RU2801702C1 - Multilevel duct system for creating favourable conditions for growing plants in a greenhouse - Google Patents

Multilevel duct system for creating favourable conditions for growing plants in a greenhouse Download PDF

Info

Publication number
RU2801702C1
RU2801702C1 RU2023103959A RU2023103959A RU2801702C1 RU 2801702 C1 RU2801702 C1 RU 2801702C1 RU 2023103959 A RU2023103959 A RU 2023103959A RU 2023103959 A RU2023103959 A RU 2023103959A RU 2801702 C1 RU2801702 C1 RU 2801702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
greenhouse
soil
underground
air ducts
Prior art date
Application number
RU2023103959A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Всеволодович Бондарев
Original Assignee
Олег Всеволодович Бондарев
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Всеволодович Бондарев filed Critical Олег Всеволодович Бондарев
Application granted granted Critical
Publication of RU2801702C1 publication Critical patent/RU2801702C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: multi-level air duct system contains an air intake located in the upper part of the greenhouse, made in the form of a perforated air duct located along the entire length of the greenhouse, equipped with air distribution units located on its opposite sides connected to the above-ground air ducts connected to the perforated soil air ducts with outlet nozzles. Exhaust fans equipped with devices for forming horizontal fan jets are installed at the outlet pipes of the soil air ducts. Shutters are installed in front of the fans. The soil air ducts together form an underground air duct system, which contains two underground parts, the first consisting of one level that is closest to the ground surface with one or more soil air ducts on it, and the second part of the underground system consisting of one or more deeper additional levels of soil air ducts, each having one or more air ducts. The outlet pipes of the soil air ducts are located at the edges of the greenhouse. The underground air duct system is designed to cool the greenhouse air in two alternately switchable modes depending on the air temperature in the greenhouse.
EFFECT: creation of favourable conditions for crop production with minimal or no ventilation in the greenhouse.
5 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The field of technology to which the invention belongs.

Изобретение относится к области растениеводства в закрытом грунте, а, именно, к средствам охлаждения воздуха, обогрева и увлажнения почвы в теплицах, создания охлажденной воздушной прослойки, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы, и может быть использовано при выращивании плодоовощных культур и других растений. Уровень техники.The invention relates to the field of crop production in greenhouses, and, in particular, to the means of cooling the air, heating and moistening the soil in greenhouses, creating a cooled air layer separating plants from the hot air of the upper part of the greenhouse, and can be used when growing fruits and vegetables and other plants . The level of technology.

Из уровня техники наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по патенту РФ на изобретение №2777506, Бондарев Олег Всеволодович (RU), A01G 9/24, опубл. 05.08.2022 г., в котором представлено описание системы воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице, содержащей воздухозаборник, расположенный в верхней части теплицы, который снабжен воздухораспределительным узлом, соединенным с надпочвенными воздуховодами, сообщающимися с перфорированными почвенными воздуховодами с выходными патрубками, и устройство прокачки воздуха, воздухозаборник снабжен дополнительным воздухораспределительным узлом, соединенным с дополнительными надпочвенными воздуховодами, при этом воздухозаборник выполнен в виде расположенного по всей длине теплицы воздуховода с перфорационными отверстиями, а воздухораспределительные узлы расположены на его противоположных сторонах, при этом каждый почвенный воздуховод состоит из двух отдельных частей, входы которых сообщаются с надпочвенными воздуховодами, выходы которых с выходными патрубками расположены в средней части теплицы, а устройство прокачки воздуха в теплице выполнено в виде вытяжных вентиляторов, которые установлены на выходных патрубках и снабжены устройствами формирования горизонтальных веерных струй.From the prior art, the closest to the claimed technical solution is the technical solution according to the RF patent for the invention No. 2777506, Oleg Vsevolodovich Bondarev (RU), A01G 9/24, publ. 08/05/2022, which provides a description of the air duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse, containing an air intake located in the upper part of the greenhouse, which is equipped with an air distribution unit connected to above-ground air ducts communicating with perforated soil air ducts with outlet pipes, and air pumping device, the air intake is equipped with an additional air distribution unit connected to additional above-ground air ducts, while the air intake is made in the form of an air duct located along the entire length of the greenhouse with perforations, and the air distribution units are located on its opposite sides, while each soil air duct consists of two separate parts, the inlets of which communicate with the above-ground air ducts, the outlets of which with outlet pipes are located in the middle part of the greenhouse, and the air pumping device in the greenhouse is made in the form of exhaust fans, which are installed on the outlet pipes and equipped with devices for forming horizontal fan jets.

Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: система воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице, содержащая воздухозаборник, находящийся в верхней части теплицы, выполненный в виде расположенного по всей длине теплицы воздуховода с перфорационными отверстиями, снабженный воздухораспределительными узлами, расположенными на его противоположных сторонах, соединенными с надпочвенными воздуховодами, сообщающимися с перфорированными почвенными воздуховодами с выходными патрубками; на выходных патрубках надпочвенных воздуховодов установлены вытяжные вентиляторы для прокачки воздуха, снабженные устройствами формирования горизонтальных веерных струй.Common features that coincide with the essential features of the claimed invention are: an air duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse, containing an air intake located in the upper part of the greenhouse, made in the form of an air duct located along the entire length of the greenhouse with perforations, equipped with air distribution units located on its opposite sides, connected to above-ground air ducts, communicating with perforated soil air ducts with outlet nozzles; Exhaust fans are installed on the outlet pipes of the above-ground air ducts for pumping air, equipped with devices for forming horizontal fan jets.

Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании наиболее близкого аналога, заключается в том, что описываемая система воздуховодов в очень сильную жару не может обеспечить охлаждение воздуха в теплице в достаточной степени, т.к. каждый надпочвенный воздуховод, соединенный с воздухозаборником, сообщается только с одним почвенным воздуховодом, подземная часть системы имеет всего один уровень, на котором расположены почвенные воздуховоды, что ограничивает общую площадь теплопередачи от воздуха к почве (и наоборот) и не обеспечивает требуемый уровень отвода тепла в почву. Для обеспечения охлаждения воздуха в теплице в сильную жару в необходимой степени при использовании системы, описанной в прототипе, дополнительно потребуется использование вентиляции с помощью форточек (дверей) и вентиляторов, установленных в стенах теплиц, что является крайней, непредпочтительной мерой, т.к. при проветривании уходит вся влага, а одновременно с влагой, внешняя вентиляция, используемая летом, выветривает заодно и весь углекислый газ (главная пища растений) и часть азота, теряется углекислота и фосфор - отсюда появляется нужда в подкормке удобрениями и интенсивном поливе. Также при проветривании в теплицы попадают представители вредной микрофауны. В общем итоге - снижение урожая в 2-5 раз (Солнечный вегетарий Иванько А., Калиниченко А., Шмат Н., Анфас. Киев. 1996). В противном случае, при отсутствии проветривания создаются некомфортные температурные условия, падает и даже гибнет урожай. Выходные патрубки почвенных воздуховодов системы, описанной в прототипе, расположены в средней части теплицы, что загромождает центральную часть грядок, которая не может полноценно использоваться для посадок, при этом, снижается удобство в использовании, как грядок, так и теплицы в целом. Кроме того, такое расположение выходных патрубков, оснащенных устройствами формирования веерных струй, позволяет формировать полноценную защитную прослойку охлажденного воздуха, отделяющую растения от горячего воздуха верхней части теплицы, только при больших (от 180 град) радиальных углах выпуска плоских, горизонтальных струй, что снижает их дальнобойность, что особенно важно, если теплица имеет значительную длину.The technical problem that could not be solved using the closest analogue is that the described duct system in very strong heat cannot provide sufficient cooling of the air in the greenhouse, because. each above-ground air duct connected to the air intake communicates with only one soil air duct, the underground part of the system has only one level, on which soil air ducts are located, which limits the total area of heat transfer from air to soil (and vice versa) and does not provide the required level of heat removal in soil. To ensure the cooling of the air in the greenhouse in extreme heat to the required extent when using the system described in the prototype, it will additionally be necessary to use ventilation using vents (doors) and fans installed in the walls of the greenhouses, which is an extreme, undesirable measure, t.to. when airing, all moisture leaves, and simultaneously with moisture, external ventilation used in summer ventilates at the same time all carbon dioxide (the main food of plants) and part of nitrogen, carbon dioxide and phosphorus are lost - hence the need for fertilizing and intensive watering. Also, during ventilation, representatives of harmful microfauna enter the greenhouses. In the general result - a decrease in yield by 2-5 times (Sunny Vegetarian Ivanko A., Kalinichenko A., Shmat N., Anfas. Kyiv. 1996). Otherwise, in the absence of ventilation, uncomfortable temperature conditions are created, the crop falls and even dies. The outlet pipes of the soil ducts of the system described in the prototype are located in the middle part of the greenhouse, which clutters up the central part of the beds, which cannot be fully used for planting, while reducing the usability of both the beds and the greenhouse as a whole. In addition, such an arrangement of outlet nozzles equipped with devices for forming fan jets makes it possible to form a full-fledged protective layer of cooled air that separates plants from the hot air of the upper part of the greenhouse, only at large (from 180 degrees) radial angles of release of flat, horizontal jets, which reduces their range, which is especially important if the greenhouse has a considerable length.

