RU2546221C2 - Controlled atmosphere cabinet - Google Patents
Controlled atmosphere cabinet Download PDFInfo
- Publication number
- RU2546221C2 RU2546221C2 RU2013104832/13A RU2013104832A RU2546221C2 RU 2546221 C2 RU2546221 C2 RU 2546221C2 RU 2013104832/13 A RU2013104832/13 A RU 2013104832/13A RU 2013104832 A RU2013104832 A RU 2013104832A RU 2546221 C2 RU2546221 C2 RU 2546221C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- working chamber
- work chamber
- glazed
- treatment unit
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Greenhouses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области лабораторного оборудования для проведения научно-исследовательских работ с биологическими объектами (растениями, насекомыми и т.п.) в условиях искусственного климата. Может быть использовано для изучения влияния климатических факторов на процессы, протекающие в биологических объектах, а также для проведения селекционных работ с растениями, разработке мер защиты растений от вредителей с помощью насекомых-энтомофагов и т.п.The invention relates to the field of laboratory equipment for conducting research work with biological objects (plants, insects, etc.) in an artificial climate. It can be used to study the influence of climatic factors on the processes occurring in biological objects, as well as to conduct breeding work with plants, to develop measures to protect plants from pests with the help of entomophagous insects, etc.
Известные шкафы, установки, камеры роста растений различаются, в основном, количеством воспроизводимых климатических факторов из числа следующих: свет, температура, влажность, содержание углекислого газа, скорость движения воздуха [1, 2, 3]. Основными компонентами таких устройств являются остекленная рабочая камера с полезным пространством для исследуемых объектов, источники света, блок подготовки воздуха и блок управления. Наибольшее распространение получили устройства с вертикальной конструкцией рабочей камеры [3], позволяющие более рационально использовать площадь лаборатории. Наиболее близким аналогом изобретению является шкаф роста растений [4], содержащий остекленную рабочую камеру с остекленной передней дверью для наблюдения за растениями, снабженной с внутренней стороны зеркальным покрытием с заданным коэффициентом пропускания света, источники света с зеркальными отражателями, расположенные с внешней стороны рабочей камеры, блок подготовки воздуха и блок управления. Избыток тепла от ламп удаляется кондиционером, а его недостаток восполняется нагревателем блока подготовки воздуха. Недостаток влаги восполняется увлажнителем блока подготовки воздуха. Потолок блока подготовки воздуха является дном рабочей камеры. Рабочая камера сообщается с блоком подготовки воздуха посредством двух продольных щелей в потолке вдоль боковых сторон. При этом через одну из щелей воздух нагнетается в рабочую камеру, а через другую - забирается. Воздух циркулирует поочередно под действием вентиляторов кондиционера или нагревателя блока подготовки воздуха в зависимости от того, какое исполнительное устройство (кондиционер или нагреватель) включено в данный момент времени. Недостаток такого технического решения заключается в том, что при относительно высокой конструкции рабочей камеры верхние слои воздуха хуже перемешиваются, что повышает неравномерность (градиент) температуры по высоте рабочей камеры.Known cabinets, installations, plant growth chambers differ mainly in the number of reproducible climatic factors from the following: light, temperature, humidity, carbon dioxide content, air velocity [1, 2, 3]. The main components of such devices are a glazed working chamber with useful space for the studied objects, light sources, an air preparation unit and a control unit. The most widely used devices with a vertical design of the working chamber [3], allowing more efficient use of the laboratory area. The closest analogue of the invention is a plant growth cabinet [4], containing a glazed working chamber with a glazed front door for monitoring plants, provided with a mirror coating on the inside with a given light transmittance, light sources with mirror reflectors located on the outside of the working camera, air preparation unit and control unit. The excess heat from the lamps is removed by the air conditioner, and its deficiency is compensated by the heater of the air preparation unit. The lack of moisture is compensated by the humidifier of the air preparation unit. The ceiling of the air preparation unit is the bottom of the working chamber. The working chamber communicates with the air preparation unit through two longitudinal slots in the ceiling along the sides. In this case, through one of the slots, the air is pumped into the working chamber, and through the other it is taken. The air circulates alternately under the influence of fans of the air conditioner or heater of the air preparation unit, depending on which actuator (air conditioner or heater) is turned on at a given time. The disadvantage of this technical solution is that with a relatively high design of the working chamber, the upper layers of the air mix worse, which increases the temperature non-uniformity (gradient) along the height of the working chamber.
