RU2651276C1 - Soil heating device - Google Patents
Soil heating device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651276C1 RU2651276C1 RU2017123644A RU2017123644A RU2651276C1 RU 2651276 C1 RU2651276 C1 RU 2651276C1 RU 2017123644 A RU2017123644 A RU 2017123644A RU 2017123644 A RU2017123644 A RU 2017123644A RU 2651276 C1 RU2651276 C1 RU 2651276C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- air
- heating
- solar collector
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000013021 overheating Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 abstract description 2
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 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
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Greenhouses (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам обогрева 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 invention relates to means for heating 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 requiring heating the soil.
Известно устройство для обогрева почвы в теплице, содержащее технические средства для обогрева, выполненные в виде двухконтурной солнечной нагревательной системы с насосом и теплообменником для прокачки теплоносителя и нагрева воды в емкости. При этом система также снабжена трубопроводом обогрева, а вертикальная стена теплицы снабжена калорифером (Патент №2207752 С1, дата приоритета 12.02.2002, дата публикации 10.07.2003, авторы Пындак В.И. и др., RU).A device is known for heating soil in a greenhouse, containing technical means for heating, made in the form of a dual-circuit solar heating system with a pump and a heat exchanger for pumping a heat carrier and heating water in a tank. Moreover, the system is also equipped with a heating pipeline, and the vertical wall of the greenhouse is equipped with a heater (Patent No. 2207752 C1, priority date 12.02.2002, publication date 10.07.2003, authors Pyndak V.I. et al., RU).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству для обогрева почвы является теплица с подогревом почвы от энергии солнечной радиации, принятая в качестве прототипа, содержащая прозрачный защитный купол, являющийся солнечным коллектором, грунтовый теплообменник и систему циркуляции жидкости-теплоносителя, при этом прозрачный защитный купол выполнен из светопрозрачных пластин ячеистого поликарбоната и снабжен нижними водоподводящими и верхними водоотводящими патрубками, с помощью которых включен в систему циркуляции жидкости-теплоносителя теплицы, кроме того, в систему циркуляции жидкости-теплоносителя введены трехходовые термоуправляемые вентили для отвода нагретой жидкости-теплоносителя в тепловой аккумулятор в жаркое время суток (патент РФ №93208 U1, дата приоритета 06.07.2009, дата публикации 27.04.2010, авторы: Галяутдинов А.А. и Харитонов П.Т., RU, прототип).The closest technical solution to the proposed device for heating the soil is a greenhouse with soil heating from the energy of solar radiation, adopted as a prototype, containing a transparent protective dome, which is a solar collector, soil heat exchanger and a circulation system for the heat-transfer fluid, while the transparent protective dome is made of translucent plates of cellular polycarbonate and is equipped with lower water supply and upper water discharge pipes, through which it is included in the circulating system and heat-transfer fluid of the greenhouse, in addition, three-way thermally controlled valves are introduced into the circulation system of the heat-transfer fluid to divert the heated heat-transfer fluid to the heat accumulator during the hot season (RF patent No. 93208 U1, priority date 07/06/2009, publication date 04/27/2010 , Authors: Galyautdinov A.A. and Kharitonov P.T., RU, prototype).
Общим недостатком аналога и прототипа является 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.A common disadvantage of the analogue and prototype is the lack of the ability to control the temperature of the soil at high material costs, as well as the use of a secondary coolant - liquid, which is not justified by the technical necessity, which, moreover, indicates the insufficient reliability of the liquid circulation system in the prototype in case of a possible damage to the polycarbonate dome.
Технической проблемой, решаемой заявленным устройством, является расширение функциональных возможностей и области использования устройства для обогрева почвы, а также повышение его энергоэффективности и надежности.The technical problem solved by the claimed device is to expand the functionality and use of the device for heating the soil, as well as increasing its energy efficiency and reliability.
Для решения технической проблемы предложено устройство для обогрева почвы, содержащее солнечный коллектор, соединенный с ним с помощью труб грунтовый теплообменник и систему циркуляции теплоносителя. Согласно изобретению, новым является то, что 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 распределения потока 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.To solve a technical problem, a device for heating the soil is proposed, comprising a solar collector, a soil heat exchanger connected to it by pipes, and a coolant circulation system. According to the invention, it is new that the solar collector is made in the form of an external remote element with a dual heating system, in which air is used as a heat carrier, a soil heat exchanger connected to the solar collector by two air ducts, is formed by two subsurface collectors with heat exchange elements combined by a distribution collector which is equipped with exhaust ducts equipped with dampers, and the coolant circulation system has two modes of flow distribution in air, or circulation, or once-through, and is made adjustable to prevent overheating of the soil and cooling the indoor air of the room, while the solar collector is configured to operate in these modes.