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является создание многоуровневой системы воздуховодов для создания благоприятных условий растениеводства при отсутствии или минимальном проветривании в теплице (далее система или система воздуховодов), предусматривающей:The technical result provided by the invention is the creation of a multi-level duct system to create favorable conditions for crop production in the absence or minimum ventilation in the greenhouse (hereinafter referred to as the system or duct system), providing for:

- увеличение общей площади теплопередачи от воздуха к почве и повышение эффективности этого процесса, а также более равномерный обогрев и увлажнение почвы,- increasing the total area of heat transfer from air to soil and increasing the efficiency of this process, as well as more uniform heating and moistening of the soil,

- эффективное охлаждение воздуха и подогрев почвы в теплицах, исключающее необходимость или сводящее к минимуму проветривание теплицы с помощью форточек (дверей) в летнюю жару,- effective cooling of air and heating of the soil in greenhouses, eliminating the need or minimizing the ventilation of the greenhouse with the help of vents (doors) in the summer heat,

- эффективное использование площади поверхности грядок для посадок, повышение удобства в использовании грядок и формирование защитной прослойки охлажденного воздуха, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы, практически, по всему пространству теплицы от одной торцевой стенки до другой, что в совокупности приводит к повышению эффективности и урожайности теплиц, в которых будет использована предлагаемая система.- efficient use of the surface area of the beds for planting, increasing the ease of use of the beds and the formation of a protective layer of cooled air that separates the plants from the hot air of the upper part of the greenhouse, practically throughout the entire space of the greenhouse from one end wall to the other, which together leads to an increase in efficiency and yields of greenhouses in which the proposed system will be used.

