RU2790873C1 - High bed with soil temperature control - Google Patents
High bed with soil temperature control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790873C1 RU2790873C1 RU2022115161A RU2022115161A RU2790873C1 RU 2790873 C1 RU2790873 C1 RU 2790873C1 RU 2022115161 A RU2022115161 A RU 2022115161A RU 2022115161 A RU2022115161 A RU 2022115161A RU 2790873 C1 RU2790873 C1 RU 2790873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bed
- soil
- fence
- channels
- modules
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The field of technology to which the invention belongs.
Изобретение относится к области растениеводства, а именно к конструкциям посадочных мест для растений с регулированием температуры почвы грядок, и может быть использовано при выращивании плодоовощных культур и других растенийThe invention relates to the field of crop production, and in particular to the design of seats for plants with soil temperature control beds, and can be used in the cultivation of fruits and vegetables and other plants
Уровень техники.The level of technology.
Из уровня техники наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту РФ на полезную модель №207703, Капустин Олег Викторович (RU), A01G 9/14, опубл. 12.11.2021 г., в котором представлено описание высокой грядки - теплицы, состоящей из теплоемкого контура, представляющего собой каркас из твердого материала, внутри которого засыпан посадочный грунт, под которым проложены сквозные вентиляционные каналы, проходящие внутри каркаса, концы которых выходят снаружи грунта, на выходе центрального вентиляционного канала установлен вентилятор, дополнительно центральный канал имеет ответвление в виде бокового канала с регулируемым клапаном, также под грунтом над каналами установлены емкости с водой и греющий кабель, а на поверхности грунта проложен шланг капельного полива, вода в который подается насосом, установленным в одной из емкостей с водой, сверху наземный каркас оснащен сводчатым перекрытием, выполненным из твердого материала, имеющего светопропускную способность с открывающимися отдельными сегментами, под сводом перекрытия установлены обогреватель и лампа, каркас выполнен наземным с высотой стенок от 700 до 1200 мм. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: высокая грядка; теплоемкий контур; каркас (а именно, боковые стенки каркаса) из твердого материала, в пространство ограниченное которым засыпан посадочный грунт; сквозные вентиляционные каналы; вентилятор; устройство полива грядки; каркас выполнен наземным с высотой стенок до 1200 мм.From the prior art, the closest to the claimed technical solution is the technical solution under the RF patent for utility model No. 207703, Kapustin Oleg Viktorovich (RU), A01G 9/14, publ. 11/12/2021, which presents a description of a high bed - a greenhouse, consisting of a heat-intensive contour, which is a frame made of solid material, inside of which the planting soil is filled up, under which through ventilation ducts are laid, passing inside the frame, the ends of which go outside the soil, a fan is installed at the outlet of the central ventilation duct, additionally the central duct has a branch in the form of a side duct with an adjustable valve, water containers and a heating cable are also installed under the ground above the ducts, and a drip irrigation hose is laid on the soil surface, water to which is supplied by a pump installed in one of the containers with water, on top the ground frame is equipped with a vaulted ceiling made of a solid material having a light transmission capacity with opening individual segments, a heater and a lamp are installed under the ceiling arch, the frame is made ground with a wall height of 700 to 1200 mm. Common features that coincide with the essential features of the claimed invention are: a high bed; heat capacity circuit; a frame (namely, the side walls of the frame) made of solid material, in the space limited by which the planting soil is filled; through ventilation ducts; fan; garden irrigation device; the frame is made ground with a wall height of up to 1200 mm.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании наиболее близкого аналога заключается в том, что описываемое устройство высокой грядки является необоснованно сложным и дорогим в изготовлении и эксплуатации, учитывая, что объем возможной, потенциально получаемой растительной продукции, будет не большим, т.к. устройство является малогабаритным, имеет небольшую площадь посадочного места. Система вентиляционных каналов грядки обеспечивает, преимущественно, аккумуляцию тепла в глубоких слоях почвы для снижения температуры воздуха в теплице днем в жару, и повышения ее в ночное время и не обеспечивает эффективный обогрев плодородного слоя грунта, так как при подаче нагретого воздуха только одна труба вертикального (центрального) вентиляционного канала может быть горячей, а в два вертикальных конца вертикальных каналов, выходящих с противоположной стороны грядки воздух попадает уже охлажденным после прохождения глубоко под землей. Однако, для высокой грядки, у которой боковая поверхность имеет значительно большую площадь, для защиты от промерзания и увеличения продуктивности растений требуется обогрев грунта плодородного слоя почвы с боковых сторон. В устройстве грядки не предусмотрен слив водного конденсата из вентиляционных каналов, обязательно образующегося в процессе охлаждения нагретого воздуха. Грядка позиционируется как мобильное устройство, чему, в частности, мешает то, что требуется большой объем посадочного грунта из-за завышенной высоты стенок (от 700 до 1200 мм) и значительный объем работ по его загрузке-выгрузке, требующих затрат средств и времени, как и затрат на приобретение и сборку ограды завышенной высоты. Минимальная высота обычных высоких грядок составляет 150-200 мм, чтобы солнце, хотя бы частично, прогревало их плодородный слой с боков. Высота полноценной высокой грядки составляет около 300 мм, чтобы плодородный слой почвы прогревался солнцем с боков по всей его высоте. Наличие утеплителя по контуру ограды (каркаса) устройства в предлагаемой грядке-теплице увеличивает затраты и препятствует прогреву грядки солнцем с боков, в т.