RU2580583C1 - Агробиокомплекс - Google Patents
Агробиокомплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580583C1 RU2580583C1 RU2014154496/13A RU2014154496A RU2580583C1 RU 2580583 C1 RU2580583 C1 RU 2580583C1 RU 2014154496/13 A RU2014154496/13 A RU 2014154496/13A RU 2014154496 A RU2014154496 A RU 2014154496A RU 2580583 C1 RU2580583 C1 RU 2580583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- agrobiocomplex
- heating
- water
- northern
- heat
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 28
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 14
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 7
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 7
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 2
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 claims description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004459 forage Substances 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 27
- 241000271566 Aves Species 0.000 abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000009368 vermiculture Methods 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 22
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 5
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 3
- 241001233061 earthworms Species 0.000 description 3
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 3
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 235000019688 fish Nutrition 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000020251 goat milk Nutrition 0.000 description 1
- 235000021384 green leafy vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 235000015277 pork Nutrition 0.000 description 1
- 235000013594 poultry meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000384 rearing effect Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/14—Greenhouses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K31/00—Housing birds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K61/00—Culture of aquatic animals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K67/00—Rearing or breeding animals, not otherwise provided for; New or modified breeds of animals
-
- 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
-
- 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
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/60—Fishing; Aquaculture; Aquafarming
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Greenhouses (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при создании агробиокомплексов, предназначенных для выращивания растений, животных, рыб и птиц. Агробиокомплекс представляет собой сооружение на едином фундаменте с замкнутой системой воздухообмена кислорода из южной части и углекислого газа из северной части, замкнутым циклом движения и переработки органических отходов. Агробиокомплекс спроектирован таким образом, что представляет собой солнечный коллектор 15 для аккумуляции солнечной энергии и включает несколько автономных помещений, оснащенных специальным оборудованием: южное со светопроницаемым покрытием 1 для выращивания растений и рыбы в водоеме 8, северное для выращивания животных и птиц, подвал для вермикультивирования и другие помещения, обеспечивающие в совокупности максимальный эффект от использования солнечной энергии. При таком выполнении обеспечивается снижение теплопотерь и расходов на отопление, эффективность выращивания экологически чистой растительной и животной биопродукции на ограниченной территории в течение круглого года при низких затратах. Максимальная эффективность будет достигаться в районах с холодным климатом и большим количеством солнечных дней. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при создании агрокомплексов (мини-ферм), работающих в промышленном масштабе, для выращивания большого ассортимента экологически чистой растительной и животной биопродукции (овощи, фрукты, ягоды, зеленные, яйцо и мясо птицы, свинина, козье молоко, рыба и т.п.) на ограниченной территории в течение круглого года с минимальным числом работников и низкой себестоимостью.
В известных устройствах недостаточно используется солнечная энергия и ее аккумуляция, тепловой объем и посевная площадь, допускается резкий перепад температур между днем и ночью, осуществляется вентиляция, приводящая к потере углекислого газа, что отрицательно сказывается на урожайности растений, осуществляется выращивание только растительной продукции, неэффективно используется тепловая энергия от отопительных устройств.
Известны подобные устройства, которые следует указать в качестве аналогов заявленному объекту, защищенные патентами RU 131941 U1 с публикацией 10.09.2013, RU 93208 U1 с публикацией 27.04.2010, RU 2124828 C1 с публикацией 20.01.1999.
По патенту 93208 полезная модель относится к альтернативной энергетике, в частности к теплицам с подогревом почвы от грунтовых теплообменников с жидкостью-теплоносителем, нагреваемой энергией солнечной радиации с помощью солнечных коллекторов. Техническим результатом полезной модели является снижение материалоемкости конструкции путем конструктивного совмещения функций прозрачного защитного купола и солнечного коллектора. Для достижения технического результата прозрачный защитный купол из светопрозрачного материала (например, ячеистого поликарбоната) снабжен торцевыми нижним водоподводящим и верхним водоотводящим патрубками, заполнен жидкостью-теплоносителем и включен этими патрубками в систему циркуляции жидкости-теплоносителя. В полезную модель введены и врезаны в систему циркуляции жидкости-теплоносителя трехходовые термоуправляемые вентили для отвода нагретой жидкости-теплоносителя в тепловой аккумулятор в жаркое время суток.
