RU2621264C1 - System of regulating microclimate of agricultural fields - Google Patents
System of regulating microclimate of agricultural fields Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621264C1 RU2621264C1 RU2016126850A RU2016126850A RU2621264C1 RU 2621264 C1 RU2621264 C1 RU 2621264C1 RU 2016126850 A RU2016126850 A RU 2016126850A RU 2016126850 A RU2016126850 A RU 2016126850A RU 2621264 C1 RU2621264 C1 RU 2621264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heliator
- communicated
- emitters
- agricultural fields
- pump
- Prior art date
Links
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
- A01G15/00—Devices or methods for influencing weather conditions
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к микроклимату сельскохозяйственных угодий (полей).The invention relates to agriculture, namely to the microclimate of agricultural land (fields).
Известно устройство для создания восходящего потока воздуха в атмосфере на основе нагреваемых солнцем поверхностей, отличающееся тем, что нагреваемые солнцем поверхности являются поверхностями, которые выполнены в виде многоярусной системы привязанных аэростатов с зачерненными баллонами, расположенными на нескольких уровнях(см. патент №2462026, кл. A01G 15/00, 2012 г.).A device is known for creating an upward flow of air in the atmosphere based on surfaces heated by the sun, characterized in that the surfaces heated by the sun are surfaces that are made in the form of a multi-tiered system of attached balloons with blackened balloons located at several levels (see patent No. 2462026, cl.
Известна система микроклимата полей, содержащая из расположенного вдоль границы водоема, на берегах которого установлены пластины с жалюзи, с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклонной вертикальной плоскости, состоящей из водопроводной трубы с мелкодисперсными распылителями, сообщенная с ветроэнергетической установкой и гелиатором (см. патент 2529725, кл. A01G 15/00, A01G 13/08, F03D 9/00, F03D 9/00).A well-known system of microclimate of fields, comprising from a reservoir located along the border, on the banks of which plates with shutters are installed, can be rotated around a vertical axis and an inclined vertical plane consisting of a water pipe with fine sprayers, communicated with a wind power installation and a heliator (see patent 2529725 , CL A01G 15/00, A01G 13/08, F03D 9/00, F03D 9/00).
Техническим результатом является повышение эффективности регулирования микроклимата сельскохозяйственных полей в период длительной засухи.The technical result is to increase the efficiency of regulation of the microclimate of agricultural fields during a prolonged drought.
Технический результат достигается тем, что в системе регулирования микроклимата сельскохозяйственных полей, содержащей из расположенных вдоль границы водоема, на берегах которого установлены пластины с жалюзи с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклонной вертикальной плоскости, состоящей из водопроводной трубы с мелкодисперсными распылителями и насосом, сообщенного с гелиатором, имеющего накопитель заряда, отличающейся тем, что имеет дополнительный гелиатор, выполненный в виде многоярусной системы из привязанных друг к другу зачерненных баллонов, расположенных в виде нескольких установленных один над другим ярусов на которых расположена система заземленных проводов-эмиттеров электронов, коронирующих в электрическом поле Земли, при этом каждый баллон имеет воздухопровод, сообщенный через штуцер с манометром с насосом, работающим в гидрорежиме и в режиме компрессора, а провода эмиттеров электронов, сообщены с накопителем заряда.The technical result is achieved by the fact that in the system of regulating the microclimate of agricultural fields, containing from along the boundary of the reservoir, on the banks of which there are plates with shutters that can be rotated around a vertical axis and an inclined vertical plane consisting of a water pipe with fine sprayers and a pump in communication with an heliator having a charge storage device, characterized in that it has an additional heliator made in the form of a multi-tiered system of attached other blackened cylinders to each other located in the form of several tiers installed one above the other on which there is a system of grounded wires-emitters of electrons corona in the electric field of the Earth, while each cylinder has an air duct communicated through a fitting with a pressure gauge with a pump operating in hydraulic mode and in compressor mode, and the wires of the electron emitters are communicated with the charge accumulator.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид системы регулирования микроклимата с.х. поля; на фиг. 2 изображен баллон с системой проводов-эмиттеров электронов.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the climate control system of agricultural Fields in FIG. 2 shows a cylinder with a system of electron emitter wires.