Технический результат достигается за счет выполнения многоуровневой системы воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице, содержащей воздухозаборник, находящийся в верхней части теплицы, выполненный в виде расположенного по всей длине теплицы воздуховода с перфорационными отверстиями, снабженный воздухораспределительными узлами, расположенными на его противоположных сторонах, соединенными с надпочвенными воздуховодами, сообщающимися с перфорированными почвенными воздуховодами с выходными патрубками; на выходных патрубках почвенных воздуховодов установлены вытяжные вентиляторы, снабженные устройствами формирования горизонтальных веерных струй, при этом, почвенные воздуховоды в совокупности образуют подземную систему воздуховодов, которая содержит две подземные части, первая из которых состоит из одного, наиболее близкого к поверхности земли уровня с почвенными воздуховодами на нем в количестве одного или более одного, а вторая часть подземной системы состоит из нескольких, от одного или более одного, более глубоко расположенных, дополнительных уровней почвенных воздуховодов, на каждом из которых размещаются воздуховоды в количестве одного или более одного; выходные патрубки почвенных воздуховодов расположены по краям теплицы; подземная система воздуховодов выполнена с возможностью охлаждения воздуха теплицы в двух попеременно переключаемых в зависимости от температуры воздуха в теплице с одного на другой режимах: в базовом режиме охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на патрубках почвенных воздуховодов первой подземной части, в этих воздуховодах первой подземной части охлаждается воздух, подогревается и увлажняется плодородный слой почвы в теплице, и в режиме дополнительного охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на выходных патрубках почвенных воздуховодов второй подземной части, в этих воздуховодах прокачивается и дополнительно охлаждается поступающий в них охлажденный воздух из почвенных воздуховодов первой подземной части; перед вентиляторами, работающими в режиме охлаждения, и перед вентиляторами, работающими в режиме дополнительного охлаждения, установлены заслонки, которые при переключении вентиляторов соответственно открываются или перекрываются, осуществляя переключение с одного режима работы подземной системы воздуховодов на другой.The technical result is achieved by performing a multi-level air duct system to create favorable conditions for growing plants in a greenhouse, containing an air intake located in the upper part of the greenhouse, made in the form of an air duct located along the entire length of the greenhouse with perforations, equipped with air distribution units located on its opposite sides, connected to above-ground air ducts connected to perforated soil air ducts with outlet nozzles; exhaust fans are installed on the outlet pipes of the soil air ducts, equipped with devices for forming horizontal fan jets, while the soil air ducts together form an underground air duct system, which contains two underground parts, the first of which consists of one level closest to the ground surface with soil air ducts on it in the amount of one or more than one, and the second part of the underground system consists of several, from one or more to one, more deeply located, additional levels of soil air ducts, each of which contains air ducts in the amount of one or more than one; outlet pipes of soil air ducts are located along the edges of the greenhouse; the underground air duct system is designed to cool the air of the greenhouse in two alternately switched depending on the temperature of the air in the greenhouse from one to the other modes: in the basic cooling mode, in which, by means of fans installed on the branch pipes of the soil air ducts of the first underground part, in these air ducts of the first underground part, the air is cooled, the fertile soil layer in the greenhouse is heated and moistened, and in the additional cooling mode, in which, by means of fans installed on the outlet pipes of the soil air ducts of the second underground part, the cooled air entering them from the soil air ducts of the first is pumped through and additionally cooled in these air ducts underground part; dampers are installed in front of the fans operating in the cooling mode and in front of the fans operating in the additional cooling mode, which, when the fans are switched, respectively open or close, switching from one operating mode of the underground duct system to another.

Увеличение общей площади теплопередачи от воздуха к почве и повышение эффективности этого процесса, а также более равномерный подогрев и увлажнение почвы обеспечивается за счет использования подземной системы, составленной из почвенных воздуховодов, которая содержит две подземные части, первая из которых состоит из одного, наиболее близкого к поверхности земли уровня с почвенными воздуховодами на нем в количестве одного или более одного, а вторая часть подземной системы состоит из нескольких, от одного или более одного, более глубоко расположенных, дополнительных уровней почвенных воздуховодов, на каждом из которых размещаются воздуховоды в количестве одного или более одного. Многоуровневая система почвенных воздуховодов позволит увеличить количество (от одного) параллельных, перфорированных почвенных воздуховодов (при сохранении их общей площади пропускных сечений), находящихся на одном уровне, а также общее количество почвенных воздуховодов, сообщающихся с одним надпочвенным воздуховодом, что, в свою очередь, приведет к увеличению общей площади теплопередачи от воздуха к почве (и наоборот) и повышению эффективности этого процесса, а также к более равномерному обогреву и увлажнению (из перфорации от конденсации горячего воздуха) почвы.An increase in the total area of heat transfer from air to soil and an increase in the efficiency of this process, as well as more uniform heating and moistening of the soil, is ensured through the use of an underground system composed of soil air ducts, which contains two underground parts, the first of which consists of one closest to surface of the ground level with soil air ducts on it in the amount of one or more than one, and the second part of the underground system consists of several, from one or more to one, more deeply located, additional levels of soil air ducts, each of which contains air ducts in the amount of one or more one. A multi-level system of soil air ducts will increase the number (from one) of parallel, perforated soil air ducts (while maintaining their total cross-sectional area) located at the same level, as well as the total number of soil air ducts communicating with one above-ground air duct, which, in turn, will lead to an increase in the total area of heat transfer from air to soil (and vice versa) and an increase in the efficiency of this process, as well as to more uniform heating and moistening (from perforation from hot air condensation) of the soil.