Недостатками этого устройства являются:
- решаются задачи только теплицы;
- технически сложно сделать герметичными соединения поликарбоната и водоподводящих и водоотводящих патрубков;
- из-за маленького сечения сот поликарбоната движение теплоносителя внутри будет очень медленным и основное тепло будет передаваться наружному воздуху. В сильные морозы это приведет к замерзанию теплоносителя с высокими температурами замерзания. Если применять теплоносители с низкими температурами замерзания, то это значительно увеличит стоимость и увеличит риски отравления при протечках системы. Применить циркуляционный насос и повысить давление внутри системы не позволит хрупкость поликарбоната.
По патенту 131941 полезная модель представляет собой солнечный био-вегетарий, составленный из неразрывно конструктивно взаимосвязанных между собой южной, покрытой сверху светопроницаемой оболочкой, и северной, покрытой сверху светонепроницаемой оболочкой, частей, установленных на фундаментной части и фундаментных опорах или без фундамента. Эти части снабжены системами аккумуляции тепла, вентилирования и распределения тепловых потоков, системами микрокапельного полива и освещения, а также автоматизированной системой управления и контроля микроклимата. При этом южная часть разделена вертикальными прозрачными перегородками на автономные секции в количестве, выбранном в пределах от 2 до 20 для выращивания экологически чистых растений, а северная часть составлена из четырех неравных по объему технической зоны хозяйственного блока, зоны для фасовки, упаковки и хранения готовой продукции, технологической зоны по производству биогумуса дождевыми червями, вспомогательной зоны для временного хранения органического компоста, ограниченных снаружи утепленной стеной. В технологической зоне оборудованы заполненные органическим компостом технологические гряды, разделенные дорожками с возможностью свободного перемещения на них рабочих с мобильными платформами;
Недостатками этого устройства являются:
- большое количество автономных секций требует индивидуального управления микроклиматом в каждой, что приведет к значительному повышению себестоимости выращиваемой продукции, и так как в конструкции предусмотрен прямой воздухообмен между южной и северной частями, то потребуются значительные затраты энергии для поддержания заданных параметров в каждой из секций и сведет на нет стабильный микроклимат в секциях южной части;
- из-за прямого воздухообмена между северной и южной частями температурный режим вермикультивирования в северной части не позволит поднять температуру в южной части, где выращиваются растения выше 25 градусов, что приведет к снижению урожайности;
- маленькая тепловая инерция сооружения и неэффективная схема передачи тепловой энергии от воздуха к воде в аккумуляторе не позволит охлаждать воздух в южной части в жаркое летнее время до 25 градусов, что приведет к повышению температуры в зоне растений и, соответственно, в грядах с червями и их гибели. Если проводить естественное вентилирование, то температура в зоне вермикультивирования сравняется с наружной и, если будет выше 25 градусов, то приведет к гибели червей, т.к. температура в грядах на 5 градусов выше наружной. Прямое вентилирование приведет также к потере углекислого газа, что в свою очередь приведет к снижению урожайности;
- для эффективного теплообмена в энергоаккумуляторе, его емкости должны быть сделаны из материала с высокой теплопроводностью (металлы), а это приведет к значительному удорожанию конструкции. Аккумуляции тепла в холодные солнечные дни зимой практически не будет, т.к. воздух под куполом не будет нагреваться больше, чем необходимо для роста растений и соответственно, устройство аккумулятора в таком виде бессмысленно;
- очень стесненные условия работы в северной части, наличие компоста и готовой продукции в одном помещении не соответствуют нормам санитарии.
