водой тепла или холода, Вода является наиболее доступным, дешевым, а также и необходимым средством, особенно в садоводческих хозяйствах, обладает достаточной теплоемкостью и теплоотдачей, и поэтому ее применение для достижения вышеуказанного результата является наиболее оптимальным.The technical result is to increase the efficiency of maintaining the required temperature in the greenhouse, while saving its useful volume, due to the heat transfer of water located in the external elements of the structure, heated or cooled from various sources, including daytime and solar heat or night temperature, as well as the accumulation of this water heat or cold, Water is the most affordable, cheap, and also necessary tool, especially in horticultural enterprises, has sufficient heat capacity and heat yield, and therefore its application to achieve the above result is the most optimal.

Данный результат достигается за счет создания теплицы, содержащей стенки и наполненные водой сообщающиеся между собой внешние элементы конструкции в виде основания, каркаса и свода.This result is achieved by creating a greenhouse containing walls and water-filled external structural elements in the form of a base, frame and arch.

Каркас может быть выполнен металлическим и полым, а стенки могут быть выполнены из прозрачного эластичного покровного материала.The frame can be made metal and hollow, and the walls can be made of a transparent elastic coating material.

Каркас может иметь вентили или краны.The frame may have valves or cranes.

Покровный материал может иметь изолирующие прокладки на контакте с каркасом.The coating material may have insulating pads in contact with the carcass.

Покровный материал может быть выполнен термостойким.The coating material may be heat resistant.

Каркас может быть выполнен в виде пневмокаркаса с наполненными водой отдельными его полостямиThe frame can be made in the form of a pneumoframe with separate cavities filled with water

Свод может быть выполнен в виде емкости.The arch can be made in the form of a tank.

Свод может содержать вентили или краны для полива растений и выполнен или с отверстиями в верхней части, или полностью открытым, и/или имеет плоскую форму, или скаты к стенкам, и/или оборудован крышками.The arch can contain valves or taps for watering plants and is made either with holes in the upper part, or completely open, and / or has a flat shape, or slopes to the walls, and / or is equipped with covers.

Основание может быть выполнено в виде закрытой металлической емкости, расположенной по периметру теплицыThe base can be made in the form of a closed metal container located around the perimeter of the greenhouse

Таким образом, технический результат обеспечивается за счет нагретой или охлажденной от различных источников воды в полых внешних элементах конструкции.Thus, the technical result is ensured by heated or cooled from various sources of water in the hollow external structural elements.

Расположенные таким образом нагревательные и охлаждающие элементы указанного типа дадут возможность сэкономить полезный объем теплицы и сэкономить затраты на приобретение и установку специального нагревательного или охлаждающего оборудования. Кроме того, такое расположение обеспечит более равномерный нагрев или охлаждение воздушного пространства теплицы, а также даст возможность более эффективно аккумулировать дневное или солнечное тепло с последующей отдачей его во внутреннее пространство теплицы в прохладное ночное время. Охлажденная же за ночь вода во внешних элементах конструкции будет выполнять такой же стабилизирующий эффект днем, в период зноя, и способствовать относительному охлаждению воздуха внутри теплицы.The heating and cooling elements of this type located in this way will make it possible to save the useful volume of the greenhouse and save the costs of acquiring and installing special heating or cooling equipment. In addition, this arrangement will provide more uniform heating or cooling of the airspace of the greenhouse, and will also make it possible to more efficiently accumulate daylight or solar heat, with its subsequent transfer to the interior of the greenhouse on a cool night. The water cooled during the night in the external structural elements will perform the same stabilizing effect during the day, during the heat, and contribute to the relative cooling of the air inside the greenhouse.

Наличие воды во внешних элементах конструкции и вмонтированные в основание или каркас вентили и краны с отводными шлангами дадут возможность осуществлять полив растений, как внутри теплицы, так и за ее пределами, или использовать воду для других нужд, что так же будет способствовать увеличению полезного объема теплицы и экономии затрат на приобретение специальных емкостей для воды.The presence of water in the external structural elements and valves and taps with drainage hoses mounted in the base or frame will make it possible to water plants both inside the greenhouse and outside it, or to use water for other needs, which will also help increase the useful volume of the greenhouse and cost savings on the purchase of special water tanks.

Использование наполненных водой, в том числе и нагретой водой, наполненного водой свода обеспечит гораздо более эффективную теплозащиту, чем использование традиционных покрытий из стекла, полимерной пленки или поликарбоната.The use of water-filled vaults, including heated water, filled with water will provide much more effective thermal protection than the use of traditional coatings made of glass, polymer film or polycarbonate.