Эффективное использование площади поверхности грядок для посадок, повышение удобства в использовании, как грядок, так и теплицы в целом, и формирование защитной прослойки охлажденного воздуха, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы, практически, по всему пространству теплицы от одной торцевой стенки до другой (максимально возможной протяженности) обеспечивается за счет расположения выходных патрубков почвенных воздуховодов по краям теплицы, что позволяет освободить центральную часть грядок, не загромождая ее выходящими из грунта патрубками, для полноценного использования ее для посадок, повышая, при этом, удобство пользования, как грядками, так и теплицей в целом. Кроме того, такое расположение выходных патрубков, оснащенных устройствами формирования веерных струй, позволяет формировать полноценную защитную прослойку охлажденного воздуха, отделяющую растения от горячего воздуха верхней части теплицы, не только при больших (от 180 град) радиальных углах выпуска плоских, горизонтальных струй, что может повысить их дальнобойность, в особенности при значительной длине теплицы.Efficient use of the surface area of the beds for planting, increasing the usability of both the beds and the greenhouse as a whole, and the formation of a protective layer of cooled air that separates the plants from the hot air of the upper part of the greenhouse, practically throughout the entire space of the greenhouse from one end wall to the other (the maximum possible length) is ensured by the location of the outlet pipes of the soil air ducts along the edges of the greenhouse, which allows you to free the central part of the beds without cluttering it with pipes coming out of the ground, for its full use for planting, while increasing ease of use, like beds, and the greenhouse as a whole. In addition, such an arrangement of outlet nozzles equipped with devices for forming fan jets makes it possible to form a full-fledged protective layer of cooled air that separates plants from the hot air of the upper part of the greenhouse, not only at large (from 180 degrees) radial angles of release of flat, horizontal jets, which can increase their range, especially with a significant length of the greenhouse.

Эффективное охлаждение воздуха и подогрев почвы в теплицах, исключающее необходимость или сводящее к минимуму проветривание теплицы с помощью форточек (дверей) в летнюю жару, приводящее к повышению эффективности и урожайности теплиц, обеспечивается за счет: - выполнения подземной системы воздуховодов с возможностью охлаждения воздуха теплицы в двух попеременно переключаемых в зависимости от температуры воздуха в теплице с одного на другой режимах: в базовом режиме охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на патрубках почвенных воздуховодов первой подземной части, в этих воздуховодах первой подземной части охлаждается воздух, подогревается и увлажняется плодородный слой почвы в теплице, и в режиме дополнительного охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на выходных патрубках почвенных воздуховодов второй подземной части, в этих воздуховодах прокачивается и дополнительно охлаждается поступающий в них охлажденный воздух из почвенных воздуховодов первой подземной части,Efficient air cooling and soil heating in greenhouses, eliminating the need or minimizing ventilation of the greenhouse with the help of vents (doors) in the summer heat, leading to an increase in the efficiency and productivity of greenhouses, is ensured by: two modes alternately switched depending on the air temperature in the greenhouse from one to the other: in the basic cooling mode, in which, by means of fans installed on the branch pipes of the soil air ducts of the first underground part, the air is cooled in these air ducts of the first underground part, the fertile soil layer is heated and moistened in the greenhouse, and in the additional cooling mode, in which by means of fans installed on the outlet pipes of the soil air ducts of the second underground part, the cooled air entering them from the soil air ducts of the first underground part is pumped in these air ducts and additionally cooled,

- установкой перед вентиляторами, работающими в базовом режиме охлаждения, и перед вентиляторами, работающими в режиме дополнительного охлаждения, заслонок, которые при переключении вентиляторов соответственно открываются или перекрываются, осуществляя переключение с одного режима работы подземной системы воздуховодов на другой.- installing dampers in front of the fans operating in the basic cooling mode and in front of the fans operating in the additional cooling mode, which, when the fans switch, respectively, open or close, switching from one mode of operation of the underground air duct system to another.