Техническим результатом изобретения является уменьшение градиента температуры по высоте рабочей камеры.The technical result of the invention is to reduce the temperature gradient along the height of the working chamber.
Технический результат достигается тем, что у шкафа искусственного климата, содержащего остекленную рабочую камеру с остекленной передней дверью для наблюдения за растениями, источники света, расположенные с внешней стороны рабочей камеры, блок управления и блок подготовки воздуха, сообщающийся с рабочей камерой посредством отверстий в общей стенке, являющейся его потолком и дном рабочей камеры, задняя остекленная стенка рабочей камеры выполнена двойной таким образом, что образуется полость для нагнетания воздуха из блока подготовки воздуха, а внутреннее стекло задней стенки имеет щель в верхней части для выхода циркулирующего воздуха в рабочую камеру и далее в блок подготовки воздуха через отверстия в дне рабочей камеры. Таким образом, достигается практически одинаковая скорость движения воздуха во всех зонах рабочей камеры и, как следствие, уменьшение градиента температуры по высоте рабочей камеры, так как более теплый воздух верхней части рабочей камеры равномерно перемещается в более холодную нижнюю часть, а более холодный воздух нижней части рабочей камеры в это же время через полость задней стенки поступает в более теплую верхнюю часть рабочей камеры. Кроме того, такое техническое решение практически не изменяет величину светового потока через заднюю стенку и не ухудшает условия освещения растений.The technical result is achieved in that in an artificial climate cabinet containing a glazed working chamber with a glazed front door for monitoring plants, light sources located on the outside of the working chamber, a control unit and an air preparation unit communicating with the working chamber through openings in a common wall being its ceiling and the bottom of the working chamber, the rear glazed wall of the working chamber is double so that a cavity is formed for pumping air from the preparation unit into air, and the inner glass of the rear wall has a gap in the upper part for the circulation of air to enter the working chamber and then to the air preparation unit through the openings in the bottom of the working chamber. Thus, almost the same speed of air movement is achieved in all areas of the working chamber and, as a result, a decrease in the temperature gradient along the height of the working chamber, since the warmer air of the upper part of the working chamber uniformly moves to the colder lower part and the colder air of the lower the working chamber at the same time through the cavity of the rear wall enters the warmer upper part of the working chamber. In addition, this technical solution practically does not change the amount of luminous flux through the rear wall and does not worsen the lighting conditions of plants.
На чертеже изображена циркуляция воздуха шкафа искусственного климата, поясняющая сущность изобретения.The drawing shows the air circulation of an artificial climate cabinet, explaining the invention.
