RU201297U1

RU201297U1 - A device for heating and moistening soil in a greenhouse

Info

Publication number: RU201297U1
Application number: RU2020111192U
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Андреев; Василий Александрович Долгов
Original assignee: Александр Михайлович Андреев
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2020-12-08

Abstract

Предлагаемое техническое решение относится к средствам обогрева и увлажнения почвы и может использоваться в промышленных и индивидуальных теплицах для выращивания ранних растений, овощных культур, цветов, кустов и деревьев, а также в животноводческих сооружениях, требующих подогрева почвы.Технической проблемой, решаемой заявленным устройством, является повышение энергоэффективности, надежности, упрощение конструкции и соединение узла нагрева с узлом увлажнения почвы.Указанная проблема решена тем, что в предложенном устройстве для обогрева и увлажнения почвы в теплице, содержащее теплообменник, размещенный внутри теплицы, сборник нагретых газов в верхней части теплицы, воздуховод с воздухозаборными отверстиями и осевой вентилятор циркуляции воздуха по воздуховоду, воздуховод выполнен в виде ПХВ трубы, нижняя часть которого расположена в грунте с выходом на противоположной стороне воздуховода, расположенным над уровнем грунта, а в нижней части воздуховода выполнены сквозные отверстия с обеих сторон трубы, воздуховод расположен в зоне посадки растений, выход воздуховода расположен на расстоянии 30-50 см над уровнем почвы, сквозные отверстия воздуховода расположены последовательно в нижней его части, преимущественно в два ряда, а увлажнение почвы осуществляется конденсатом из воздуха.Использование предлагаемого устройства в теплицах и тому подобных сооружениях позволяет производить подогрев почвы непосредственно в зоне растений, а не обогревать всю площадь грунта. Кроме того, производится постоянное увлажнение грунта за счет влаги, имеющейся в воздухе за счет его конденсации непосредственно в воздуховоде, т.к. температура грунта всегда ниже точки росы и образуется конденсат, который самотеком подается в грунт и питает корневую систему растений и не увлажняет грунт между растениями, что затрудняет рост побочных растений.The proposed technical solution relates to the means of heating and moistening the soil and can be used in industrial and individual greenhouses for growing early plants, vegetables, flowers, bushes and trees, as well as in livestock facilities requiring soil heating. The technical problem solved by the claimed device is increasing energy efficiency, reliability, simplifying the design and connecting the heating unit with the soil moistening unit. This problem is solved by the fact that in the proposed device for heating and moistening the soil in the greenhouse, containing a heat exchanger located inside the greenhouse, a collection of heated gases in the upper part of the greenhouse, an air duct with air intake holes and an axial fan of air circulation through the duct, the duct is made in the form of a PVC pipe, the lower part of which is located in the ground with an outlet on the opposite side of the duct located above the ground level, and through holes are made in the lower part of the duct with about on both sides of the pipe, the air duct is located in the planting zone, the air duct outlet is located at a distance of 30-50 cm above the soil level, the through-holes of the air duct are located sequentially in its lower part, mainly in two rows, and the soil is moistened with condensate from the air. in greenhouses and similar structures, it allows heating the soil directly in the zone of plants, and not heating the entire area of the soil. In addition, the soil is constantly moistened due to the moisture present in the air due to its condensation directly in the air duct, because the soil temperature is always below the dew point and condensation forms, which is fed into the soil by gravity and nourishes the root system of the plants and does not moisturize the soil between the plants, which hinders the growth of secondary plants.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к средствам обогрева и увлажнения почвы и может использоваться в промышленных и индивидуальных теплицах для выращивания ранних растений, овощных культур, цветов, кустов и деревьев, а также в животноводческих сооружениях, требующих подогрева почвы.The proposed technical solution relates to the means of heating and moistening the soil and can be used in industrial and individual greenhouses for growing early plants, vegetables, flowers, bushes and trees, as well as in livestock buildings that require soil heating.

Известно устройство для обогрева почвы в теплице, содержащее солнечный коллектор, соединенный с ним с помощью труб грунтовый теплообменник и систему циркуляции теплоносителя, солнечный коллектор выполнен в виде внешнего выносного элемента с двойной системой нагрева, в которой в качестве теплоносителя использован воздух, грунтовый теплообменник, соединенный с солнечным коллектором двумя воздуховодами, образован двумя подпочвенными коллекторами с теплообменными элементами, объединенными распределительным коллектором, который снабжен отводящими воздуховодами, оборудованными заслонками, а система циркуляции теплоносителя имеет два режима потока распределения воздуха, или циркуляционный, или прямоточный, и выполнена регулируемой с возможностью предупреждения перегрева почвы и охлаждения внутреннего воздуха помещения, при этом солнечный коллектор выполнен с возможностью работы в указанных режимах (см. Патент №2651276 по кл. A01G 19/24 за 2018 г.)A device for heating the soil in a greenhouse is known, containing a solar collector connected to it by means of pipes a ground heat exchanger and a heat carrier circulation system, the solar collector is made in the form of an external external element with a double heating system, in which air is used as a heat carrier, a ground heat exchanger connected with a solar collector, two air ducts, formed by two subsurface collectors with heat exchange elements united by a distribution header, which is equipped with exhaust ducts equipped with dampers, and the coolant circulation system has two modes of air distribution, either circulating or direct-flow, and is adjustable with the ability to prevent overheating soil and cooling of the indoor air, while the solar collector is designed to operate in the specified modes (see Patent No. 2651276 for class A01G 19/24 for 2018)