Согласно изобретению солнечный коллектор содержит теплоизолированный корпус со светопрозрачной крышкой, корпус выполнен трехслойным из алюминиевых листов с утеплителем между ними и разделен продольной перегородкой, снабженной окном, на две сообщающиеся с помощью окна секции, при этом в каждой секции установлен теплообменный элемент, который в одной секции содержит сквозные металлические каналы, образованные закрепленным на дне профлистом, а в другой секции теплообменный элемент выполнен в виде теплопоглощающей пластины с тепловыми стержнями, заполненными жидкостным теплоносителем с низкой температурой кипения и образующими теплообменник, кроме того, в каждой секций выполнены отверстия для подачи и отвода воздуха, причем отверстия для подачи воздуха снабжены заслонками.According to the invention, the solar collector comprises a thermally insulated casing with a translucent cover, the casing is made of three-layer aluminum sheets with insulation between them and is divided by a longitudinal partition provided with a window into two sections communicating by means of a window, with each section having a heat exchange element, which is in one section contains through metal channels formed by a profiled sheet fixed at the bottom, and in another section the heat-exchange element is made in the form of a heat-absorbing plate with heat rods filled with a low-boiling liquid coolant and forming a heat exchanger; in addition, openings for supplying and discharging air are made in each section, and openings for supplying air are provided with dampers.
Согласно изобретению система распределения воздуха дополнительно снабжена вентиляторами.According to the invention, the air distribution system is further provided with fans.
Согласно изобретению грунтовый теплообменник заглублен не более чем на 70 см, а обогреваемый им грунт огражден теплоизолированным фундаментом.According to the invention, the soil heat exchanger is buried no more than 70 cm, and the soil heated by it is fenced with a thermally insulated foundation.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для обогрева почвы, общий вид; на фиг. 2 показана система распределения потока воздуха в циркуляционном режиме; на фиг. 3 - система распределения потока воздуха в прямоточном режиме.In FIG. 1 schematically shows a device for heating the soil, a General view; in FIG. 2 shows a circulating air flow distribution system; in FIG. 3 - a system for distributing air flow in a once-through mode.
Устройство для обогрева почвы содержит устанавливаемый над обогреваемым помещением солнечный коллектор 1, выполненный с двойной системой нагрева, в которой в качестве теплоносителя использован воздух. Для образования циркуляции теплоносителя солнечный коллектор 1 соединен воздуховодами 2 и 3 с грунтовым теплообменником 4, причем система циркуляции теплоносителя имеет два режима распределения потока воздуха: рециркуляционный и прямоточный. При этом конструктивное выполнение солнечного коллектора и грунтового теплообменника обеспечивает работу устройства, как в рециркуляционном режиме нагрева, так и в прямоточном режиме, с возможностью регулирования этих режимов для предупреждения перегрева почвы и охлаждения внутреннего воздуха помещения.The soil heating device comprises a solar collector 1 mounted above a heated room, made with a double heating system, in which air is used as a heat carrier. For the formation of heat carrier circulation, the solar collector 1 is connected by
Конструкция солнечного коллектора содержит теплоизолированный корпус 5 со светопрозрачной крышкой 6. Корпус 5 выполнен трехслойным из алюминиевых листов с утеплителем 7 между ними и разделен продольной перегородкой 8, снабженной окном 9, на две сообщающиеся с помощью окна 9 секции 10 и 11. При этом в каждой секции установлен теплообменный элемент. В секции 10 расположен теплообменный элемент 12, который содержит сквозные металлические каналы 13, образованные профлистом, соединенным с дном секции. В секции 11 установлен теплообменный элемент 14, который выполнен в виде теплопоглощающей пластины 15 с тепловыми стержнями, заполненными жидкостным теплоносителем с низкой температурой кипения и образующими теплообменник 16. Кроме того, в каждой секций выполнены отверстия 17 для подачи воздуха и отверстия 18, 19 для отвода воздуха, причем отверстия 17 для подачи воздуха снабжены заслонками 20.The design of the solar collector includes a thermally insulated housing 5 with a
Конструкция грунтового теплообменника 4 образована двумя подпочвенными коллекторами 21, 22 с теплообменниками 23, 24, объединенными распределительным коллектором 25, который снабжен отводящими воздуховодами 26, оборудованными заслонками 27, причем торцы отводящих воздуховодов расположены над почвой, а оптимальная величина заглубления грунтового теплообменника 4 составляет от 40 до 70 см (фиг. 1).The design of the
Принцип работы устройство для обогрева почвы основан на распределении потока воздуха в двух режимах: рециркуляционном и прямоточном.The principle of operation of the device for heating the soil is based on the distribution of air flow in two modes: recirculation and once-through.