Система регулирования микроклимата сельскохозяйственных полей состоит из расположенных на северном и южном берегах поля и установленных на осях 1 пластины жалюзи 2, при этом в нижней части осей 1 смонтированы шарниры 3, обеспечивающие пластинам жалюзи возможность поворота вокруг вертикальной оси и наклона в вертикальной плоскости. По продольной оси второго водоема может быть проложена водопроводная труба 4 с мелкодисперсными распылителями 5, смонтированная на стойках 6. Водопроводная труба 4 подключена к насосу 7, приводимому в действие за счет электроэнергии, вырабатываемой гелиатором 8. Дно водоема может иметь противофильтрационное покрытие 9. Также к насосу 7 и гелиатору 8 с накопителем заряда 10 подключен дополнительный гелиатор, выполненный в виде многоярусной системы, привязанных зачерненных баллонов 11, выполненных в виде торов (фиг. 2) из зачерненной металлизированной пленки и расположенных ярусами, на которых закреплены заземленные эммитеры электронов, выполненные в виде тонких проводов 12 (спиц), стягивающие внутренние края баллонов и коронирующие в электрическом поле Земли, при этом каждый баллон 11 имеет воздухопровод 13, сообщенный через штуцер 14 с манометром 15 и насосом 7, работающим в гидрорежиме и в режиме компрессора, а провода 12 (спицы), выполняющие роль эмиттеров электронов, сообщены через провода с накопителем заряда 10. В случае реконструкции дополнительного гелиатора система имеет заземлитель 16 с выключателем 17.The microclimate control system for agricultural fields consists of
Предлагаемая система регулирования микроклимата сельскохозяйственных полей работает следующим образом.The proposed system for regulating the microclimate of agricultural fields works as follows.
Размещенный на границе поля, со стороны наиболее вероятного проникновения суховея, водоем 9, оборудованный жалюзи 2, позволяет осуществить зимнее снегозадержание на поверхности водоема с накоплением воды весной и последующей защитой ее от испарения до начала суховея, а при возникновении суховея произвести снижение его скорости и температуры, увеличить влажность воздуха установкой жалюзи на обоих берегах водоема под заданным углом к направлению ветра. При этом использование распылителей воды 5 позволит обеспечить более эффективное увлажнение воздуха на высоте до 5-6 м, а привод их от солнечных батарей исключит затраты энергоресурсов на производство электроэнергии. При возникновении более длительного и сильного суховея подключают дополнительный гелиатор, в случаях поверхность баллонов 11 нагревается солнцем в малооблачную погоду, когда требуется создание восходящих потоков в атмосфере для создания осадков. Баллоны имеют свойство при различных температурах окружающей среды спускать воздух, для контроля за этим процессом предусмотрены штуцер 14 с манометром 15. Баллоны отдают тепло окружающему воздуху путем конвекции, которая в 400 раз более эффективна, чем инфракрасное излучение, и в 500000 раз, чем молекулярная теплопроводность. В результате в каждом ярусе образуются тепловые поверхности. Воздух поднимается вверх, постепенно охлаждаясь за счет расширения и турбулентного перемешивания на периферии с окружающим воздухом, причем нагретый факел сжимается к оси симметрии. Расстояние между ярусами подбирается так, чтобы воздух, не успев остыть до температуры окружающей среды, достиг следующего яруса. Процесс подогрева повторяется на всех ярусах вплоть до верхнего. Вдоль оси установки формируется восходящий поток нагретого, в контролируемых условиях, воздуха в виде гибкого столба необходимой высоты. Преодоление нисходящих потоков воздуха в атмосфере регулируется автоматически, а если скорость восходящего потока замедляется нисходящим, то происходит более интенсивный его прогрев на соответствующих ярусах.Located at the boundary of the field, from the side of the most probable penetration of the dry wind, the