Основными недостатками этого вида теплиц является сложность конструкции отсутствие возможности регулирования температуры почвы при высоких материальных затратах, а также не оправданное технической необходимостью использование вторичного теплоносителя - жидкости, что, кроме того, свидетельствует о недостаточной надежности системы циркуляции жидкости в прототипе в случае возможного повреждения купола из поликарбоната и отсутствие полива почвы при нагреве.The main disadvantages of this type of greenhouse are the complexity of the design, the inability to regulate the soil temperature at high material costs, as well as the use of a secondary coolant - liquid, which is not justified by the technical need, which, in addition, indicates the insufficient reliability of the liquid circulation system in the prototype in case of possible damage to the dome from polycarbonate and no watering of the soil when heated.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для обогрева почвы является устройство для обогрева теплиц, содержащее теплообменник, выполненный в виде камеры сгорания, размещенной внутри теплицы, тепло необходимое для роста растений подается от газовых инфракрасных горелок, расположенных в верхней зоне теплицы, причем продукты сгорания газа от газовых инфракрасных горелок собираются воздуховодом через воздухозаборные отверстия и подаются в зону растений под действием осевого вентилятора (см. патент на ПМ РФ №13 1567 по кл. A01G 19/14 за 2013 год).The closest technical solution to the proposed device for heating the soil is a device for heating greenhouses containing a heat exchanger made in the form of a combustion chamber placed inside the greenhouse, the heat required for plant growth is supplied from gas infrared burners located in the upper zone of the greenhouse, and the products of gas combustion from gas infrared burners are collected by an air duct through the air intake openings and supplied to the plant zone under the action of an axial fan (see patent for PM RF No. 13 1567, class A01G 19/14 for 2013).

Технической проблемой, решаемой заявленным устройством, является повышение энергоэффективности, надежности, упрощение конструкции и соединение узла нагрева с узлом увлажнения почвы.The technical problem solved by the claimed device is to increase energy efficiency, reliability, simplify the design and connect the heating unit with the soil moistening unit.

Для решения технической проблемы предложено устройство для обогрева и увлажнения почвы в теплице, содержащее теплообменник, размещенный внутри теплицы, сборник нагретых газов в верхней части теплицы, воздуховод с воздухозаборными отверстиями и осевой вентилятор циркуляции воздуха по воздуховоду, воздуховод выполнен в виде ПХВ трубы, нижняя часть которого расположена в грунте, с выходом на противоположной стороне воздуховода, расположенный над уровнем грунта, а в нижней части воздуховода выполнены сквозные отверстия с обеих сторон трубы, воздуховод расположен в зоне посадки растений, выход воздуховода расположен на расстоянии 30-50 см над уровнем почвы, сквозные отверстия воздуховода расположены последовательно в нижней его части, преимущественно в два ряда, а увлажнение почвы осуществляется конденсатом из воздуха.To solve a technical problem, a device for heating and moistening the soil in a greenhouse is proposed, which contains a heat exchanger located inside the greenhouse, a collection of heated gases in the upper part of the greenhouse, an air duct with air intake holes and an axial fan for air circulation through the duct, the duct is made in the form of a PVC pipe, the lower part which is located in the ground, with an outlet on the opposite side of the duct located above the ground level, and through holes are made in the lower part of the duct on both sides of the pipe, the duct is located in the planting zone, the outlet of the duct is located at a distance of 30-50 cm above the soil level, the through holes of the air duct are located sequentially in its lower part, mainly in two rows, and the soil is moistened with condensate from the air.

На фиг. 1 - изображен схематично общий вид теплицы.FIG. 1 - shows a schematic general view of the greenhouse.

На фиг. 2 - сечение по А-А- фиг 1.FIG. 2 - section along A-A - Fig. 1.

На фиг. 3 - увеличенное изображение узла 1 фиг. 1.FIG. 3 is an enlarged view of node 1 of FIG. one.