Шкаф искусственного климата содержит остекленную рабочую камеру 1 с остекленной передней дверью 2, с внутренней стороны которой наклеена зеркальная полимерная пленка. Задняя стенка состоит из двух стекол 3 и 4, отстоящих друг от друга так, что образуется полость 5 для нагнетания воздуха из блока подготовки воздуха 6. Внутреннее стекло 3 задней стенки выполнено короче, чем наружное, так что образуется щель в верхней части рабочей камеры 1 для выхода воздуха из полости 5 в рабочую камеру 1. Внутри рабочей камеры 1 расположены четыре съемных решетчатых полки (на чертеже не показаны) для установки растений. С внешней стороны рабочей камеры 1 на потолке и трех сторонах (двух боковых и задней) расположены источники света - семь светильников 7 с люминесцентными лампами (светильники на боковых сторонах на чертеже не показаны). Рабочая камера 1 установлена на блок подготовки воздуха 6, который содержит исполнительные устройства: кондиционер (охладитель) 8, нагреватель (тепловентилятор) 9 и ультразвуковой увлажнитель 10. Потолок блока подготовки воздуха 6 является дном рабочей камеры 1 после установки ее на блок подготовки воздуха 6 и имеет отверстия для циркуляции воздуха. В блок подготовки воздуха 6 вмонтирован блок управления (на рисунке не показан), основными элементами которого являются программируемый во времени регулятор температуры, влажности, освещения и датчики температуры и влажности.The artificial climate cabinet contains a glazed working chamber 1 with a glazed front door 2, on the inside of which a mirrored polymer film is glued. The rear wall consists of two glasses 3 and 4, spaced from each other so that a cavity 5 is formed for pumping air from the air preparation unit 6. The inner glass 3 of the rear wall is shorter than the outer one, so that a gap is formed in the upper part of the working chamber 1 for air to escape from the cavity 5 into the working chamber 1. Inside the working chamber 1 are four removable trellised shelves (not shown) for plant installation. On the outside of the working chamber 1 on the ceiling and three sides (two lateral and rear) are light sources - seven lamps 7 with fluorescent lamps (lamps on the sides of the drawing are not shown). The working chamber 1 is installed on the air preparation unit 6, which contains actuators: air conditioning (cooler) 8, heater (fan heater) 9 and an ultrasonic humidifier 10. The ceiling of the air preparation unit 6 is the bottom of the working chamber 1 after installing it on the air preparation unit 6 and has openings for air circulation. A control unit (not shown in the figure) is mounted in the air preparation unit 6, the main elements of which are the temperature, humidity, lighting, and temperature and humidity sensors programmable in time.
Работа шкафа искусственного климата заключается в поддержании заданных параметров микроклимата в рабочей камере 1 с помощью светильников 7, кондиционера 8, нагревателя 9, увлажнителя 10 блока подготовки воздуха 6, которые включаются и выключаются под управлением регулятора в зависимости от заданных программой значений температуры, влажности, времени включения (выключения) светильников 7 и текущих значений температуры, влажности и времени, поступающих от датчика температуры, датчика влажности и таймера регулятора. Освещенность в рабочей камере 1 создается лампами светильников 7 и светом, отраженным от зеркальной полимерной пленки на передней двери 2. Воздух циркулирует под действием вентиляторов, либо кондиционера 8, либо нагревателя 9 блока подготовки воздуха 6, в зависимости от того, какое исполнительное устройство включено регулятором в данный момент времени - кондиционер 8 или нагреватель 9.The operation of the artificial climate cabinet consists in maintaining the specified microclimate parameters in the working chamber 1 with the help of lamps 7, air conditioner 8, heater 9, humidifier 10 of the air preparation unit 6, which are turned on and off under the control of the controller, depending on the temperature, humidity, time set by the program turning on (off) the fixtures 7 and the current values of temperature, humidity and time from the temperature sensor, humidity sensor and controller timer. The illumination in the working chamber 1 is created by the lamps of the lamps 7 and the light reflected from the mirror polymer film on the front door 2. The air circulates under the influence of the fans, or the air conditioner 8, or the heater 9 of the air preparation unit 6, depending on which actuator is turned on by the regulator at the given moment - air conditioning 8 or heater 9.
