RU2703946C1 - Hydroponic plant - Google Patents

Hydroponic plant Download PDF

Info

Publication number
RU2703946C1
RU2703946C1 RU2019100805A RU2019100805A RU2703946C1 RU 2703946 C1 RU2703946 C1 RU 2703946C1 RU 2019100805 A RU2019100805 A RU 2019100805A RU 2019100805 A RU2019100805 A RU 2019100805A RU 2703946 C1 RU2703946 C1 RU 2703946C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat pump
supply
well
heat
power supply
Prior art date
Application number
RU2019100805A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роберт Александрович Амерханов
Анна Сергеевна Кириченко
Дмитрий Сергеевич Туров
Эдгар Гарриевич Армаганян
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Priority to RU2019100805A priority Critical patent/RU2703946C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703946C1 publication Critical patent/RU2703946C1/en

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
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • 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
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: hydroponic plant includes a control unit, a cultivation vessel in which there is a water level sensor, a heat supply unit, an ozoniser whose air duct is installed in the well. Heat supply installation consists of a water extraction well, a heat pump with a discharge and supply pipelines connected to the cultivation vessel, and a water heater. Water heater is made in form of solar radiation concentrator and is installed on supply pipeline between heat pump and well. Device has a backup power supply consisting of a battery with an inverter, a voltage stabilizer, a relay for switching to standby power supply of the heat pump and a converter of heat energy to electric one. Converter used is Peltier elements interconnected in series, installed between the discharge and supply pipelines and connected to the voltage stabilizer.
EFFECT: technical result is improvement of reliability of power supply and provision of uninterrupted operation of device.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергообеспечения и может быть востребовано для электроснабжения сельскохозяйственных помещений и электроаппаратуры.The invention relates to the field of energy supply and can be claimed for power supply of agricultural premises and electrical equipment.

Известна установка теплоснабжения, включающая циркуляционный контур, состоящий из скважины-теплообменника для отбора низкопотенциального тепла горных пород, теплового насоса и солнечного коллектора на подводящем трубопроводе, соединенных подводящим и отводящим трубопроводами для циркуляции теплоносителя, отличающаяся тем, что имеет концентратор солнечного излучения, состоящий из полусферических поверхностей, которые установлены одна над другой на стойках, при этом верхняя полусферическая поверхность выпуклой стороной направлена к вогнутой стороне нижней полусферической поверхности, на которой расположен солнечный коллектор, при этом выпуклая и вогнутая стороны полусферической поверхности выполнены из закаленного стекла с зеркальным напылением (см. патент №2580243, F24J 2/42 2016 г.).A well-known installation of heat supply, including a circulation loop, consisting of a borehole heat exchanger for the selection of low-grade heat of rocks, a heat pump and a solar collector in the supply pipe, connected by input and output pipelines for circulating the coolant, characterized in that it has a solar radiation concentrator consisting of hemispherical surfaces that are mounted one above the other on the uprights, with the upper hemispherical surface convex side directed to the concave side of the lower hemispherical surface on which the solar collector is located, while the convex and concave sides of the hemispherical surface are made of tempered glass with mirror coating (see patent No. 2580243, F24J 2/42 2016).

Известна гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине (патент RU 2629277 C1, A01G 31/02, 2016 г. - прототип).Known hydroponic installation containing a control unit, a cultivation vessel in which are the holders of plants and a water level sensor communicated through a pipeline with a control unit, an ozonizer with an air duct and a heat supply unit, consisting of a well for water extraction, a heat pump with a discharge and supply piping, connected to the cultivation vessel, a water heater in the form of a solar radiation concentrator mounted on a supply pipe between the heat pump and the well, eat a control unit connected to a supply conduit of the heat pump, and the air pipe ozonizer is installed in the well (Patent RU 2629277 C1, A01G 31/02, 2016 G. - prototype).

Недостатком известных технических решений являются: отсутствие резервного питания теплового насоса и блока управления в случае аварии.A disadvantage of the known technical solutions are: lack of backup power to the heat pump and control unit in the event of an accident.