ч. весной, что является одной из основных причин появления высоких грядок и их преимуществом. Грядка оборудована подземным электрическим греющим кабелем для прогрева грунта в холодное время года, приобретение, установка, защита и замена которого обычно требует значительного объема земляных работ и затрат. Кроме того, использование такого греющего кабеля может обеспечивать только обогрев почвы, но не охлаждение ее плодородного слоя в жару при необходимости.The technical problem that could not be solved using the closest analogue is that the described high bed device is unreasonably complex and expensive to manufacture and operate, given that the volume of possible, potentially obtained plant products will not be large, because . the device is small-sized, has a small footprint. The system of ventilation ducts of the bed provides mainly the accumulation of heat in the deep layers of the soil to reduce the air temperature in the greenhouse during the day in the heat, and increase it at night and does not provide effective heating of the fertile soil layer, since when heated air is supplied, there is only one vertical pipe ( central) ventilation duct can be hot, and in the two vertical ends of the vertical ducts coming out from the opposite side of the bed, the air enters already cooled after passing deep underground. However, for a high bed, in which the lateral surface has a much larger area, to protect against freezing and increase plant productivity, heating of the soil of the fertile soil layer from the sides is required. The bed device does not provide for the drainage of water condensate from the ventilation ducts, which is necessarily formed in the process of cooling the heated air. The garden bed is positioned as a mobile device, which, in particular, is hindered by the fact that a large amount of planting soil is required due to the high height of the walls (from 700 to 1200 mm) and a significant amount of work on its loading and unloading, which requires cost and time, as and the cost of acquiring and assembling an oversized fence. The minimum height of ordinary high beds is 150-200 mm, so that the sun, at least partially, warms up their fertile layer from the sides. The height of a full-fledged high bed is about 300 mm, so that the fertile soil layer is warmed up by the sun from the sides along its entire height. The presence of insulation along the contour of the fence (frame) of the device in the proposed bed-greenhouse increases costs and prevents the bed from heating the sun from the sides, incl. in the spring, which is one of the main reasons for the appearance of high beds and their advantage. The bed is equipped with an underground electric heating cable for heating the soil during the cold season, the acquisition, installation, protection and replacement of which usually requires a significant amount of earthwork and costs. In addition, the use of such a heating cable can only provide heating of the soil, but not cooling of its fertile layer in the heat, if necessary.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является создание универсальной конструкции высокой грядки, предусматривающей быструю сборку и разборку грядки при ее формировании и изменении размера грядки в длину и ширину при необходимости, эффективный регулируемый обогрев и охлаждение плодородного слоя почвы высокой грядки с боковых сторон в зависимости от уровня ее температуры, эффективное увлажнение почвы грядки без использования специального оборудования.The technical result provided by the invention is the creation of a universal design of a high bed, providing for quick assembly and disassembly of the bed during its formation and changing the size of the bed in length and width, if necessary, effective adjustable heating and cooling of the fertile soil layer of the high bed from the sides, depending on the level its temperature, effective moistening of the soil of the bed without the use of special equipment.
Технический результат достигается выполнением высокой грядки с системой регулирования температуры почвы грядки, содержащей энергоемкий контур, в состав которого входит: ограждение из твердого материала; в ограниченное ограждением пространство засыпан посадочный грунт; сквозные каналы, имеющие входное устройство и выходное устройство воздушного энергоносителя; тепловентилятор, посредством которого в сквозных каналах нагнетается и прокачивается воздух, при этом, высокая грядка выполнена с возможностью увлажнения ее почвы, при этом, ограждение выполнено в виде сборно-разборной конструкции, состоящей из собираемых в горизонтальный ряд, соединяемых посредством соединительных и угловых узлов модулей; сквозные каналы выполнены в виде проходящих непосредственно внутри модулей внутренних продольных каналов, сообщающихся между собой посредством патрубков входного и выходного устройств, соединительных и угловых узлов; в модулях выполнены перфорационные отверстия для слива водного конденсата, образующегося при охлаждении нагретого воздуха при передаче тепла в почву и пространство вокруг грядки, увлажняющего, при этом, почву грядки; высокая грядка выполнена с возможностью регулирования температуры почвы грядки до достижения благоприятного для растений диапазона температур путем прокачки тепловентилятором воздуха в режиме обогрева или вентиляции по внутренним сквозным каналам в ее ограждении. Быстрая сборка и разборка грядки при ее формировании и изменении размера грядки в длину и ширину при необходимости, обеспечивается:The technical result is achieved by performing a high bed with a bed soil temperature control system containing an energy-intensive circuit, which includes: a fence made of solid material; planting soil is filled in the space limited by the fence; through channels having an input device and an output device of the air energy carrier; a fan heater, through which air is pumped and pumped through the through channels, while the high bed is made with the possibility of moistening its soil, while the fence is made in the form of a collapsible structure, consisting of modules assembled in a horizontal row, connected by means of connecting and corner units ; through channels are made in the form of internal longitudinal channels passing directly inside the modules, communicating with each other through branch pipes of the inlet and outlet devices, connecting and corner nodes; perforation holes are made in the modules for draining the water condensate formed during the cooling of the heated air during the transfer of heat to the soil and the space around the bed, moistening, at the same time, the soil of the bed; the high bed is configured to control the soil temperature of the bed until a temperature range favorable for plants is reached by pumping air with a fan heater in the heating or ventilation mode through the internal through channels in its enclosure. Quick assembly and disassembly of the bed during its formation and changing the size of the bed in length and width, if necessary, is provided by:
- выполнением ограждения в виде сборно-разборной конструкции, состоящей из собираемых в горизонтальный ряд, соединяемых посредством соединительных и угловых узлов модулей, что позволяет смонтировать ограждение грядки требуемых длины и ширины, соединяя, как конструктор, однотипные горизонтальные модули, в единую систему. При необходимости увеличения или уменьшения длины и ширины грядки, соответственно, присоединяются новые модули необходимой длины, или демонтируются и(или) заменяются ранее установленные.- the implementation of the fence in the form of a collapsible structure, consisting of modules assembled in a horizontal row, connected by means of connecting and corner nodes, which allows you to mount the garden fence of the required length and width, connecting, like a designer, horizontal modules of the same type into a single system. If it is necessary to increase or decrease the length and width of the beds, respectively, new modules of the required length are attached, or the previously installed ones are dismantled and (or) replaced.