Изобретение может быть реализовано с использованием следующих компонентов. Каркасы рабочей камеры 1 и съемной двери 2 могут изготавливаться из окрашенного алюминиевого профиля типа CONSTA-SIB. Остекление может быть выполнено из оконного стекла толщиной 4 мм с ошлифованными кромками с применением П-образных пластиковых уплотнителей. В качестве светильников 7 могут быть применены стандартные - типа TL418-1А на четыре люминесцентных лампы мощностью 18 Вт каждая, со специальным спектром излучения для растений, типа L18W/77 FLUORA. Для регулирования и воспроизведения необходимых значений температуры, влажности и освещенности могут быть применены микропроцессорный программный регулятор МПР51-Щ4 и два термометра сопротивления ТС 034-50М (фирмы ОВЕН г.Москва), один из которых используется для измерения влажности психрометрическим методом, и исполнительные устройства: кондиционер-охладитель 8 типа LWJ0561ACG (фирма LG, Ю.Корея), тепловентилятор-нагреватель 9 РЕН 2036 и увлажнитель 10 типа PUH 1104 (оба фирмы POLARIS, США). Зеркальное покрытие на внутренней поверхности двери 2 может быть выполнено путем наклеивания полимерной зеркальной пленки торговой марки Llumar, например, типа R15GSRCDF (серая, с пропусканием света 15%).The invention can be implemented using the following components. The frames of the working chamber 1 and the removable door 2 can be made of painted aluminum profile type CONSTA-SIB. Glazing can be made of window glass with a thickness of 4 mm with polished edges using U-shaped plastic seals. As luminaires 7 can be used standard - type TL418-1A for four fluorescent lamps with a power of 18 W each, with a special emission spectrum for plants, type L18W / 77 FLUORA. To regulate and reproduce the required values of temperature, humidity and illumination, the MPR51-Shch4 microprocessor program controller and two ТС 034-50М resistance thermometers (OWEN firm, Moscow), one of which is used to measure humidity by the psychrometric method, and actuators can be used: air conditioner-cooler type 8 LWJ0561ACG (company LG, South Korea), fan heater 9 REN 2036 and humidifier 10 type PUH 1104 (both firms POLARIS, USA). Mirror coating on the inner surface of door 2 can be done by gluing a polymer mirror film of the Llumar trademark, for example, type R15GSRCDF (gray, with a light transmission of 15%).
Результаты измерений температуры на полках рабочей камеры с помощью многоканального (до 12 каналов) термоизмерителя ТМ-12.2 (погрешность 0,01°C) показали, что при заданной температуре 20,0°C разность средних (из 5-ти точек) температур на верхней и нижней полках уменьшилась с 1,5°C до 0,8°C в ночном режиме (лампы выключены) и с 6,0°C до 2,7°C в дневном режиме (лампы включены) по сравнению с прототипом.The results of temperature measurements on the shelves of the working chamber using a multi-channel (up to 12 channels) thermometer ТМ-12.2 (error 0.01 ° C) showed that at a given temperature of 20.0 ° C the difference in average (from 5 points) temperatures on the top and lower shelves decreased from 1.5 ° C to 0.8 ° C in night mode (lamps off) and from 6.0 ° C to 2.7 ° C in day mode (lamps on) compared to the prototype.
Источники информацииInformation sources
1. Садовой А.Ф., Советов В.П. Установки искусственного климата. - М.: Агропромиздат, 1985. - 72 с., ил.1. Sadovoy A.F., Sovetov V.P. Artificial climate installations. - M .: Agropromizdat, 1985 .-- 72 p., Ill.
2. Курец В.К., Попов Э.Г. Статистическое моделирование системы связей растение-среда. - Л.: Наука, 1991. - 152 с.2. Kurets V.K., Popov E.G. Statistical modeling of a plant-environment relationship system. - L .: Nauka, 1991 .-- 152 p.
3. Патент на промышленный образец №54275. Установка микроклимата вегетационная.3. Patent for industrial design No. 544275. Installation of a microclimate vegetative.