При работе в рециркуляционном режиме отверстия 17 для подачи воздуха в солнечный коллектор 1 закрыты заслонками 20, а воздуховоды 26 грунтового теплообменника 4 закрыты заслонками 27. Система работает по замкнутому контуру, как показано на фиг. 2. При этом находящийся в системе воздух нагревается от солнечной энергии, и по воздуховоду 3 нагретый воздух поступает в грунтовый теплообменник 4 для отдачи тепла грунту. Пройдя через коллектор 21, теплообменник 23, распределительный коллектор 25 и теплообменник 24 с коллектором 22, охлажденный воздух по воздуховоду 2 поступает в секцию 10, нагревается в каналах 13 теплообменника 12, через отверстие 9 поступает в секцию 11 и дополнительно нагревается ней теплообменником 16. Нагретый таким образом в солнечном коллекторе 1 воздух циркулирует по системе непрерывно, что позволяет извлечь максимальный результат для нагрева почвы. Кроме того, для максимального сохранения накопленной почвой тепловой энергии от системы обогрева, а также для предотвращения промерзания, обогреваемый грунт может быть огражден теплоизолированным фундаментом (не показано).When operating in recirculation mode, the
При работе устройства в прямоточном режиме обеспечивается подача наружного воздуха в обе секции 10, 11 солнечного коллектора через открытые отверстия 17, а также подача нагретого воздуха в помещение через отводящие воздуховоды 26, при этом заслонки 27 на отводящих воздуховодах должны быть открыты (фиг. 3). Прямоточный режим позволяет избежать перегрева почвы и охлаждение внутреннего воздуха в помещении. Для более эффективного отвода воздуха в воздуховодах 26 могут быть установлены вентиляторы (не показано).When the device is in direct-flow mode, external air is supplied to both
Технический результат, достигаемый заявленным устройством, заключается в расширении функциональных возможностей и области использования устройства для обогрева почвы, а также в повышении его энергоэффективности и надежности за счет конструктивного усовершенствования солнечного коллектора и грунтового теплообменника, использования в качестве теплоносителя воздуха и регулируемой системы распределения потока воздуха в двух режимах, исключающих перегрев почвы и охлаждение воздуха в помещении.The technical result achieved by the claimed device is to expand the functionality and scope of use of the device for heating the soil, as well as to increase its energy efficiency and reliability due to the constructive improvement of the solar collector and soil heat exchanger, using air as a heat carrier and an adjustable air flow distribution system in two modes excluding soil overheating and indoor air cooling.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123644A RU2651276C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Soil heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123644A RU2651276C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Soil heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2651276C1 true RU2651276C1 (en) | 2018-04-19 |
Family
ID=61976889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017123644A RU2651276C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Soil heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2651276C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2706489C1 (en) * | 2019-04-01 | 2019-11-19 | Викторий Данилович Девяткин | Method of devyatkin of heat-air self-regulated all-year heating of subsoil layer of fields during thermal land reclamation |
RU2716572C1 (en) * | 2019-04-23 | 2020-03-12 | Викторий Данилович Девяткин | Devyatkin solar heating of subsoil in high groundwater level |
RU2716976C1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-03-17 | Викторий Данилович Девяткин | Devyatkin ball-shaped air temperature self-regulating valve for soil heating under bedrock soils |
RU2723036C1 (en) * | 2019-05-12 | 2020-06-08 | Валерий Васильевич Белов | Greenhouse device with soil heating |
RU201297U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-08 | Александр Михайлович Андреев | A device for heating and moistening soil in a greenhouse |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1819536A1 (en) * | 1991-06-02 | 1993-06-07 | Pt I Selkhoztekhproekt | Device for heating and aeration of ground in hot-houses |