Наиболее близким техническим решением предлагаемому солнечному агробиокомплексу по совокупности существенных признаков (прототипом) является агробиокомплекс (RU 2124828 C1 с публикацией 20.01.1999), предназначенный для комплексного выращивания растений, рыб и птиц. Он включает теплицу с водоемом, сообщенным с птичником. Это позволяет одновременно и комплексно выращивать разнообразную как по видовому составу, так и по происхождению, как растительную, так и животную продукцию в любых широтах и независимо от экологии. Так как каждое изолированное отделение имеет свой микроклимат, а биогумус для подкормок растений и живой корм для рыб и водоплавающих птиц производится в культиваторе биокомплекса из червей, растительных остатков и компоста, то исключается необходимость в применении химических средств и обеспечивается использование безотходной технологии. Использование в одном биокомплексе теплицы, водоема и птичника, оснащенных системами жизнеобеспечения, позволяет получать в течение года несколько урожаев растительной продукции, а также животную продукцию с увеличенной биомассой.
Недостатками этого устройства являются:
- конструкция основной теплицы с водоемом выполнена полностью из светопрозрачного материала с низким тепловым сопротивлением, что увеличит теплопотери помещения особенно с северной стороны и, соответственно, значительно увеличит расходы на отопление;
- использование водоема для аккумулирования энергии солнца будет неэффективным, т.к. основная часть его поверхности закрыта, трубы отопления проходят над поверхностью и основная часть теплового потока будет направлена вверх, а теплообмен по схеме вода-воздух-вода будет незначительным. Нагрев водоема будет происходить естественным способом от окружающего воздуха, что потребует дополнительной энергии и затрат;
- использование водоема для выгула водоплавающих птиц требует дополнительной площади и снизит площадь под растениями, что приведет к снижению доходности комплекса;
- водоплавающие птицы будут загрязнять водоем своими фекалиями, что негативно будет сказываться на рыбах и ухудшать общую санитарную обстановку комплекса из-за ограниченного объема водоема. Замена воды и дезинфекция водоема будут снижать общую температуру в помещении и негативно сказываться на урожайности и себестоимости продукции;
- растения, расположенные в верхних лотках, будут затенять нижние растения, что отрицательно скажется на общей урожайности;
- в связи с отсутствием вентиляции в зимнее время испарения от водоема будут конденсироваться на поверхности ограждающих конструкций, что приведет к снижению светопропускаемости и, соответственно, к дополнительным затратам на отопление и досветку;
- большая площадь водоема способствует большому испарению влаги, которое сопровождается большим потреблением энергии и понижением температуры окружающего воздуха, что приведет к дополнительным расходам на отопление;
- прямое вентилирование помещения в жаркое время приведет к потере углекислого газа и, соответственно, к снижению урожайности.
Задачей изобретения является разработка такого агробиокомплекса, который позволит выращивать большой ассортимент экологически чистой растительной и животной биопродукции на ограниченной территории в течение круглого года, с минимальным числом работников при низких затратах.