Основание в виде наполненной водой закрытой эластичной емкости, расположенной по периметру пневмокаркасной или воздухоопорной теплицы, будет выполнять функции балласта, прижимая к земле теплицу и обеспечивая ее устойчивость, а также облегчит и упростит установку теплицы, так как не потребует специальных работ по ее монтажу и креплению.The base in the form of a closed elastic container filled with water, located around the perimeter of a pneumatic frame or air-supporting greenhouse, will perform the functions of a ballast, pressing the greenhouse to the ground and ensuring its stability, as well as facilitate and simplify the installation of the greenhouse, as it will not require special work on its installation and fastening .

Таким образом, исходя из вышеуказанных конструктивных особенностей техническое решение включает следующие варианты теплицы с указанием ссылок на чертежи:Thus, based on the above design features, the technical solution includes the following options for the greenhouse with reference to the drawings:

фиг. 1 - общий вид теплицы с наполненными водой металлическим полым каркасом, основанием в виде металлической емкости по периметру и сводом в виде уплощенного и удлиненного бака.FIG. 1 is a general view of a greenhouse with a metal hollow frame filled with water, a base in the form of a metal container around the perimeter, and a vault in the form of a flattened and elongated tank.

фиг. 2 - общий вид пневмокорпусной теплицы с основанием, выполненным в виде наполненной водой эластичной емкости или несколькими емкостями (секциями) в нижних частях пневмокорпуса (фиг. 3).FIG. 2 is a general view of a pneumatic housing with a base made in the form of an elastic container filled with water or several containers (sections) in the lower parts of the pneumatic housing (Fig. 3).

Водонаполняемые внешние элементы конструкций представлены полым каркасом 1, сводом 2. и основанием 3.Water-filled external structural elements are represented by a hollow frame 1, vault 2. and base 3.

В первом способе для эффективной теплоотдачи полый металлический каркас теплицы, предпочтительно трубчатой конструкции, должен быть сплошным или же с надежными резьбовыми соединениями, препятствующими просачиванию воды. Применение такого водопровода обеспечит возможность использовать как специально нагретую воду, так и аккумулировать дневное тепло и солнечную энергию, которая будет использована в холодное или ночное время суток. Еще одним преимуществом такого водопровода будет и то, что он сможет обеспечивать не только равномерный прогрев теплицы, но и, при необходимости, и такое же равномерное ее охлаждение. Для этого нужно будет пропускать через него холодную воду с общего водопровода. Выходящую же из него воду при этом использовать для полива растений в жаркий период дня. Основание теплицы в виде расширенной металлической емкости по периметру, а также свод в виде удлиненной емкости (бака) необходимы для увеличения объема воды, более эффективного ее нагрева, сохранения и стабилизации тепла внутри теплицы.In the first method, for effective heat transfer, the hollow metal frame of the greenhouse, preferably a tubular structure, must be solid or with reliable threaded joints that prevent water leakage. The use of such a water supply system will provide the opportunity to use both specially heated water and accumulate daytime heat and solar energy, which will be used in cold or night time. Another advantage of such a water supply system will be that it can provide not only uniform heating of the greenhouse, but also, if necessary, the same uniform cooling. To do this, you will need to pass through it cold water from a common water supply. At the same time, water coming out of it is used for watering plants in the hot season. The base of the greenhouse in the form of an expanded metal container around the perimeter, as well as the arch in the form of an elongated capacity (tank) are necessary to increase the volume of water, to heat it more efficiently, to preserve and stabilize heat inside the greenhouse.

Для обеспечения слива и предотвращения образования воздушных пробок в емкости на своде сверху необходимо предусмотреть отверстия или сделать ее полностью открытой, или же со створчатыми крышками. Такая открытая емкость может быть использована также и для сбора и накопления дождевой воды. Водопровод-каркас или наполненное водой расширенное основание удобно будет использовать и для внутреннего полива или автополива теплицы. Для этого необходимо смонтировать в них один или несколько вентилей или кранов. Можно использовать их и как накопитель теплой (нагретой солнечным теплом) воды, которая нужна для полива определенных садоводческих культур или для других нужд. Неравномерный нагрев воды от солнца или от других источников (печи или электрических тэнов) с разных сторон будет способствовать ее циркуляции и тем самым обеспечивать равномерное распределение тепла. Чтобы обезопасить покровный материал (пленку) теплицы от воздействия нагретого каркаса, необходимо предусмотреть специальные изолирующие прокладки на контакте с ним или же использовать термостойкую пленку. Печи или ТЭНы, нагревающие воду, в целях пожарной безопасности можно вынести за пределы теплицы и подавать воду от них при помощи шлангов.To ensure drainage and prevent the formation of air jams in the tank on the roof above, it is necessary to provide holes or make it completely open, or with casement lids. Such an open container can also be used to collect and accumulate rainwater. A water supply-frame or an expanded base filled with water will be conveniently used for internal irrigation or automatic irrigation of the greenhouse. To do this, install one or more valves or taps in them. You can use them as a store of warm (heated by solar heat) water, which is needed to irrigate certain horticultural crops or for other needs. Uneven heating of water from the sun or from other sources (stoves or electric heaters) from different sides will contribute to its circulation and thereby ensure uniform heat distribution. To protect the cover material (film) of the greenhouse from the effects of a heated frame, it is necessary to provide special insulating gaskets on contact with it or use a heat-resistant film. For fire safety purposes, stoves or heating elements that heat water can be moved outside the greenhouse and supplied with water from them using hoses.