Внутри каждого яруса имеется система заземленных проводов-эмиттеров, сквозь которую проходит восходящий поток, уносящий вверх отрицательный объемный заряд, эмитированный в процессе коронного разряда в постоянном электрическом поле Земли, причем направление движения совпадает с направлением движения зарядов в электрическом поле. Разность потенциалов между ионосферой и поверхностью Земли составляет 300-400 кВ, а на уровне первых 3 км электрическое поле составляет около 100-130 В/м. Это означает, что, начиная с высоты 300 метров, разность потенциалов между заземленными эмиттерами и атмосферой составит 30 и более кВ. При таком поле коронный разряд на тонких проводниках, а тем более на их остриях идет интенсивно. Электроны за время 10-4-10-6 сек прилипают к нейтральным молекулам или микрочастицам и образуют эффективные заряженные центры конденсации. Для накопления заряда спицы 15, выполняющие роль эмиттеров электронов, сообщены через провода с накопителем заряда 10, например, аккумулятором, который необходим для работы насоса.Inside each tier there is a system of grounded wires-emitters, through which an upward flow passes, carrying upward the negative space charge emitted during the corona discharge in a constant electric field of the Earth, and the direction of motion coincides with the direction of movement of the charges in the electric field. The potential difference between the ionosphere and the Earth's surface is 300-400 kV, and at the level of the first 3 km the electric field is about 100-130 V / m. This means that, starting from a height of 300 meters, the potential difference between grounded emitters and the atmosphere will be 30 or more kV. In this field, the corona discharge on thin conductors, and even more so on their tips, is intense. Electrons adhere to neutral molecules or microparticles during 10 -4 -10 -6 sec and form effective charged condensation centers. To accumulate the charge, the
Для начала конденсации в атмосфере воздуха требуется, чтобы водяной пар находился при температуре не выше точки росы, а для эффективной конденсации требуется хотя бы небольшое перенасыщение и наличие в воздухе центров (ионы, аэрозоли и т.п.), которые являются центрами конденсация. Именно при небольших перенасыщениях имеет значение знак заряда: на отрицательных ионах конденсация идет на несколько порядков эффективнее, чем на положительных (Дж. Вильсон. «Камера Вильсона». Москва, «Иностранная литература», 1954; А.И. Русанов. «К термодинамике нуклеации на заряженных центрах». ДАН СССР, 1978, т. 238, №4, с. 831-834).To start condensation in an air atmosphere, it is required that the water vapor be at a temperature no higher than the dew point, and effective condensation requires at least a slight supersaturation and the presence of centers in the air (ions, aerosols, etc.) that are condensation centers. It is with small supersaturations that the sign of the charge matters: condensation on negative ions is several orders of magnitude more effective than positive (J. Wilson. “Wilson's Chamber.” Moscow, “Foreign Literature”, 1954; A.I. Rusanov. “On Thermodynamics” nucleation at charged centers. ”DAN USSR, 1978, v. 238, No. 4, pp. 831-834).
Образование облаков в естественных условиях происходит при подъеме восходящими потоками приземного воздуха, всегда содержащего водяной пар, и его охлаждение (1°С на 100 метров при адиабатическом расширении) вплоть до достижения точки росы. При конденсации выделяется скрытая теплота конденсации, равная 2498 Дж/г, а поскольку теплоемкость кубометра воздуха составляет около 1255 Дж/градус, то конденсация 1 г воды поднимает его температуру примерно на 2 градуса. Этот дополнительный нагрев при конденсации приводит к самоподдерживающемуся усилению восходящих потоков воздуха и, при достаточной начальной температуре, влажности воздуха и наличию центров конденсации, к образованию мощных кучевых облаков вертикального развития с выпадением осадков («Атмосфера. Справочник». Под ред. Ю.С. Седунова. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1991 г.).The formation of clouds under natural conditions occurs when rising air flows upstream, always containing water vapor, and its cooling (1 ° C per 100 meters with adiabatic expansion) until the dew point is reached. During condensation, the latent heat of condensation is released, equal to 2498 J / g, and since the heat capacity of a cubic meter of air is about 1255 J / degree, the condensation of 1 g of water raises its temperature by about 2 degrees. This additional heating during condensation leads to a self-sustaining increase in ascending air flows and, with a sufficient initial temperature, air humidity and the presence of condensation centers, to the formation of powerful cumulus clouds of vertical development with precipitation (“Atmosphere. Handbook.” Edited by Yu.S. Sedunova, Leningrad, Gidrometeoizdat, 1991).