Указанный результат достигается тем, что агробиокомплекс, расположенный строго с севера на юг, включающий теплицу с изолированными прозрачными перегородками, оснащенную системами отопления, холодного и горячего водоснабжения, орошения, освещения и вентиляции, водоем с системой аэрации, культиватор для размножения червей и получения биогумуса, птичник, представляет собой сооружение на едином фундаменте с замкнутой системой воздухообмена кислорода из южной части и углекислого газа из северной части, замкнутым циклом движения и переработки органических отходов, при котором отходы овощеводства идут на корм животным и птицам, помет и навоз перерабатывается дождевыми червями в биогумус, который, в свою очередь, служит удобрением для растений, а прирост дождевых червей идет на корм рыбе, включающее несколько автономных помещений:
- южное (A) со светопроницаемым покрытием 1 из сотового поликарбоната, с несущими стропилами 2, одновременно используемыми для контура водяного отопления 3, глухими утепленными боковыми стенами 4, присыпанными грунтом, с северной глухой стеной 5, снабженной воздуховодами 6, тепловыми карманами и воздушным контуром отопления с системой рекуперации топочных газов 7, и включающее в себя водоем для рыбы 8 со встроенным контуром водяного отопления и охлаждения 9, системой принудительного насыщения кислородом, расположенный вдоль южной стены помещения, закрытый сверху разборным настилом 10 для выращивания рассады, водяной теплоаккумулятор 11 с аварийным электронагревателем 12, насосом подкачки 13, циркуляционным насосом 14, расположенный под полом, солнечный коллектор 15, теплообменник 16, связанный с теплоаккумулятором 11, встроенный в систему отопления, расположенный на глухой крыше северного помещения и автоматическое тепловое одеяло 17 с внутренней свето-теплоотражающей поверхностью, которое летом заменяется на светозащитное, с механизмом закрытия и открытия светопрозрачной южной части, расположенное с торца вдоль южной светопрозрачной части, при этом механизм закрытия и открытия работает таким образом, что при открытии происходит очистка закрываемой поверхности от снега в зимнее время, для чего наматывание одеяла в рулон производится сверху вниз, систему конденсации влаги в корневой зоне растений 18, состоящую из перфорированных труб, связанных с системой воздухообмена 6, проходящих под корнями растений, систему мелкодисперсного водяного полива и охлаждения в жаркое время, закрепленную на несущих стропилах 2, систему комбинированного освещения и досветки на натриевых зеркальных и светодиодных лампах переменной высоты, капельное орошение корневой зоны растений, автоматическую систему контроля микроклимата всех помещений,
- северное (Б), имеющее общую с южным помещением глухую стену 5, с утепленной кровлей и стенами 4, присыпанными грунтом, имеющее одно и более помещений для выращивания животных и птиц, включающие в себя систему воздуховодов 6 с верхним магистральным воздуховодом 19, центральным вентилятором 20, автоматическими заслонками с вентиляторами 21, холодного и горячего водоснабжения, склады готовой продукции с грузовыми лифтами 23, лестницами 24, холодильник, служебные помещения, выходы на площадки для выгула 25,
- подвал (В), расположенный под северным помещением, включающий в себя котельные 26 с котлами 22, помещения для вермикультивирования в вертикальных кассетах, участок подготовки и переработки кормов, склады биогумуса и биотоплива, и,
- кроме этих помещений, отдельно расположены со стороны южной части здания - искусственный водоем природного типа, служащий для доращивания рыбы, сбора дождевой и талой воды, используемой для полива и охлаждения южной части в жаркое время, а с северной стороны здания - площадки для выгула животных и птицы и посевами кормовых культур.
Несущие стропила 2 светопрозрачного покрытия 1 южной части представляют собой трубы любого сечения и служат в системе водяного отопления и охлаждения 3 для циркуляции теплоносителя и как дополнительные теплообменники.
Система отопления и охлаждения работает по нескольким кругам циркуляции с помощью 3-х ходовых автоматических клапанов.
Автоматическое тепловое одеяло 17 связано с системой электронного управления микроклиматом и освещенностью.
Все помещения агробиокомплекса поддаются масштабированию и могут быть разбиты на отсеки (блоки) для выращивания культур и животных, требующих разного микроклимата.
Предложенное устройство поясняется следующими фигурами чертежей:
Фиг. 1. Схема водяного теплового контура.
Фиг. 2. Схема воздухообмена.
Фиг. 3. План первого этажа.
Фиг. 4. План подвала.
Принцип работы агробиокомплекса
Зима. День.