Для улучшения сбора дождевой воды одним из вариантов может быть изготовление теплиц с конструкцией свода, позволяющей собирать эту воду с большей площади, например, с двухскатным (фиг. 4) или плоским сводом (фиг. 5).To improve the collection of rainwater, one of the options can be the production of greenhouses with a vault design that allows you to collect this water from a larger area, for example, with a gable (Fig. 4) or flat arch (Fig. 5).

Следующим предложением является создание пневмокорпусных или воздухоопорных теплиц с прочной прозрачной полимерной оболочкой, основанием которых будет являться изолированная эластичная наполняемая водой емкость (полость) (фиг. 2). Она может быть непрозрачной, а для усиления нагрева за счет солнца - даже темной, а также более прочной. Так же как и в ранее предложенных теплицах с наполняемыми водой внешними элементами, эта эластичная емкость будет выполнять те же функции обогрева, накопления и сохранения тепла. Кроме того, вода в ней будет выполнять также и функцию балласта, прижимая к земле теплицу и обеспечивая необходимую устойчивость вышерасположенной легкой эластичной оболочки. Можно обеспечить в ней также и сквозное движение воды, а выходящую воду использовать для полива, но при этом следить, чтобы оболочка была полностью ей заполнена, расправлена и сохраняла необходимую жесткость. Для подогрева воды можно применять отдельно стоящие ТЭНы или печи с подводящими к ней трубами или шлангами.The next proposal is the creation of pneumatic hulls or air-supporting greenhouses with a strong transparent polymer shell, the basis of which will be an insulated elastic water-filled container (cavity) (Fig. 2). It can be opaque, and to enhance heating due to the sun - even dark, as well as more durable. As in the previously proposed greenhouses with external elements filled with water, this elastic tank will perform the same functions of heating, storage and heat preservation. In addition, the water in it will also perform the function of a ballast, pressing a greenhouse to the ground and providing the necessary stability of an upstream light elastic shell. It is also possible to ensure through water movement in it, and use the outgoing water for irrigation, but at the same time ensure that the shell is completely filled with it, straightened and retains the necessary rigidity. To heat the water, you can use stand-alone heating elements or furnaces with pipes or hoses leading to it.

Другим вариантом может быть создание изолированных заполняемых водой секций в основании оболочек пневмокорпуса (Фиг. 3.). Такая конструкция исключит всю вытечку воды при однократном повреждении оболочки (проколе), но в то же время затруднит принудительный нагрев и не даст возможность использовать проточную циркуляцию. Здесь вода будет служить балластом, а также накопителем дневного и солнечного тепла.Another option may be the creation of isolated water-filled sections at the base of the shells of the pneumocase (Fig. 3.). This design eliminates all leakage of water during a single damage to the shell (puncture), but at the same time complicates forced heating and will not allow the use of flow circulation. Here, water will serve as a ballast, as well as a store of daylight and solar heat.

Воздухоопорные сооружения преимущественно более объемные, содержание и установка их более сложная, но все же эксплуатация их в качестве теплиц может быть оправдана в тех условиях, где нет материалов или возможности и времени построения теплиц традиционным способом. Такие теплицы вполне могут заинтересовать руководителей или строителей вахтовых поселков, старательских артелей и др.Air-bearing structures are mostly more voluminous, their maintenance and installation is more complicated, but still their operation as greenhouses can be justified in those conditions where there are no materials or the possibility and time of building greenhouses in the traditional way. Such greenhouses may well be of interest to managers or builders of shift camps, artisanal artisans, etc.

Пневмокорпусные теплицы или теплицы с пневмокаркасом могут также привлечь садоводов своей легкостью, быстротой возведения и свертывания, компактностью и простотой транспортировки. Для еще большей привлекательности их можно выпускать самой разнообразной формы и величины: от больших размеров до средних и очень небольших. Пневмокорпусные теплицы будут обладать большими теплоизоляционными свойствами в отличие от обычных теплиц за счет имеющейся у них двойной стенки в виде оболочки с воздухом.Pneumocase greenhouses or greenhouses with a pneumatic frame can also attract gardeners with their ease, speed of erection and coagulation, compactness and ease of transportation. For even greater attractiveness, they can be produced in a wide variety of shapes and sizes: from large sizes to medium and very small. Pneumatic hull greenhouses will have great heat-insulating properties, unlike ordinary greenhouses, due to their double wall in the form of a shell with air.