При возможности работы подземной системы воздуховодов в двух легко переключаемых режимах создается возможность в летний период (в жаркую, солнечную погоду) регулировать отвод тепла в почву в зависимости от температуры воздуха в теплице, включая в работу систему в базовом режиме охлаждения (режиме обычного охлаждения, являющимся основным режимом охлаждения), либо включая в работу систему в режиме дополнительного охлаждения (дополнительного к базовому режиму охлаждения) при увеличении температуры воздуха (за счет увеличения количества уровней подземной части системы и количества почвенных воздуховодов на каждом ее уровне) и обеспечить отсутствие необходимости или сведение к минимуму проветривание с помощью форточек (дверей). Вся влага, углекислый газ с азотом, углекислотой и фосфором при этом, остаются в теплице и не улетучиваются (не теряются), как это было бы при проветривании, при не допуске в теплицу представителей вредной микрофауны, кроме того, эффективно увлажняется почва (из перфорации от конденсации горячего воздуха).If the underground air duct system can operate in two easily switchable modes, it is possible in the summer (in hot, sunny weather) to regulate heat removal to the soil depending on the air temperature in the greenhouse, including the system in the basic cooling mode (conventional cooling mode, which is the main mode of cooling), or by turning on the system in the mode of additional cooling (in addition to the basic mode of cooling) with an increase in air temperature (by increasing the number of levels of the underground part of the system and the number of soil air ducts at each level) and ensure that there is no need or reduction to minimum ventilation through vents (doors). At the same time, all moisture, carbon dioxide with nitrogen, carbon dioxide and phosphorus, remain in the greenhouse and do not evaporate (are not lost), as it would be during ventilation, if representatives of harmful microfauna are not allowed into the greenhouse, in addition, the soil is effectively moistened (from perforation from hot air condensation).

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

Изобретение поясняется фигурами, где на фиг.1 представлен вид предлагаемой системы воздуховодов сверху (воздухозаборник не показан), фиг.2 - разрез С-С на фиг.1, фиг.3-разрез К-К на фиг.1, фиг.4 - разрезы А-А и В-В на фиг.1 (показаны только почвенные воздуховоды первой части подземной системы), фиг.5-вид сверху на грядку с одним (фиг.5А) почвенным воздуховодом, двумя (фиг.5 В) почвенными воздуховодами, четырьмя (фиг.5С) почвенными воздуховодами первой части подземной системы, фиг.6 - вид сверху на грядки для теплицы с двумя продольными грядками и проходом между ними с двумя противоположно направленными плоскими соплами, с помощью которых создается прослойка охлажденного воздуха, защищающая растения от горячего воздуха верхней части теплицы. Позициями на фигурах обозначены:The invention is illustrated by figures, where figure 1 shows a view of the proposed system of air ducts from above (the air intake is not shown), figure 2 - section C-C in figure 1, figure 3-section K-K in figure 1, figure 4 - sections A-A and B-B in figure 1 (only soil air ducts of the first part of the underground system are shown), figure 5 is a top view of the bed with one (fig.5A) soil air duct, two (fig.5 B) soil air ducts, four (Fig.5C) soil air ducts of the first part of the underground system, Fig.6 - top view of the beds for the greenhouse with two longitudinal beds and a passage between them with two oppositely directed flat nozzles, which create a layer of cool air that protects the plants from the hot air from the top of the greenhouse. The positions in the figures are:

1 - теплица,1 - greenhouse,

2 - грядки,2 - beds,

3 - воздухозаборник,3 - air intake,

4 - плоские (щелевые) сопла для «режима -1» (устройства формирования горизонтальных веерных струй),4 - flat (slotted) nozzles for "mode -1" (devices for the formation of horizontal fan jets),

5 - надпочвенные воздуховоды,5 - aboveground air ducts,

6 - почвенные воздуховоды первой части подземной системы,6 - soil air ducts of the first part of the underground system,

7 - почвенные воздуховоды второй части подземной системы,7 - soil air ducts of the second part of the underground system,