Принудительная циркуляция воздуха происходит постоянно и обеспечивает более интенсивный теплообмен между радиаторами отопления и окружающим воздухом, конденсируя влагу под корнями растений и нагревая прикорневую зону по трубам 18. При этом происходит рекуперация тепла от дымовой трубы котла отопления в рекуператоре 7, в тепловых каналах 6 и создание защитной теплой воздушной подушки под светопрозрачным покрытием 1. По показаниям газоанализаторов и датчиков температуры происходит обмен кислорода и углекислого газа между южной частью и северной при помощи заслонок с вентиляторами 21, а также подача дополнительного наружного воздуха через рекуператор 7.
Солнце нагревает воздух под куполом и теплоноситель в солнечном коллекторе 15. Коллектор 15 нагревает воду в теплообменнике 16, а циркуляционный насос 14 гонит ее по кругу - 14, 16, 3-1, 3, 2, 3-2, 9, 8, 3-5, 3-3, 11, 3-4, 14. При достижении температуры воды в водоеме 8 до +28°С, он исключается из круга циркуляции при помощи клапана 3-2. При достижении температуры у поверхности в зоне растений +28°С, срабатывает клапан 3-1 и коллектор 15 через теплообменник 16 продолжает нагревать воду только в аккумуляторе 11 по кругу - 16, 3-1, 11, 3-4, 14, 16, тем самым запасая энергию. При падении заданных температур в куполе, водоеме или на поверхности почвы на 3 градуса до +25°С, циркуляция снова идет по большому кругу. Если энергии солнца не хватает (сильные морозы или пасмурно) и исчерпана энергия теплоаккумулятора 11, то, чтобы прогреть воду и воздух до заданных температур, автоматически включаются отопительные котлы 22 и циркуляция идет по кругу - 14, 16, 3-1, 3, 2, 3-2, 9, 8, 3-5, 3-3, 22, 14.
Зима. Ночь.
После захода солнца автоматически включается досветка растений и закрывается тепловое одеяло 17 над светопрозрачной южной частью. В зависимости от температуры воды в аккумуляторе 11, циркуляция идет по большому кругу через аккумулятор 11 и водоем 8, а при их остывании до +18°C (ночной режим) включаются отопительные котлы 22 и циркуляция идет мимо аккумулятора 11 и водоема 8 по кругу - 14, 16, 3-1, 3, 2, 3-2, 3-5, 3-3, 22, 14.
Лето. День.
Воздушная и водяная системы работают в режиме охлаждения. Циркуляция воздуха происходит постоянно и обеспечивает более интенсивный теплообмен между радиаторами и окружающим воздухом, конденсируя влагу под корнями растений в трубах 18 и охлаждаясь в корневой зоне. Солнечные коллекторы 15 отключены.
При достижении температуры в зоне растений +30°C, включается циркуляционный насос 14 и вода циркулирует по кругу -14, 16, 3-1, 3, 2, 3-2, 9, 8, 3-5, 3-3, 11, 3-4, 14. Аккумулятор 11, охладившись за ночь, способствует охлаждению воды в системе и, соответственно, воздуха. При достижении температуры воды в водоеме 8+30°С, он исключается из круга циркуляции при помощи автоматического клапана 3-2. При достижении температуры воды в аккумуляторе 11+30°C, включаются мелкодисперсные распылители воды под куполом помещения. Интенсивное испарение способствует понижению температуры и происходит ее контроль в заданных пределах. Если и это не снизит температуру, то происходит частичное закрывание светозащитного одеяла 17 для частичного затенения зоны растений. Если и это не поможет снизить температуру, то производится аварийный сброс теплой воды из аккумулятора 11 в наружный водоем через клапан 3-5 с заменой воды на более холодную из наружного водоема через насос подкачки 13 или из внутреннего водопровода подпитки котлов отопления. Охлажденная вода снова начинает циркулировать по большому кругу и охлаждать воздух в зоне растений до заданной температуры.
Лето. Ночь.
Циркуляция воды продолжается до сравнивания ее температуры с температурой окружающего воздуха. Аккумулятор 11 будет отдавать накопленное тепло в течение ночи и поддерживать заданную температуру. При прохладных ночах закрывается светозащитное одеяло 17.