Эффективный регулируемый обогрев и охлаждение почвы высокой грядки с боковых сторон в зависимости от уровня ее температуры обеспечивается:Efficient adjustable heating and cooling of the soil of a high bed from the sides, depending on its temperature level, is provided by:
- прохождением нагнетаемого и прокачиваемого тепловентилятором воздуха в сквозных каналах, выполненных в виде внутренних продольных каналов, проходящих непосредственно внутри горизонтальных модулей, составляющих сборно-разборную конструкцию ограждения, сообщающихся между собой посредством патрубков входного и выходного устройств, соединительных и угловых узлов,- the passage of the air injected and pumped by the fan heater in through channels made in the form of internal longitudinal channels passing directly inside the horizontal modules that make up the collapsible structure of the fence, communicating with each other through nozzles of the inlet and outlet devices, connecting and corner nodes,
- выполнением высокой грядки с возможностью регулирования температуры почвы грядки до достижения благоприятного для растений диапазона температур (находящегося в пределах от 18 до 25°С) путем прокачки тепловентилятором воздуха в режиме обогрева или вентиляции по внутренним сквозным каналам в ее ограждении.- making a high bed with the ability to control the soil temperature of the bed until a temperature range favorable for plants is reached (ranging from 18 to 25 ° C) by pumping air with a fan heater in heating or ventilation mode through internal through channels in its enclosure.
Эффективное увлажнение почвы грядки без применения специального оборудования обеспечивается:Effective moistening of the bed soil without the use of special equipment is provided by:
- выполнением перфорационных отверстий, находящихся в нижней части каждого используемого для прокачки теплоносителя, проходящего внутри модуля внутреннего горизонтального продольного канала, со стороны, обращенной к почве грядки, для слива водного конденсата, образующегося при охлаждении нагретого воздуха при передаче тепла в почву и пространство вокруг грядки, увлажняющего, при этом, почву грядки. Универсальность конструкции высокой грядки также обеспечивается выполнением ограждения многофункциональным, имеющим функцию собственно ограждения, функцию теплообменного устройства с возможностью регулирования температуры почвы грядки в зависимости от уровня ее температуры, функцию полива грядки. Краткое описание чертежей.- the execution of perforations located in the lower part of each coolant used for pumping, passing inside the module of the internal horizontal longitudinal channel, from the side facing the bed soil, to drain the water condensate formed when the heated air is cooled during heat transfer to the soil and the space around the bed , moisturizing, at the same time, the soil of the garden. The versatility of the design of the high bed is also ensured by the implementation of the fence as a multifunctional one, having the function of the fence itself, the function of a heat exchange device with the ability to control the temperature of the bed soil depending on its temperature level, and the function of watering the bed. Brief description of the drawings.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид высокой грядки с ограждением сверху, на фиг. 2 представлен вид узла входного и выходного устройства энергоносителя сверху, на фиг. 3 представлен вид узла входного и выходного устройства энергоносителя сбоку, на фиг. 4 представлен вид соединительного узла ограждения грядки сверху (вид А) и (вид Б) сбоку, на фиг. 5 представлен вид углового узла ограждения грядки с патрубками, имеющими цельную полукруглую форму, сверху (вид А), вид углового узла ограждения грядки с патрубками, состоящими из соединенных под прямым углом двух частей, сверху (вид Б), на фиг. 6 представлен срез (профиль) сборного модуля ограждения грядки с патрубками, вставляющимися во все его внутренние каналы (вид А), срез (профиль) сборного модуля ограждения грядки с патрубками, вставляющимися во внутренние его каналы через один (вид Б), срез (профиль) сборного модуля, вставляющегося в единые патрубки (вид В).The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a view of a high bed with a fence on top, in Fig. 2 shows a view of the node of the input and output device of the energy carrier from above, in Fig. 3 shows a side view of the energy carrier input and output device, in Fig. 4 shows a view of the connecting node of the fence of the beds from above (view A) and (view B) from the side, in Fig. 5 shows a view of the corner node of the fence of the bed with branch pipes having a solid semicircular shape, from above (view A), a view of the corner node of the fence of the bed with branch pipes, consisting of two parts connected at right angles, from above (view B), in Fig. 6 shows a cut (profile) of the prefabricated bed fence module with nozzles inserted into all its internal channels (view A), a cut (profile) of the prefabricated garden bed fence module with nozzles inserted into its internal channels through one (view B), cut (profile ) a prefabricated module inserted into single nozzles (view B).