Легкость и простота возведения таких теплиц дадут возможность устанавливать их практически в любом месте, где есть соответствующее пространство. Эти же качества позволят при желании устанавливать их и на какой-то определенный период времени: на начало или конец садоводческого сезона или же на период похолодания, заморозков. В разгар жаркого и теплого лета, чтобы обезопасить растения от перегрева и увядания, их снятие также не составит большого труда.The ease and simplicity of the construction of such greenhouses will make it possible to install them almost anywhere where there is an appropriate space. These same qualities will allow, if desired, to establish them for a certain period of time: at the beginning or end of the horticultural season or for the period of cooling, frosts. In the midst of a hot and warm summer, in order to protect plants from overheating and wilting, their removal will also not be difficult.

В качестве теплиц небольших размеров автор предлагает также и универсальные прозрачные пневмокаркасные или пневмокорпусные сооружения, полости которых могут заполняться как водой, так и воздухом. Вода в них будет играть ту же роль, что и в подобных ранее рассматриваемых теплицах, но заполнение ею будет осуществляться по необходимости или в разном объеме, или не во все полости. При отсутствии такой необходимости все полости будут заполнены воздухом и сооружение будет функционировать как пневмокаркасное. Полости в таких сооружениях должны быть изолированы друг от друга.As small greenhouses, the author also offers universal transparent pneumatic frame or pneumatic hull structures, the cavities of which can be filled with both water and air. Water in them will play the same role as in similar greenhouses previously considered, but filling with it will be carried out as necessary or in a different volume, or not in all cavities. In the absence of such a need, all cavities will be filled with air and the structure will function as a pneumoframe. The cavities in such structures should be isolated from each other.

Конструкция и вид данных сооружений будут те же, что и пневмокаркасных или пневмокорпусных теплиц, но материал оболочки при этом должен быть не только прозрачным, но и повышенной прочности, жесткости и не способным к деформации в виде растяжения или сжатия (деформация его может быть только в виде смятия). Так как вода, как и все жидкости, обладает свойством несжимаемости, то при полном заполнении ею полостей из упомянутого материала небольшие сооружения могут сохранять относительную устойчивость. Для большей устойчивости внутри теплиц можно предусмотреть специальные опоры, стойки или рамы.The design and appearance of these structures will be the same as pneumatic frame or pneumatic hull greenhouses, but the shell material must not only be transparent, but also of increased strength, rigidity and not capable of deformation in the form of tension or compression (deformation can only be form of crushing). Since water, like all liquids, has the property of incompressibility, when completely filled with cavities from the said material, small structures can maintain relative stability. For greater stability, special supports, racks or frames can be provided inside the greenhouses.

Также усилению устойчивости может способствовать «разреженное» заполнение полостей, при котором полости с воздухом будут чередоваться с полостями, наполненными водой. Другим вариантом может быть создание конструкций с полостями, специально предназначенными для заполнения водой (возможно меньшего диаметра и из более прочного и утолщенного материала), и полостями, предназначенными для заполнения воздухом (меньшей прочности и большего диаметра).Also, “sparse” filling of the cavities, in which the cavities with air will alternate with the cavities filled with water, can also enhance stability. Another option would be to create structures with cavities specially designed for filling with water (possibly of smaller diameter and of a stronger and thicker material), and cavities intended for filling with air (of lower strength and larger diameter).

Claims

1. A greenhouse, characterized in that it contains walls and water-filled external structural elements interconnected in the form of a base, frame and arch.

2. The greenhouse, according to claim 1, characterized in that the frame is made of metal and hollow, and the walls are made of transparent elastic coating material.

3. A greenhouse, according to claim 2, characterized in that the frame has valves or cranes.

4. The greenhouse, according to claim 2, characterized in that the coating material has insulating gaskets in contact with the frame.

5. The greenhouse, according to claim 2, characterized in that the coating material is heat-resistant.

6. The greenhouse, according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a pneumoframe with individual cavities filled with water

7. The greenhouse, according to claim 1, characterized in that the arch is made in the form of a container.

8. A greenhouse, according to claim 7, characterized in that the arch contains valves or taps for watering plants and is made either with holes in the upper part, or completely open, and / or has a flat shape, or slopes to the walls, and / or is equipped lids.

9. The greenhouse, according to claim 1, characterized in that the base is made in the form of a closed metal container located along the perimeter of the greenhouse