В межсезонье, в зависимости от времени суток, температуры наружного воздуха и освещенности, электронная система управления микроклиматом будет автоматически управлять всеми агрегатами и механизмами, исходя из заданных параметров в помещениях агробиокомплекса.
Применение предложенного агробиокомплекса позволит эффективно выращивать большой ассортимент экологически чистой растительной и животной биопродукции на ограниченной территории в течение круглого года с минимальным числом работников при низких затратах.
Claims (4)
1. Агробиокомплекс, включающий теплицу с изолированными прозрачными перегородками, оснащенную системами отопления, холодного и горячего водоснабжения, орошения, освещения и вентиляции, водоем с системой аэрации, культиватор для размножения червей и получения биогумуса, птичник, отличающийся тем, что агробиокомплекс представляет собой сооружение на едином фундаменте с замкнутой системой воздухообмена кислорода из южной части и углекислого газа из северной части, замкнутым циклом движения и переработки органических отходов, включающее несколько автономных помещений:
- южное со светопроницаемым покрытием из сотового поликарбоната, с несущими стропилами, одновременно используемыми для контура водяного отопления, глухими утепленными боковыми стенами, присыпанными грунтом, с северной глухой стеной, снабженной воздуховодами, тепловыми карманами и воздушным контуром отопления с системой рекуперации топочных газов, и включающее в себя водоем для рыбы со встроенным контуром водяного отопления и охлаждения, системой принудительного насыщения кислородом, расположенный вдоль южной стены помещения, закрытый сверху разборным настилом для выращивания рассады, водяной теплоаккумулятор с циркуляционным насосом, расположенный под полом, солнечный коллектор, связанный с теплоаккумулятором, встроенный в систему отопления, расположенный на глухой крыше северного помещения и автоматическое тепловое одеяло с внутренней свето-теплоотражающей поверхностью с механизмом закрытия и открытия светопрозрачной южной части, расположенное с торца вдоль южной светопрозрачной части, при этом механизм закрытия и открытия работает таким образом, что при открытии происходит очистка закрываемой поверхности от снега, для чего сматывание одеяла в рулон производится сверху вниз, систему конденсации влаги в корневой зоне растений, состоящую из перфорированных труб, связанных с системой воздухообмена, проходящих под корнями растений, систему мелкодисперсного водяного полива и охлаждения в жаркое время, закрепленную на несущих стропилах, систему комбинированного освещения и досветки на натриевых зеркальных и светодиодных лампах переменной высоты, капельное орошение корневой зоны растений, автоматическую систему контроля микроклимата всех помещений,
- северное, имеющее общую с южным помещением глухую стену, с утепленной кровлей и стенами, присыпанными грунтом, имеющее одно и более помещений для выращивания животных и птиц, включающие в себя систему воздуховодов, холодного и горячего водоснабжения, склады готовой продукции, холодильник, служебные помещения,
- подвал, расположенный под северным помещением, включающий в себя котельные, помещения для вермикультивирования в вертикальных кассетах, участок подготовки и переработки кормов, склады биогумуса и биотоплива,
- и кроме этих помещений, отдельно расположены со стороны южной части здания - искусственный водоем природного типа, служащий для доращивания рыбы, сбора дождевой и талой воды, используемой для полива и охлаждения южной части в жаркое время, а с северной стороны здания - площадки для выгула животных и птицы и посевами кормовых культур.