Позициями на фигурах обозначены:The positions in the figures are:
1 - входное устройство энергоносителя,1 - energy carrier input device,
2 - модули,2 - modules,
3 - соединительные узлы ограждения грядки,3 - connecting nodes of the garden fence,
4 - угловые узлы ограждения грядки,4 - corner units of the garden fence,
5 - выходное устройство энергоносителя,5 - energy carrier output device,
6 - электрический тепловентилятор,6 - electric fan heater,
7 - патрубки выходного устройства,7 - branch pipes of the output device,
8 - патрубки входного устройства,8 - branch pipes of the input device,
9 - болты,9 - bolts,
10 - экраны,10 - screens,
11 - патрубки соединительных узлов ограждения грядки,11 - branch pipes of the connecting nodes of the garden fence,
12 - стояки соединительных узлов ограждения грядки,12 - risers of the connecting nodes of the garden fence,
13 - стояки угловых узлов ограждения грядки с круглым сечением,13 - risers of the corner units of the fence of the beds with a round section,
14 - патрубки угловых узлов ограждения грядки, имеющие цельную полукруглую форму,14 - branch pipes of the corner units of the garden fence, having a solid semicircular shape,
15 - патрубки угловых узлов ограждения грядки, состоящие из соединенных под прямым углом двух частей,15 - branch pipes of the corner units of the garden fence, consisting of two parts connected at a right angle,
16 - стояки угловых узлов ограждения грядки с квадратным сечением,16 - risers of the corner units of the fence of the beds with a square section,
17 - перфорационные отверстия,17 - perforations,
18 - собирательное обозначение патрубков (8) входного и патрубков (7) выходного устройств, патрубков (11) соединительных и патрубков (14, 15) угловых узлов ограждения,18 - collective designation of pipes (8) of the inlet and pipes (7) of the outlet devices, pipes (11) of the connecting pipes and pipes (14, 15) of the corner units of the fence,
19 - единые патрубки,19 - single branch pipes,
20 - посадочный грунт (почва),20 - planting soil (soil),
21 - ограждение,21 - fence,
22 - сквозные каналы.22 - through channels.
Осуществление изобретения.Implementation of the invention.
В настоящее время существует устойчивая тенденция повышения высоты грядок и широкого, массового распространения, так называемых, «высоких» грядок, что связано, прежде всего, с более эффективным солнечным прогревом их весной, прежде всего с боков, и удобством их обслуживания. Такие современные грядки имеют боковую поверхность увеличенной (большой) площади, что требует подогрева их сбоку в качестве защиты от проникновения холода с боковых сторон при заморозках или в ночное время, создания благоприятных условий для растений, увеличения вегетационного периода и урожая.At present, there is a steady tendency to increase the height of the beds and a wide, mass distribution of the so-called "high" beds, which is associated primarily with more efficient solar heating in the spring, especially from the sides, and the convenience of their maintenance. Such modern beds have a side surface of an enlarged (large) area, which requires heating them from the side as protection against the penetration of cold from the sides during frost or at night, creating favorable conditions for plants, increasing the growing season and yield.
Высокая грядка содержит энергоемкий контур, в состав которого входит ограждение 21, выполненное из твердого материала, в ограниченное ограждением пространство (внутренний объем) засыпан посадочный грунт 20. Ограждение 21 выполнено в виде сборно-разборной конструкции, состоящей из собираемых в горизонтальный ряд модулей 2, соединяемых посредством соединительных узлов ограждения грядки 3 и угловых узлов ограждения грядки 4. Непосредственно внутри модулей 2 проходят внутренние продольные, сквозные каналы 22, имеющие в сечении произвольную геометрическую форму, например, прямоугольную, круглую и др.The high bed contains an energy-intensive circuit, which includes a
В качестве модулей 2 используют профилированные погонажные изделия заданной длины с продольными, сквозными каналами 22, проходящими внутри них, при этом, модули имеют в сечении прямоугольную геометрическую форму, а проходящие в них внутренние, продольные, сквозные каналы 22 имеют в сечении произвольную, в т.ч. круглую, но, преимущественно, прямоугольную геометрическую форму. Модули 2 могут быть выполнены из различных жестких материалов, например, таких как металл, древесно-полимерный композит (ДПК) и др. Наиболее распространенным является использование для ограды грядок модулей, выполненных из древесно-полимерного композита, имеющего высокую прочность, водо- и теплостойкость и не подверженного влиянию перепадов температуры. Ширина таких модулей может составлять от 14 до 30 см и более (достаточно для высокой грядки), а толщина от 2,5 до более 5 см. Модули нарезаны с определенной длиной. Для поперечных участков ограды грядки могут применяться (в разных комбинациях) модули длиной, например, 0,5 м, 0,75 м, 1 м, которые используются по отдельности или составляются друг с другом с помощью соединительных узлов ограды для получения грядки нужной ширины. Для продольных участков ограждения грядки модули могут быть нарезаны длиной, например 1 м, 1,5 м, 2 м, 2,5 и 3 м, используя которые в отдельности или, составляя их друг с другом с помощью соединительных узлов, можно получить ограждение для грядки нужной длины, для чего, при необходимости, отдельные модули можно дополнительно убавить по длине (подрезать).As