RU2042317C1 (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-27 | Акционерное общество "Новатор" | Device for heating hothouse soil |
JP2001258405A (en) * | 2000-03-23 | 2001-09-25 | Rajiant:Kk | Method for heating soil and green house raising installation to be used therefor |
RU93208U1 (en) * | 2009-07-06 | 2010-04-27 | Петр Тихонович Харитонов | GREENHOUSE WITH HEATED SOIL FROM SOLAR RADIATION ENERGY |
-
2017
- 2017-07-04 RU RU2017123644A patent/RU2651276C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1819536A1 (en) * | 1991-06-02 | 1993-06-07 | Pt I Selkhoztekhproekt | Device for heating and aeration of ground in hot-houses |
RU2042317C1 (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-27 | Акционерное общество "Новатор" | Device for heating hothouse soil |
JP2001258405A (en) * | 2000-03-23 | 2001-09-25 | Rajiant:Kk | Method for heating soil and green house raising installation to be used therefor |
RU93208U1 (en) * | 2009-07-06 | 2010-04-27 | Петр Тихонович Харитонов | GREENHOUSE WITH HEATED SOIL FROM SOLAR RADIATION ENERGY |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2706489C1 (en) * | 2019-04-01 | 2019-11-19 | Викторий Данилович Девяткин | Method of devyatkin of heat-air self-regulated all-year heating of subsoil layer of fields during thermal land reclamation |
RU2716572C1 (en) * | 2019-04-23 | 2020-03-12 | Викторий Данилович Девяткин | Devyatkin solar heating of subsoil in high groundwater level |
RU2723036C1 (en) * | 2019-05-12 | 2020-06-08 | Валерий Васильевич Белов | Greenhouse device with soil heating |
RU2716976C1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-03-17 | Викторий Данилович Девяткин | Devyatkin ball-shaped air temperature self-regulating valve for soil heating under bedrock soils |
RU201297U1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-08 | Александр Михайлович Андреев | A device for heating and moistening soil in a greenhouse |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2651276C1 (en) | Soil heating device | |
CN104719043B (en) | A kind of phase-transition heat-storage is nursed young plants in hothouses device | |
JP2018509892A (en) | Environmentally friendly indoor cultivation | |
JPS6034031B2 (en) | Earth storage method for solar-like heat | |
CN103190313B (en) | Air energy soil-thermal storage heating and cooling device for fruit and vegetable plastic sheds or greenhouses in cold areas | |
KR102272623B1 (en) | Minimization of residual heat generation and greenhouse structure that can utilize natural energy | |
US8857425B2 (en) | Solar lens water heating system | |
US8851066B1 (en) | Thermal energy storage system | |
NO20161218A1 (en) | Solar thermal collecting and storage | |
GB2524551A (en) | Heating and cooling system for passive buildings based on heat and cold storage | |
EP2342968B1 (en) | Solar greenhouse with energy recovery system | |
KR20100052427A (en) | Heating apparatus of house | |
KR20080041344A (en) | A electric fan for warm and cold wind | |
CN101846358A (en) | High-efficiency low-cost solar thermal storage and heating device | |
US4674476A (en) | Solar heating and cooling apparatus | |
JP6547199B1 (en) | Cultivation facility air conditioner | |
RU93208U1 (en) | GREENHOUSE WITH HEATED SOIL FROM SOLAR RADIATION ENERGY | |
KR101303576B1 (en) | Soil heating apparatus using remainded Heat of house and heat pump | |
KR101289208B1 (en) | Solar energy hot house using condensed heat ofgravels | |
CN114532122A (en) | Comprehensive system combining solar photo-thermal cross-season storage and agriculture | |
KR20100054288A (en) | Cooling and heating system of greenhouse using heat pump | |
CN103528123A (en) | Solar heat storage heating device | |
US20090193833A1 (en) | Ice harvesting storage vessel | |
JP2011172502A (en) | Heat supply system for cultivation facility | |
CN105737303B (en) | Automatic temperature-control selective cold storage self-circulation cooling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190705 |