- южное со светопроницаемым покрытием из сотового поликарбоната, с несущими стропилами, одновременно используемыми для контура водяного отопления, глухими утепленными боковыми стенами, присыпанными грунтом, с северной глухой стеной, снабженной воздуховодами, тепловыми карманами и воздушным контуром отопления с системой рекуперации топочных газов, и включающее в себя водоем для рыбы со встроенным контуром водяного отопления и охлаждения, системой принудительного насыщения кислородом, расположенный вдоль южной стены помещения, закрытый сверху разборным настилом для выращивания рассады, водяной теплоаккумулятор с циркуляционным насосом, расположенный под полом, солнечный коллектор, связанный с теплоаккумулятором, встроенный в систему отопления, расположенный на глухой крыше северного помещения и автоматическое тепловое одеяло с внутренней свето-теплоотражающей поверхностью с механизмом закрытия и открытия светопрозрачной южной части, расположенное с торца вдоль южной светопрозрачной части, при этом механизм закрытия и открытия работает таким образом, что при открытии происходит очистка закрываемой поверхности от снега, для чего сматывание одеяла в рулон производится сверху вниз, систему конденсации влаги в корневой зоне растений, состоящую из перфорированных труб, связанных с системой воздухообмена, проходящих под корнями растений, систему мелкодисперсного водяного полива и охлаждения в жаркое время, закрепленную на несущих стропилах, систему комбинированного освещения и досветки на натриевых зеркальных и светодиодных лампах переменной высоты, капельное орошение корневой зоны растений, автоматическую систему контроля микроклимата всех помещений,
- северное, имеющее общую с южным помещением глухую стену, с утепленной кровлей и стенами, присыпанными грунтом, имеющее одно и более помещений для выращивания животных и птиц, включающие в себя систему воздуховодов, холодного и горячего водоснабжения, склады готовой продукции, холодильник, служебные помещения,
- подвал, расположенный под северным помещением, включающий в себя котельные, помещения для вермикультивирования в вертикальных кассетах, участок подготовки и переработки кормов, склады биогумуса и биотоплива,
- и кроме этих помещений, отдельно расположены со стороны южной части здания - искусственный водоем природного типа, служащий для доращивания рыбы, сбора дождевой и талой воды, используемой для полива и охлаждения южной части в жаркое время, а с северной стороны здания - площадки для выгула животных и птицы и посевами кормовых культур.
2. Агробиокомплекс по п. 1, отличающийся тем, что несущие стропила светопрозрачного покрытия южной части представляют собой трубы любого сечения и служат в системе водяного отопления и охлаждения для циркуляции теплоносителя и как дополнительные теплообменники.
3. Агробиокомплекс по п. 1, отличающийся тем, что вся система отопления и охлаждения работает по нескольким кругам циркуляции с помощью 3-х ходовых автоматических клапанов.
4. Агробиокомплекс по п. 1, отличающийся тем, что автоматическое тепловое (светозащитное) одеяло связано с системой электронного управления микроклиматом и освещенностью.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014154496/13A RU2580583C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Агробиокомплекс |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014154496/13A RU2580583C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Агробиокомплекс |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2580583C1 true RU2580583C1 (ru) | 2016-04-10 |
Family
ID=55794156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014154496/13A RU2580583C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Агробиокомплекс |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580583C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106088705A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-11-09 | 北京大成豪第货运代理有限公司 | 一种节能减排的智慧农业循环系统 |