Техническим результатом является повышение надежности энергообеспечения и повышение эффективности выращивания растений и экономия поливной воды.The technical result is to increase the reliability of energy supply and increase the efficiency of growing plants and save irrigation water.

Технический результат достигается тем, что гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем, блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине, отличающейся тем, что имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора с инвертором, стабилизатора напряжения, реле для переключения на резервное питание теплового насоса и преобразователь тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим и подводящим трубопроводами и подключенные к стабилизатору напряжения.The technical result is achieved by the fact that the hydroponic installation comprising a control unit, a cultivation vessel in which the plant holders and a water level sensor are located, communicated through a pipeline with a control unit, an ozonizer with an air duct and a heat supply unit, consisting of a well for water extraction, a heat pump with the discharge and supply pipelines connected to the cultivation vessel of the water heater in the form of a solar radiation concentrator mounted on the supply pipe between the heat pump and the well, moreover, the control unit is connected to the inlet pipe of the heat pump, and the ozonator air duct is installed in the well, characterized in that it has a backup device for power supply, consisting of a battery with an inverter, a voltage stabilizer, a relay for switching to the backup power of the heat pump and a converter of thermal energy into electrical energy, which uses Peltier elements connected in series, installed between the outlet and supply boxed pipelines and connected to a voltage regulator.

Новизна обусловлена тем, что в гидропонной установке для выращивания растений использованы элементы Пельтье для получения электрической энергии за счет расположения их между трубопроводами, одна сторона элемента Пельтье расположена на отводящем - холодном трубопроводе, а другая на подводящем - горячем трубопроводе, вследствие разности температур вырабатывается электроэнергия.The novelty is due to the fact that the Peltier elements were used in the hydroponic plant cultivation plant to generate electrical energy due to their location between the pipelines, one side of the Peltier element is located on the discharge - cold pipeline, and the other on the supply - hot pipeline, due to the temperature difference, electricity is generated.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена гидропонная установка с резервным источником электроснабженияThe invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a hydroponic installation with a backup power source

Гидропонная установка включает блок управления 1, культивационный сосуд 2, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды 3, соединенный посредством трубопровода с блоком управления 1, установка содержит озонатор 4 с воздухопроводом 5, устройство теплоснабжения, состоит из скважины 6 для отбора воды, теплового насоса 7 с отводящим 8 и подводящим 9 трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом 2. Нагреватель воды в виде концентратора солнечного излучения 10 установлен на подводящем трубопроводе 9 между тепловым насосом 7 и скважиной 6. Блок управления 1 соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса 7, а воздухопровод 5 озонатора 4 установлен в скважине 6. Система имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора 11 с инвертором 12, стабилизатора напряжения 13, реле 14 для переключения на резервное питание теплового насоса 7 и блока управления 1 и преобразователь тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье 15, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим 8 и подводящим 9 трубопроводами, подключены к стабилизатору напряжения 13.The hydroponic installation includes a control unit 1, a cultivation vessel 2, in which the plant holders and a water level sensor 3 are located, connected via a pipeline to the control unit 1, the installation contains an ozonizer 4 with an air duct 5, a heat supply device, consists of a well 6 for water extraction, heat a pump 7 with a discharge 8 and a supply pipe 9 connected to a cultivation vessel 2. A water heater in the form of a solar radiation concentrator 10 is installed on a supply pipe 9 between the heat pump 7 and the well 6. The control unit 1 is connected to the inlet pipe of the heat pump 7, and the air line 5 of the ozonizer 4 is installed in the well 6. The system has a backup device for power supply, consisting of a battery 11 with an inverter 12, a voltage regulator 13, a relay 14 to switch to backup power supply of the heat pump 7 and the control unit 1 and the converter of thermal energy into electrical energy, which are used Peltier elements 15, connected to each other in series, installed between the outlet 8 and leading 9 pipelines connected to a voltage regulator 13.

Гидропонная установка работает следующим образом.Hydroponic installation works as follows.