Сквозные каналы 22 соединенных по периметру ограждения 21 грядки модулей 2 имеют входное устройство энергоносителя 1 и выходное устройство энергоносителя 5. Число каналов связано с количеством продольных перемычек в модуле, число и толщина которых обычно определяется исходя из требований необходимой прочности погонажного изделия. Высота ограждения грядки является выборной величиной и определяется шириной модулей, которая может превышать 30 см. На входном устройстве энергоносителя 5 установлен электрический тепловентилятор 6, посредством которого в сквозные каналы 22 нагнетается и прокачивается энергоноситель, в качестве которого используется воздух, который может быть «горячим» при работе тепловентилятора в режиме нагрева, используемым для обогрева почвы грядки и защиты от проникновения холода с боковых сторон при заморозках, или относительно «холодным» при работе тепловентилятора в режиме вентиляции, т.к. увеличенная (большая) боковая поверхность высокой грядки может потребовать охлаждения почвы летом в жару. Воздух прокачивается по сквозным каналам 22, как теплоноситель, в режимах подогрева или вентиляции, для достижения благоприятной для растений температуры почвы в пределах 18-25°С.Through
Сквозные каналы 22 сообщаются между собой посредством патрубков входного устройства 8 и патрубков выходного устройства 7, патрубков соединительных узлов 11 и патрубков угловых узлов 14, 15 ограждения 21 грядки.The through
Патрубки угловых узлов ограждения могут иметь разную форму, так патрубки угловых узлов ограждения 14 имеют цельную полукруглую форму, а патрубки угловых узлов ограждения 15 состоят из соединенных под прямым углом двух частей. Полукруглая форма патрубков снижает аэродинамическое сопротивление при прокачке теплоносителя. В конструкции рядки предусмотрены разные виды соединений модулей с патрубками входного 1 и патрубками выходного 5 устройств, а также патрубками соединительных узлов ограждения грядки 3 и угловых узлов ограждения грядки 4, а, именно: 1-й вид соединения:The branch pipes of the corner nodes of the fence can have different shapes, so the pipes of the corner nodes of the
Патрубки входного устройства 8 и выходного устройства 7, патрубки соединительных узлов 11 и патрубки угловых узлов 14, 15 ограждения грядки вставляются во внутренние сквозные каналы 22, находящиеся в сборных модулях 2, и закрепляются в них крепежными элементами, например, болтали 9. В этом случае количество патрубков 18 (собирательное обозначение патрубков (8) входного и патрубков (7) выходного устройств, патрубков (11) соединительных и патрубков (14, 15) угловых узлов ограждения) по высоте ограждения грядки может быть равно (фиг. 6А) или меньше (по потребности) количества внутренних сквозных каналов используемых сборных модулей 2. Например, на фиг. 6Б представлен срез (профиль) сборного модуля, ограждения грядки с патрубками 18, вставляющимися не в каждый внутренний канал по высоте сборных модулей, а через один. Это снижает трудоемкость и материалоемкость, а, следовательно, стоимость изделия.The nozzles of the
2-й вид соединения:2nd type of connection:
Модули 2 вставляются в единые патрубки 19 (рис. 6В) входного устройства 1 и выходного устройства 5, единые патрубки 19 (рис. 6В) соединительных узлов 3 и угловых узлов 4 ограждения грядки и закрепляются в них крепежными элементами, например, болтами 9.
Необходимость в реализации того или другого вида соединения зависит от разных факторов, в том числе от возможности использовать для прокачки теплоносителя не все внутренние каналы модулей ограждения, что достижимо при 1-м виде соединения. Это во многом зависит от материала модулей. При использовании материалов с высокой теплопроводностью, например, металла требуется подведение меньшего количества тепловой энергии на единицу площади ограждения для достижения того же результата, поэтому нужно меньшее количество внутренних каналов модулей ограждения, по которым прокачивается теплоноситель.The need to implement one or another type of connection depends on various factors, including the ability to use not all internal channels of the fencing modules for pumping the coolant, which is achievable with the 1st type of connection. This largely depends on the material of the modules. When using materials with high thermal conductivity, for example, metal, less thermal energy is required per unit area of the fence to achieve the same result, so a smaller number of internal channels of the fence modules are needed, through which the coolant is pumped.
При изготовлении (на этапе производства) входного и выходного устройств, соединительных и угловых узлов ограждения из стали, их патрубки любого упомянутого типа (для 1-го вида соединения и 2-го вида соединения), также изготовленные из стали, могут быть присоединены к ним посредством сварки для получения этих узлов в окончательном виде.In the manufacture (at the production stage) of the inlet and outlet devices, connecting and corner units of the steel fence, their branch pipes of any type mentioned (for the 1st type of connection and the 2nd type of connection), also made of steel, can be attached to them by welding to obtain these units in their final form.