Предлагаемое устройство содержит теплообменник 1 расположенный - внутри теплицы. Теплица выполнена из жесткого каркаса 2 и прозрачного укрытия 3 в виде пленки, карбоната или стекла. Устройство для обогрева и увлажнения почвы выполнено из воздуховода 4, заборная часть 5 которого расположена в верхней части теплицы 6, а нижняя часть 7 расположена в грунте 8 в зоне корней растений 9. Нижняя часть 7 снабжена сквозными отверстиями 10, расположенные по ее длине преимущественно в два ряда, через которые проходит конденсат 11. Выход 12 воздуховода выступает из грунта и расположено над ним на расстоянии (Н=30-50 см). Заборная часть 5 воздуховода 4 снабжена осевым вентилятором 13.The proposed device contains a heat exchanger 1 located inside the greenhouse. The greenhouse is made of a rigid frame 2 and a transparent cover 3 in the form of a film, carbonate or glass. The device for heating and moistening the soil is made of an air duct 4, the intake part 5 of which is located in the upper part of the greenhouse 6, and the lower part 7 is located in the ground 8 in the zone of plant roots 9. The lower part 7 is provided with through holes 10 located along its length, mainly in two rows through which condensate 11 passes. The outlet 12 of the air duct protrudes from the ground and is located above it at a distance (H = 30-50 cm). The intake part 5 of the air duct 4 is equipped with an axial fan 13.

Работа предлагаемого устройства для обогрева увлажнения почвы осуществляется следующим образом. Нагретый воздух (в ночное время теплообменником 1, а в дневное время за счет солнечной энергии) поднимается вверх и располагается в верхней части теплицы 6 под укрытием 3. В этой же области располагается заборная часть 5 воздуховода 4 с вентилятором 13, за счет которого происходит подача и циркуляция воздуха по всей его длине. Теплый воздух, проходя по нижней части 7 воздуховода 4, охлаждается и передает тепло в грунт 8 и нагревает его. Одновременно при охлаждении воздуха из него выделяется вода в виде конденсата 11, который через отверстия 10 впитывается в грунт 8 и осуществляет полив корней растений 9The operation of the proposed device for heating soil moisture is as follows. The heated air (at night by the heat exchanger 1, and in the daytime by solar energy) rises up and is located in the upper part of the greenhouse 6 under the shelter 3. In the same area is located the intake part 5 of the duct 4 with the fan 13, due to which the supply occurs and air circulation along its entire length. Warm air, passing along the bottom 7 of the air duct 4, is cooled and transfers heat to the soil 8 and heats it up. At the same time, when the air is cooled, water is released from it in the form of condensate 11, which is absorbed through the holes 10 into the soil 8 and watering the plant roots 9

Технический результат, достигаемый заявленным устройством, заключается в простоте конструкции узла обогрева почвы с одновременным ее увлажнением в нижней части корней растений без использования дополнительных устройств и, не производя дополнительного полива грунта. Расположение выхода воздуховода над уровнем почвы позволяет осуществлять постоянную вентиляцию воздуха внутри теплицы и полностью исключить застой воздуха в зоне растенийThe technical result achieved by the claimed device lies in the simplicity of the design of the soil heating unit with simultaneous moistening in the lower part of the plant roots without the use of additional devices and without additional watering of the soil. The location of the air duct outlet above the soil level allows for constant ventilation of air inside the greenhouse and completely eliminates air stagnation in the plant zone

Использование предлагаемого устройства в теплицах и тому подобных сооружениях позволяет производить подогрев почвы непосредственно в зоне растений, а не обогревать всю площадь грунта. Кроме того, производится постоянное увлажнение грунта за счет влаги, имеющейся в воздухе за счет его конденсации непосредственно в воздуховоде, т.к. температура грунта всегда ниже точки росы и образуется конденсат, который самотеком подается в грунт и питает корневую систему растений и не увлажняет грунт между растениями, что затрудняет рост побочных растений.The use of the proposed device in greenhouses and similar structures allows heating the soil directly in the zone of plants, and not heating the entire area of the soil. In addition, the soil is constantly moistened due to the moisture present in the air due to its condensation directly in the air duct, because the soil temperature is always below the dew point and condensation forms, which is fed into the soil by gravity and nourishes the root system of the plants and does not moisturize the soil between the plants, which hinders the growth of secondary plants.

Claims

1. A device for heating and moistening the soil in a greenhouse, containing a heat exchanger located inside the greenhouse, a collection of heated gases in the upper part of the greenhouse, an air duct with air intake openings and an axial fan for air circulation through the duct, characterized in that the duct is made in the form of a PVC pipe, the lower part of which is located in the ground with an outlet on the opposite side of the duct located above the ground level, and through holes are made in the lower part of the duct on both sides of the pipe.

2. The device according to claim 1, characterized in that the air duct is located in the planting zone.

3. The device according to claim 1, characterized in that the outlet of the duct is located at a distance of 30-50 cm above the soil level.

4. The device according to claim. 1, characterized in that the through holes are located sequentially along the length of the duct in its lower part, mainly in two rows.

5. The device according to claim 1, characterized in that the soil is moistened with condensate from the air.