| CN107484684A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-19 | 广西田阳县创新农业综合开发有限公司 | 一种鸭和鱼的综合养殖方法 |
| CN110074009A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-02 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种鹌鹑养殖用具有恒温恒湿功能的养殖室 |
| CN110268882A (zh) * | 2018-03-13 | 2019-09-24 | 吴良柏 | 新型农业温室系统与太阳能蓄能供能系统 |
| RU2791314C1 (ru) * | 2022-01-13 | 2023-03-07 | Валерий Абрамович Шапиро | Симбиотрофный модуль |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0594159A1 (en) * | 1992-10-22 | 1994-04-27 | Yoshitami Yanohara | Natural ecosystem reproducing method |
| RU2124828C1 (ru) * | 1997-04-30 | 1999-01-20 | Муравский Владимир Антонович | Биокомплекс |
| RU2184440C2 (ru) * | 2000-07-19 | 2002-07-10 | Муравский Владимир Антонович | Биокомплекс муравского в.а. |
| RU2446672C1 (ru) * | 2010-10-29 | 2012-04-10 | Закрытое акционерное общество "КОКС 1" | Биоэнергетический комплекс |
-
2014
- 2014-12-30 RU RU2014154496/13A patent/RU2580583C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0594159A1 (en) * | 1992-10-22 | 1994-04-27 | Yoshitami Yanohara | Natural ecosystem reproducing method |
| RU2124828C1 (ru) * | 1997-04-30 | 1999-01-20 | Муравский Владимир Антонович | Биокомплекс |
| RU2184440C2 (ru) * | 2000-07-19 | 2002-07-10 | Муравский Владимир Антонович | Биокомплекс муравского в.а. |
| RU2446672C1 (ru) * | 2010-10-29 | 2012-04-10 | Закрытое акционерное общество "КОКС 1" | Биоэнергетический комплекс |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106088705A (zh) * | 2016-07-13 | 2016-11-09 | 北京大成豪第货运代理有限公司 | 一种节能减排的智慧农业循环系统 |
| CN107484684A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-19 | 广西田阳县创新农业综合开发有限公司 | 一种鸭和鱼的综合养殖方法 |
| CN110268882A (zh) * | 2018-03-13 | 2019-09-24 | 吴良柏 | 新型农业温室系统与太阳能蓄能供能系统 |
| CN110074009A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-02 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种鹌鹑养殖用具有恒温恒湿功能的养殖室 |
| CN110074009B (zh) * | 2019-05-17 | 2024-05-17 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种鹌鹑养殖用具有恒温恒湿功能的养殖室 |
| RU2791314C1 (ru) * | 2022-01-13 | 2023-03-07 | Валерий Абрамович Шапиро | Симбиотрофный модуль |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2016216137B2 (en) | Green indoor cultivation | |
| CA2883489C (en) | Environment controlled multi span structured green houses for cost effective food production | |
| WO2014185816A1 (ru) | Солнечный био-вегетарий | |
| KR101433227B1 (ko) | 태양열을 이용한 온실 자동난방시스템 | |
| RU2580583C1 (ru) | Агробиокомплекс | |
| JP2011244705A (ja) | 植物栽培方法 | |
| JP2009268377A (ja) | 植物栽培用ハウス | |
| JP2012231795A (ja) | 植物栽培用ハウス | |
| US20220264809A1 (en) | Greenhouse | |
| Ragnarsson et al. | Geothermal energy in horticulture | |
| US20210161089A1 (en) | System and method for passive solar containers with integrated aquaponics, greenhouse and mushroom cultivation | |
| RU131941U1 (ru) | Солнечный био-вегетарий | |
| CN205431264U (zh) | 太阳能植物工厂温室 | |
| US10897861B2 (en) | System and method for passive solar houses, buildings and skyscrapers with integrated aquaponics, greenhouse and mushroom cultivation | |
| JP2019143934A (ja) | 栽培施設用冷暖房装置 | |
| WO2020171781A1 (en) | System for self-supply of buildings and residents | |
| KR20060092448A (ko) | 시설재배 하우스 및 축양장의 냉난방시스템 | |
| CN111512853A (zh) | 一种基于物联网的生态农业用大棚 | |
| Goedseels et al. | New perspectives for energy savings in agriculture: current progress in solar technologies | |
| Ntinas et al. | The influence of a hybrid solar energy saving system on the growth and the yield of tomato crop in greenhouses | |
| RU207703U1 (ru) | Высокая грядка-теплица | |
| US20230345890A1 (en) | N-way redundant air-powered aquaponics system | |
| Fath | INTEGRATION OF SOLAR ENERGY, DESALINATION AND AGRICULTURAL GREENHOUSES | |
| CN207639287U (zh) | 一种马铃薯微型薯生产用带微喷系统的日光温室 | |
| Roberts et al. | Designs and considerations for greenhouses in the United States now and in the future |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191231 |