4. Патент РФ №2446673. Шкаф роста растений (прототип).4. RF patent No. 2446673. Plant growth cabinet (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013104832/13A RU2546221C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Controlled atmosphere cabinet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013104832/13A RU2546221C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Controlled atmosphere cabinet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013104832A RU2013104832A (en) | 2014-08-10 |
RU2546221C2 true RU2546221C2 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=51355007
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013104832/13A RU2546221C2 (en) | 2013-02-05 | 2013-02-05 | Controlled atmosphere cabinet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2546221C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603910C1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Cabinet with controlled microclimate |
RU195167U1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-01-16 | Федеральное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства" | Installation for breeding biological objects with the function of monitoring and maintaining specified abiotic parameters of the artificial environment |
RU2723579C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Cabinet with controlled artificial microclimate |
RU213078U1 (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-23 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Grow cabinet |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2019955C1 (en) * | 1991-10-09 | 1994-09-30 | Эдуард Николаевич Меликов | Plant-growing device |
US20030005626A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Ccs Inc. | Plant cultivator and control system therefor |
RU54275U1 (en) * | 2005-12-07 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" им. А.Я. Березняка" | ELECTRIC DRIVE (OPTIONS) |
RU2446673C2 (en) * | 2010-06-21 | 2012-04-10 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Cabinet of plant growth |
-
2013
- 2013-02-05 RU RU2013104832/13A patent/RU2546221C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2019955C1 (en) * | 1991-10-09 | 1994-09-30 | Эдуард Николаевич Меликов | Plant-growing device |
US20030005626A1 (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-09 | Ccs Inc. | Plant cultivator and control system therefor |
RU54275U1 (en) * | 2005-12-07 | 2006-06-10 | Открытое акционерное общество "Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Радуга" им. А.Я. Березняка" | ELECTRIC DRIVE (OPTIONS) |
RU2446673C2 (en) * | 2010-06-21 | 2012-04-10 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ АГРАРНЫХ ПРОБЛЕМ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК (ГНУ СибФТИ Россельхозакадемии) | Cabinet of plant growth |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603910C1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Cabinet with controlled microclimate |
RU2723579C1 (en) * | 2019-07-01 | 2020-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) | Cabinet with controlled artificial microclimate |
RU195167U1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-01-16 | Федеральное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства" | Installation for breeding biological objects with the function of monitoring and maintaining specified abiotic parameters of the artificial environment |
RU213078U1 (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-23 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" (ЗАО "ЭМИС") | Grow cabinet |
RU227118U1 (en) * | 2024-04-19 | 2024-07-08 | Олег Анатольевич Оленин | DEVICE FOR GROWING PLANTS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013104832A (en) | 2014-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220112994A1 (en) | Artificial light configured for daylight emulation | |
RU2546221C2 (en) | Controlled atmosphere cabinet | |
US20190141923A1 (en) | Apparatus and methods for a hydroponics system with enhanced heat transfer | |
JP2009156525A (en) | Device with constant temperature and humidity | |
Montero et al. | Shading screens for the improvement of the night time climate of unheated greenhouses | |
RU2446673C2 (en) | Cabinet of plant growth | |
WO2020131825A3 (en) | Thermally controlled greenhouse system | |
CN105861303A (en) | Constant temperature and humidity LED incubator capable of adjusting light intensity | |
RU2603910C1 (en) | Cabinet with controlled microclimate | |
RU2557572C2 (en) | Phytotron | |
US20120063485A1 (en) | Thermal endurance testing apparatus and methods for photovoltaic modules | |
RU2723579C1 (en) | Cabinet with controlled artificial microclimate | |
Terekhov | Irradiation system for a City Farm automated multilayer phitoinstallation | |
Smeets | The phytotron of the Institute for Horticultural Plant Breeding (IVT), Wageningen, the Netherlands, A revision of previous descriptions | |
US10667473B2 (en) | Grow light system | |
Broström et al. | Climate Control in Historic Buildings | |
RU2739604C1 (en) | Climatic chamber for growing plants | |
Yavuz et al. | DETERMINATION OF REAL ENERGY SAVING POTENTIAL OF DAYLIGHT RESPONSIVE SYSTEMS: A CASE STUDY FROM TURKEY. | |
KR102156530B1 (en) | Testing device with wall greening for testing thermal insulation thereof | |
KR200357425Y1 (en) | Artificial climate system | |
KR100776333B1 (en) | Measuring apparatus of solar heat blocking efficiency and sun thermal using sun and artificial sun | |
JP2018124232A (en) | Heat transmission characteristic measurement method and heat insulation performance evaluation method | |
DE102016010797B4 (en) | plant habitat | |
Stasiak et al. | Growing facilities and environmental control | |
US9523489B1 (en) | Grow light cooling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200206 |