При обогреве или охлаждении почвы грядки, осуществляемых по всему периметру грядки, входное устройство энергоносителя 1 и выходное устройство энергоносителя 5 располагаются рядом, образуя совмещенный узел, и соединяется экранами 10, при этом, экраны 10 и ограждение 22, состоящее из собранных в один горизонтальный ряд модулей 2, в совокупности охватывают грядку по всему периметру, формируют почву грядки, придавая ей прямоугольную в сечении геометрическую форму. При небольших размерах грядки (при небольшом ее периметре) энергоноситель сохраняет свою эффективность для обогрева или охлаждения почвы на всем протяжении ее периметра, для чего достаточно одного совмещенного узла, состоящего из входного и выходного устройств. При формировании грядок большого размера (с большим периметром и, соответственно, с большей протяженностью ее ограждения) может быть использовано несколько совмещенных узлов, состоящих из входного и выходного устройств энергоносителя, для эффективного обеспечения энергоносителем всего периметра грядки. При этом, если совмещенный узел необходимо разместить в углу ограждения, то выбирается такой узел в котором патрубки входного устройства располагаются под углом 90 градусов к патрубкам выходного устройства, а если требуется размещение совмещенного узла на прямолинейном участке ограждения, то выбирается узел, в котором патрубки входного и выходного устройств находятся под углом 180 градусов. При размещении таких совмещенных узлов на открытом воздухе, они могут быть оснащены зонтиками (легкой крышей) для защиты от осадков. В предлагаемой конструкции высокой грядки в нижней части каждого используемого для прокачки теплоносителя внутреннего канала 22 модулей 2 на стороне этих модулей, обращенной к почве грядки (на тех участках модулей, где нет соединения модулей с патрубками) выполнены перфорационные отверстия 17 (фиг. 6), через которые водный конденсат, образующийся во внутренних сквозных каналах 22 при использовании в качестве энергоносителя горячего (нагретого) воздуха, охлаждаемого при передаче тепла в почву и пространство вокруг грядки, сливается в почву грядки, тем самым осуществляя ее увлажнение.When heating or cooling the soil of the bed, carried out around the entire perimeter of the bed, the input device of the
Высокая грядка с системой регулирования температуры грядки может быть собрана следующим образом.A raised bed with a bed temperature control system can be assembled as follows.
Ограждение 21 грядки начинают собирать, присоединяя к сборному узлу, содержащему входное устройство 1 и выходное устройство 5 посредством болтов 9 модуль 2 продольного борта ограждения 21 (к патрубкам 8 или единому патрубку 19) входного устройства 1 и модуль 2 поперечного борта ограждения 21 (к патрубкам 7 или единому патрубку 19) выходного устройства 5. При этом, предварительно, к противоположным концам этих модулей уже должны быть присоединены соединительный узел 3 (к модулю продольного борта ограждения 21) и угловой узел 4 (к модулю поперечного борта ограждения 21). На выделенном участке земли подготовленной для грядки площадки собранную часть ограждения 21 устанавливают на нижние, заостренные части входного 1 и выходного 5 устройств, а также острых концах стояка 12 соединительного узла 3 и стояка 13 (с круглым сечением) или 16 (с квадратным сечением) углового узла 4 ограждения 21 грядки. Далее, аналогичным образом (с помощью болтов), собираются оба продольные борта ограждения 21, которые по длине могут быть составными из нескольких модулей 2 в зависимости от требуемой длины грядки. В этом случае, необходимое количество сборных модулей 2 соединяют с помощью требуемого количества соединительных узлов 3. Параллельно (отдельно), с помощью болтов 9, аналогичным образом, собирают вторую поперечную часть ограждения 21, состоящую из двух угловых узлов 4 и одного сборного модуля 2 между ними, которую далее соединяют (и закрепляют) со свободными концами сборных модулей 2 полученных продольных бортов ограждения 21. Таким образом, формируется горизонтальный ряд ограждения 21 по всему периметру. Далее заостренные части входного устройства 1 и выходного устройства 5, а также острые концы всех стояков соединительных 3 и угловых 4 узлов ограждения грядки вбиваются (вкапываются) в землю. При этом, нижняя часть модулей 2 ограждения 21 грядки должна или опираться на землю или быть погруженной в нее, то есть ограждение грядки по всему периметру ограничивает ее объем. Высота, длина, ширина ограждения 21 определяется высотой грядки, которая может превышать 30 см (ширина сборных модулей 2), длиной грядки, которая определяется планируемым объемом урожая и планировкой земельного участка, шириной высокой грядки, которая определяется удобством ее обслуживания и обычно составляет 50-100, в крайнем случае, не превышая 120 см. Затем в.; установленное ограждение грядки засыпается посадочный грунт 20, что окончательно формирует грядку.The
При работе тепловентилятора 6, установленного на входном устройстве 1, через это устройство в сквозные каналы 22, сообщающиеся между собой посредством патрубков входного устройства 1 и выходного устройства 5, патрубков соединительных узлов 3 и патрубков угловых узлов 4 ограждения 21 грядки, поступает воздух, прокачиваемый по всему периметру ее ограждения 21, осуществляя эффективный обогрев или охлаждение плодородного слоя почвы грядки с боковых сторон. Тепловентилятор 6, установленный на входном устройстве 1, нагнетает и прокачивает в режиме подогрева или вентиляции воздух по всей системе сквозных каналов 22, начиная с входного устройства 1, через внутренние сквозные каналы 22 по высоте ограждения 21 грядки по ее периметру и выходит далее через выходное устройство 5.During the operation of the