Полная солнечная энергия, идущая на нагрев, пропорциональна числу ярусов и в данном случае составляет 5 МВт с учетом наземного слоя, т.е. на столб восходящего потока воздуха площадью 1 м2 приходится 15-20 кВт (для сравнения - в солнечном метеотроне - 1-2 кВт). Кроме того, существует трудно оцениваемый вклад в подогрев восходящего потока воздуха от нагрева проводников, эмиттеров, тепловыделения энергии сродства электронов к молекулам кислорода и воды при обогащении восходящего потока отрицательными ионами, скрытой теплоты конденсации.The total solar energy used for heating is proportional to the number of tiers and in this case is 5 MW taking into account the ground layer, i.e. 15-20 kW fall on an ascending air column with an area of 1 m 2 (for comparison - 1-2 kW in a solar meteotron). In addition, there is a difficultly assessed contribution to the heating of the upward air flow from heating conductors, emitters, the heat of electron affinity for oxygen and water molecules during the enrichment of the upward flow with negative ions, and the latent heat of condensation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126850A RU2621264C1 (en) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | System of regulating microclimate of agricultural fields |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016126850A RU2621264C1 (en) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | System of regulating microclimate of agricultural fields |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621264C1 true RU2621264C1 (en) | 2017-06-01 |
Family
ID=59032497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016126850A RU2621264C1 (en) | 2016-07-04 | 2016-07-04 | System of regulating microclimate of agricultural fields |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621264C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670059C1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Method and device for creating vortex upflow of air in free air conditions |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009125264A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Serro Inc. | Method and apparatus for local modification of atmosphere |
US20110174892A1 (en) * | 2008-07-31 | 2011-07-21 | Meteo Systems International Ag | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere |
RU2462026C1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-09-27 | Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) | Method of creating of ascending air in atmosphere and device for its implementation (heliator) |
RU2467557C1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ФИТО" | System of climate control in greenhouse |
RU2529725C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-09-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии) | System of field microclimate control |
RU2567521C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Irrigation network for adjustment of field phytoclimate |
-
2016
- 2016-07-04 RU RU2016126850A patent/RU2621264C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009125264A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Serro Inc. | Method and apparatus for local modification of atmosphere |
US20110174892A1 (en) * | 2008-07-31 | 2011-07-21 | Meteo Systems International Ag | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere |
RU2462026C1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-09-27 | Учреждение Российской академии наук Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) | Method of creating of ascending air in atmosphere and device for its implementation (heliator) |
RU2467557C1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "ФИТО" | System of climate control in greenhouse |
RU2529725C1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-09-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии) | System of field microclimate control |
RU2567521C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Irrigation network for adjustment of field phytoclimate |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670059C1 (en) * | 2017-12-21 | 2018-10-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) | Method and device for creating vortex upflow of air in free air conditions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hassanien et al. | The evacuated tube solar collector assisted heat pump for heating greenhouses | |
Santamouris et al. | Use of buried pipes for energy conservation in cooling of agricultural greenhouses | |
Marucci et al. | Dynamic photovoltaic greenhouse: Energy efficiency in clear sky conditions | |
US20040183309A1 (en) | Air filtering chimney to clean pollution from a city and generate electric power | |
Kamal | An overview of passive cooling techniques in buildings: design concepts and architectural interventions | |
CN203968803U (en) | A kind of photovoltaic agricultural greenhouse | |
US8823197B2 (en) | Diagonal solar chimney | |
Marucci et al. | Dynamic photovoltaic greenhouse: Energy balance in completely clear sky condition during the hot period | |
Sethi et al. | Greenhouse heating and cooling using aquifer water | |
Hassan et al. | Optimum operational performance of a new stand-alone agricultural greenhouse with integrated-TPV solar panels | |
RU2621264C1 (en) | System of regulating microclimate of agricultural fields | |
WO2023094843A1 (en) | A greenhouse plants' heating system | |
RU2462026C1 (en) | Method of creating of ascending air in atmosphere and device for its implementation (heliator) | |
US9249989B2 (en) | Solar radiator | |
JP3690605B2 (en) | greenhouse | |
RU2490869C2 (en) | Method of directional change in circulation of air masses and weather conditions related to it | |
KR101014755B1 (en) | Combined solar power generation prevention device | |
Puglisi et al. | Experimental results of a solar cooling system for greenhouse climate control | |
JP2002272282A (en) | Structure of heat-insulating house | |
RU2529725C1 (en) | System of field microclimate control | |
KR101309246B1 (en) | A movable Flowerbed | |
RU2071243C1 (en) | Atmospheric precipitation induction method | |
RU2760162C1 (en) | Autonomous greenhouse with night heating and daytime ventilation using solar energy | |
Aberkani et al. | Energy saving achieved by retractable liquid foam between double polyethylene films covering greenhouses | |
JP5848424B2 (en) | Air conditioning equipment for house for plant cultivation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180705 |