Из скважины 6 отбирается вода, которая обогащается озоном в концентрации, необходимой для данного растения, в пределах: 2-15 мг/м3 посредством воздухопровода 5, к которому подключен озонатор 4. Далее обогащенная вода по подводящему трубопроводу 9 поступает в солнечный коллектор 10, который осуществляет ее нагрев. Затем подогретая вода при помощи теплового насоса 7 поступает в культивационный сосуд 2, где датчик уровня воды 3, подключенный к блоку управления 1, регулирует уровень подаваемой воды, после чего отработанная вода и ее излишки по отводящему 8 трубопроводу через тепловой насос 7 возвращается обратно в скважину 6. В случае отключения основного источника электрической энергии, при помощи реле 14 тепловой насос 7 и блок управления 1 подключаются к резервному устройству электроснабжения.Water is taken from the well 6, which is enriched with ozone in the concentration necessary for this plant, in the range: 2-15 mg / m3 through the air pipe 5 to which the ozonator 4 is connected. Then, the enriched water enters the solar collector 10 through the supply pipe 9, which carries out its heating. Then, the heated water by means of the heat pump 7 enters the cultivation vessel 2, where the water level sensor 3 connected to the control unit 1 controls the level of the supplied water, after which the waste water and its surpluses are returned through the heat pump 7 through the heat pump 7 back to the well 6. In case of disconnection of the main source of electrical energy, using relay 14, the heat pump 7 and the control unit 1 are connected to a backup power supply device.

За счет того, что устройство имеет отводящий - холодный 8 и подводящий - горячий 9 трубопроводы, между которыми установлены элементы Пельтье 15, стороны которого воспринимают разности температур, благодаря чему, на выводах, последовательно соединенных элементов вырабатывается постоянное напряжение. Выводы от группы элементов Пельтье 15, подключены к стабилизатору напряжения постоянного тока 13, поддерживающего напряжение постоянным 12 В, затем полученный электрический ток поступает на аккумулятор 11, для его подзарядки, а от него на инвертор 12, который на выходе выдает промышленное напряжение 220 В для работы теплового насоса 7 и блока управления 1.Due to the fact that the device has discharge - cold 8 and supply - hot 9 pipelines, between which Peltier elements 15 are installed, the sides of which perceive temperature differences, due to which, a constant voltage is generated at the terminals of the series-connected elements. The conclusions from the group of Peltier elements 15 are connected to a DC voltage regulator 13, which maintains a constant voltage of 12 V, then the resulting electric current is supplied to the battery 11, to recharge it, and from it to the inverter 12, which outputs an industrial voltage of 220 V for operation of the heat pump 7 and the control unit 1.

Claims (1)

Гидропонная установка, содержащая блок управления, культивационный сосуд, в котором расположены держатели растений и датчик уровня воды, сообщенный посредством трубопровода с блоком управления, озонатор с воздухопроводом и установку теплоснабжения, состоящую из скважины для отбора воды, теплового насоса с отводящим и подводящим трубопроводами, соединенными с культивационным сосудом, нагревателя воды в виде концентратора солнечного излучения, установленного на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной, причем блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса, а воздухопровод озонатора установлен в скважине, отличающаяся тем, что она имеет резервное устройство для электроснабжения, состоящее из аккумулятора с инвертором, стабилизатора напряжения, реле для переключения на резервное питание теплового насоса и преобразователя тепловой энергии в электрическую, в качестве которого использованы элементы Пельтье, соединенные между собой последовательно, установленные между отводящим и подводящим трубопроводами и подключенные к стабилизатору напряжения.A hydroponic installation comprising a control unit, a cultivation vessel in which the plant holders and a water level sensor are located, communicated via a pipeline with a control unit, an ozonizer with an air duct and a heat supply unit, consisting of a water extraction well, a heat pump with outlet and inlet pipelines connected with a cultivation vessel, a water heater in the form of a solar radiation concentrator mounted on a supply pipe between the heat pump and the well, the unit the board is connected to the heat pump inlet pipe, and the ozonator air duct is installed in the well, characterized in that it has a backup device for power supply, consisting of a battery with an inverter, a voltage stabilizer, a relay for switching to a backup power supply of the heat pump and a thermal energy to electric converter, which is used Peltier elements, interconnected in series, installed between the outlet and inlet pipelines and connected to voltage stabilizer of.
RU2019100805A 2019-01-10 2019-01-10 Hydroponic plant RU2703946C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100805A RU2703946C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Hydroponic plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100805A RU2703946C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Hydroponic plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2703946C1 true RU2703946C1 (en) 2019-10-22