Режим вентиляции необходим, т.к. увеличенная (большая) боковая поверхность высокой грядки также может потребовать охлаждения ее почвы летом в жару. При устройстве высокой грядки в теплицах для обогрева почвы может использоваться нагретый солнцем воздух из-под крыши теплицы без затрат электроэнергии па подогрев воздуха. Весной или осенью, когда почва грядок недостаточно прогрета, она может нагреваться, как «аккумулятор тепла» до заданной температуры теплым дневным, окружающим воздухом (в т.ч. для подготовки к возможным заморозкам ночью) также без применения подогрева теплоносителя тепловентилятором, т.е. без соответствующих затрат на электричество, что возможно при устройстве высокой грядки, в том числе, на открытом грунте. Охлаждение почвы грядки летом в жару может быть достигнуто за счет отвода тепла из почвы скоростным потоком воздуха в сквозных каналах ограждения грядки при отсутствии его подогрева (в режиме вентиляции), особенно когда нагретая за жаркий день почва охлаждается прохладным вечерним или ночным воздухом, и температура почвы снижается до заданного уровня. Таким образом, предлагаемое устройство высокой грядки позволяет регулировать температуру почвы путем прокачки теплоносителя в режиме обогрева или вентиляции по внутренним сообщающимся каналам в горизонтально ориентированных сборных модулях, из которых собирается ее ограждение.The ventilation mode is necessary, because. the increased (large) side surface of a high bed may also require its soil to be cooled in the summer heat. When constructing a high bed in greenhouses, the air heated by the sun from under the roof of the greenhouse can be used to heat the soil without spending electricity on heating the air. In spring or autumn, when the soil of the beds is not warm enough, it can be heated, like a "heat accumulator" to a predetermined temperature, by warm daytime, ambient air (including to prepare for possible frosts at night) also without the use of heating the coolant with a fan heater, i.e. . without the corresponding costs for electricity, which is possible when constructing a high bed, including on open ground. Cooling of the bed soil in summer in the heat can be achieved by removing heat from the soil by high-speed air flow in the through channels of the bed fence in the absence of heating (in ventilation mode), especially when the soil heated during a hot day is cooled by cool evening or night air, and soil temperature decreases to a predetermined level. Thus, the proposed high bed device allows you to control the temperature of the soil by pumping the coolant in the heating or ventilation mode through internal communicating channels in horizontally oriented prefabricated modules from which its fence is assembled.
Регулирование температуры почвы, предлагаемое в устройстве высокой грядки, создает для растений более благоприятные условия, особенно при заморозках или жаре, и обеспечивает защиту от проникновения в грядки холода или излишнего тепла с боковых сторон, что особенно актуально для популярных сейчас грядок повышенной высоты. Все это удлиняет вегетационный период растений, обеспечивает защиту от заморозков и жары, увеличивает урожай.The soil temperature regulation offered in the high bed arrangement creates more favorable conditions for plants, especially during frost or heat, and provides protection from the penetration of cold or excessive heat into the beds from the sides, which is especially true for now popular raised beds. All this lengthens the growing season of plants, provides protection from frost and heat, and increases yield.
Прогрев, как и охлаждение, плодородного слоя почвы высоких грядок с боковых сторон может быть весьма эффективен, так как в целях удобства обслуживания их ширина (грядок) обычно составляет 50-100 см, и в крайнем случае не превышая 120 см. По сравнению с использованием электрического греющего кабеля, обеспечивающего подогрев плодородного слоя почвы снизу, не требуется значительный объем земляных работ, отсутствуют затраты на приобретение электрического греющего кабеля, его установку, защиту и замену. Кроме того, греющий кабель не может обеспечить охлаждения почвы.Warming up, as well as cooling, the fertile soil layer of high beds from the sides can be very effective, since for the purpose of ease of maintenance, their width (beds) is usually 50-100 cm, and in extreme cases not exceeding 120 cm. An electric heating cable that provides heating of the fertile soil layer from below does not require a significant amount of earthwork, there are no costs for the purchase of an electric heating cable, its installation, protection and replacement. In addition, the heating cable cannot provide soil cooling.
Благоприятной для корневой системы растений является температура плодородного слоя почвы в 18-25°С. Таким образом, регулирование температуры почвы осуществляется в режиме нагрева или охлаждения почвы плодородного слоя грядки, когда температура почвы находится вне пределов этого интервала температур. Причем, при нагреве с боковых сторон грядки желательно достижение верхнего предела температуры почвы у ограждения в 25°С, так как к центру грядки она будет ниже. А при охлаждении, наоборот, желательно достижение нижнего предела температуры почвы у ограждения в 18°С, так как к центру грядки она будет выше. Температура может фиксироваться обыкновенным термометром или датчиком температуры.Favorable for the root system of plants is the temperature of the fertile soil layer at 18-25°C. Thus, the regulation of soil temperature is carried out in the mode of heating or cooling the soil of the fertile layer of the bed, when the soil temperature is outside this temperature range. Moreover, when heated from the sides of the bed, it is desirable to achieve an upper limit of soil temperature at the fence of 25 ° C, since it will be lower towards the center of the bed. And when cooling, on the contrary, it is desirable to achieve a lower limit of soil temperature at the fence of 18 ° C, since it will be higher towards the center of the bed. The temperature can be recorded with an ordinary thermometer or a temperature sensor.
Через перфорационные отверстия 17, выполненные в модулях 2 в нижней части каждого используемого для прокачки теплоносителя горизонтального канала 22 на стороне этих модулей, обращенной к почве грядки (на тех участках модулей, где нет соединения модулей с патрубками), в почву проходит образующийся при охлаждении горячего воздуха (при использовании воздуха как теплоносителя) водный конденсат, увлажняющий почву и создающий более благоприятные условия для растений. В предлагаемом устройстве высокой грядки обогрев и охлаждение почвы грядки с боковых сторон может осуществляться в сочетании с обогревом или охлаждением грядки снизу или сверху с помощью дополнительно используемых для этого устройств. Высокая грядка может быть устроена в теплицах, парниках, на открытом грунте.Through the
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790873C1 true RU2790873C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2159539C2 (en) * | 1999-02-09 | 2000-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова | Method of regulating microclimate in greenhouses |
RU129352U1 (en) * | 2013-02-12 | 2013-06-27 | Лев Петрович Пономарев | FRAME FACING FOR GARDEN-CONSTRUCTION CONSTRUCTIONS AND PADS FROM PROFILE PIPES COVERED WITH SHEET IRON |
RU2494606C2 (en) * | 2011-10-25 | 2013-10-10 | Борис Лаврович Макеев | High seedbed |
UA90844U (en) * | 2014-01-20 | 2014-06-10 | Володимир Петрович Востріков | Block section of a system of surface heating of soil |
RU184579U1 (en) * | 2018-07-23 | 2018-10-30 | Михаил Анатольевич Зозуля | PIPE FENCING |
EP3636068B1 (en) * | 2018-10-08 | 2021-06-02 | Korea Institute of Energy Research | Cultivation system capable of controlling the local cultivation environment |
RU207703U1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-11-12 | Олег Викторович Капустин | High bed-greenhouse |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2159539C2 (en) * | 1999-02-09 | 2000-11-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова | Method of regulating microclimate in greenhouses |
RU2494606C2 (en) * | 2011-10-25 | 2013-10-10 | Борис Лаврович Макеев | High seedbed |
RU129352U1 (en) * | 2013-02-12 | 2013-06-27 | Лев Петрович Пономарев | FRAME FACING FOR GARDEN-CONSTRUCTION CONSTRUCTIONS AND PADS FROM PROFILE PIPES COVERED WITH SHEET IRON |
UA90844U (en) * | 2014-01-20 | 2014-06-10 | Володимир Петрович Востріков | Block section of a system of surface heating of soil |
RU184579U1 (en) * | 2018-07-23 | 2018-10-30 | Михаил Анатольевич Зозуля | PIPE FENCING |
EP3636068B1 (en) * | 2018-10-08 | 2021-06-02 | Korea Institute of Energy Research | Cultivation system capable of controlling the local cultivation environment |
RU207703U1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-11-12 | Олег Викторович Капустин | High bed-greenhouse |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110178601B (en) | Intelligent greenhouse for heat collection and water-air membrane heat exchange by utilizing greenhouse effect and environment control method | |
KR101718682B1 (en) | Air conditioning and heating system for the plants rooting area | |
KR20150084103A (en) | Hybrid cooling & heating system of a green house | |
DE202017002498U1 (en) | Heated raised bed with integrated, controllable irrigation system | |
US4316450A (en) | Process and apparatus for the utilization of solar and geothermal energy in double wall structures | |
RU2790873C1 (en) | High bed with soil temperature control | |
CN103314810A (en) | Wet curtain fan circulating ventilation cooling system of solar greenhouse | |
RU2792797C1 (en) | High fenced bed with soil temperature control system | |
CN103688808B (en) | A kind of Novel bamboo forest heat preservation control water integrated system and method | |
JP3690605B2 (en) | greenhouse | |
CN116210490B (en) | Intelligent seedling cultivation device and cultivation method | |
JP6635488B1 (en) | Semi-underground agricultural house | |
KR20180029864A (en) | Photovoltaic heating equipment for indoor cleaning in facilities | |
CN111165214A (en) | Plant irrigation and temperature control system | |
KR100967557B1 (en) | A Vinylhouse | |
RU2795893C1 (en) | High bed with soil heating | |
CN206744035U (en) | intelligent ecological greenhouse | |
RU2800883C1 (en) | High bed with soil heating system using heating cable in fence | |
RU2808175C1 (en) | Air ducts system for creation of favorable conditions for plant production in greenhouse with regulation of air and soil temperature | |
WO2012074519A1 (en) | Process for controlling the temperature of a horticultural product | |
CN106121096B (en) | Half arc of connecting slides sky shade glass curtain wall | |
CN211931525U (en) | Plant irrigation and temperature control system | |
CN211090933U (en) | Active heat storage and release combined type greenhouse used in large temperature difference environment | |
RU2801702C1 (en) | Multilevel duct system for creating favourable conditions for growing plants in a greenhouse | |
JP4615783B2 (en) | Method for arranging underground pipes in ground temperature control system |