Family

ID=68318266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100805A RU2703946C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Hydroponic plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703946C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU897175A1 (en) * 1980-07-23 1982-01-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Министерства Торговли Бсср Method and device for soil-free growing plants in water-tight vessels
US4945676A (en) * 1987-10-02 1990-08-07 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik Method and apparatus for supplementing the feed solution of hydrocultures with desalinated water
RU2049384C1 (en) * 1993-12-16 1995-12-10 Акционерное общество "ДОКА" Plant for hydroponic crop cultivation
JP2009247303A (en) * 2008-04-09 2009-10-29 Toyo Valve Co Ltd Hydroponics system
JP2012024012A (en) * 2010-07-22 2012-02-09 Regal Joint Co Ltd Hydroponic method and hydroponic device
KR20150094136A (en) * 2014-02-10 2015-08-19 서경석 Culturing method of ginseng using ozonized water, and pot for a cultivated and sprouted gingeng
RU2629277C1 (en) * 2016-11-15 2017-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Hydroponic plant

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU897175A1 (en) * 1980-07-23 1982-01-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро С Опытным Производством Министерства Торговли Бсср Method and device for soil-free growing plants in water-tight vessels
US4945676A (en) * 1987-10-02 1990-08-07 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik Method and apparatus for supplementing the feed solution of hydrocultures with desalinated water
RU2049384C1 (en) * 1993-12-16 1995-12-10 Акционерное общество "ДОКА" Plant for hydroponic crop cultivation
JP2009247303A (en) * 2008-04-09 2009-10-29 Toyo Valve Co Ltd Hydroponics system
JP2012024012A (en) * 2010-07-22 2012-02-09 Regal Joint Co Ltd Hydroponic method and hydroponic device
KR20150094136A (en) * 2014-02-10 2015-08-19 서경석 Culturing method of ginseng using ozonized water, and pot for a cultivated and sprouted gingeng
RU2629277C1 (en) * 2016-11-15 2017-08-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Hydroponic plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103427468B (en) A kind of multiple-energy-source is utilized to prepare hydrogen and supply the method and system of green energy resource
RU2703946C1 (en) Hydroponic plant
CN107043149B (en) solar energy utilization system integrating concentrated photovoltaic power generation and photocatalytic water purification
ES2627448T3 (en) Hydrogen generator system for multiple purposes
KR101587855B1 (en) Water supply system for culturing eel
CN204796325U (en) Ecologic tunnel
RU2610819C1 (en) Systems of independent electric supply for units of thermal power plant
CN206328300U (en) A kind of energy compensation device of sludge treating system
ES2568514B1 (en) Electricity, heating and drinking water generating equipment
CN202692209U (en) Household high effect multipurpose solar energy power generation heating system
RU110228U1 (en) INSTALLATION FOR CULTIVATION OF SEA HYDROBIONTS
CN104532900A (en) Water replenishing system of high-low temperature box
CN208869437U (en) Swimming pool water treatment equipment
CN204574343U (en) Each door type phase change energy-storage type solar water heating air conditioning
CN104088124B (en) A kind of water potential energy and solar energy integrated power supply drying system
CN203704202U (en) Solar battery heating plate water filtering air conditioning system for swimming pool
CN103615776B (en) Swimming pool solar cell heating plate water filtering air conditioning system
CN107327892B (en) Solar energy photo-thermal heat collection heat supply pipeline
CN207648916U (en) A kind of intelligent electric hot water-warming equipment for floor heating
RU2675640C1 (en) Combined solar collector installation
RU209922U1 (en) Mobile autonomous power plant
CN105222365A (en) A kind of multifunction solar hot water boiler
CN205227486U (en) Solar energy room temperature holding device
CN209001028U (en) A kind of hydrogen fuel cell system
CN220624432U (en) Wall-mounted photovoltaic electric water heating system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210111