8 - вентиляторы для «режима-1»,8 - fans for "mode-1",

9 - заслонка,9 - damper,

10 - коллектор,10 - collector,

11 - коллектор,11 - collector,

12 - выходные патрубки почвенных воздуховодов первой подземной части,12 - outlet pipes of soil air ducts of the first underground part,

13 - плоские (щелевые) сопла для «режима-2» (устройства формирования горизонтальных веерных струй),13 - flat (slotted) nozzles for "mode-2" (devices for the formation of horizontal fan jets),

14 - вентиляторы для «режима-2»,14 - fans for "mode-2",

15 - заслонка,15 - damper,

16 - перфорационные отверстия воздухозаборника,16 - perforations of the air intake,

17 - воздухораспределительные узлы,17 - air distribution units,

18 - перфорационные отверстия почвенных воздуховодов первой подземной части,18 - perforations of soil air ducts of the first underground part,

19 - перфорационные отверстия почвенных воздуховодов второй подземной части,19 - perforations of soil air ducts of the second underground part,

20 - выходные патрубки почвенных воздуховодов второй подземной части. Осуществление изобретения.20 - outlet pipes of soil air ducts of the second underground part. Implementation of the invention.

Многоуровневая система воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице содержит воздухозаборник 3 с перфорационными отверстиями 16, который находится в самой верхней части теплицы 1 и выполнен в виде расположенного по всей длине теплицы воздуховода с перфорационными отверстиями. Воздуховод воздухозаборника 3 может быть изготовлен, например, из труб ПВХ с диаметром 160-200 мм. Перфорационные отверстия 16 воздухозаборника 3 могут быть выполнены в его верхней полусфере или по всей его поверхности. Отверстия 16 могут быть выполнены диаметром 10-15 мм с убранными кромками отверстий на внешней поверхности для отбора самого горячего воздуха. Шаг перфорации может составлять, например, 100 мм с равномерным расположением по пять отверстий в ряд в плоскостях, перпендикулярных оси воздухозаборника. Воздухозаборник 3 может крепиться к элементам каркаса теплицы 1. Воздухозаборник 3 снабжен двумя воздухораспределительными узлами 17, которые расположены на противоположных концах воздухозаборника 3 и сообщаются с надпочвенными воздуховодами 5 диаметром, например, 110 мм. Каждый воздухораспределительный узел 17 сообщается, по меньшей мере, с двумя надпочвенными воздуховодами 5, которые, в свою очередь, сообщаются с перфорированными по всей длине почвенными (подземными) воздуховодами, снабженными вертикальными выходными патрубками 12 и 20. Выходящие из грунта выходные патрубки 12, 20 почвенных воздуховодов предлагаемой системы расположены по краям теплицы, не загромождая, при этом, центральную часть грядок, которая может полноценно использоваться для посадок.A multi-level duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse contains an air intake 3 with perforations 16, which is located in the uppermost part of the greenhouse 1 and is made in the form of an air duct located along the entire length of the greenhouse with perforations. Air intake duct 3 can be made, for example, of PVC pipes with a diameter of 160-200 mm. Perforations 16 of the air intake 3 can be made in its upper hemisphere or over its entire surface. Holes 16 can be made with a diameter of 10-15 mm with retracted edges of the holes on the outer surface to take the hottest air. The perforation pitch can be, for example, 100 mm with a uniform arrangement of five holes in a row in planes perpendicular to the axis of the air intake. The air intake 3 can be attached to the elements of the frame of the greenhouse 1. The air intake 3 is equipped with two air distribution units 17, which are located at opposite ends of the air intake 3 and communicate with the above-ground air ducts 5 with a diameter of, for example, 110 mm. Each air distribution unit 17 communicates with at least two above-ground air ducts 5, which, in turn, communicate with soil (underground) air ducts perforated along the entire length, equipped with vertical outlet pipes 12 and 20. Outlet pipes 12, 20 emerging from the ground soil air ducts of the proposed system are located along the edges of the greenhouse, without cluttering up, at the same time, the central part of the beds, which can be fully used for planting.

Почвенные воздуховоды в совокупности образуют подземную часть системы воздуховодов теплицы (далее подземная система или подземная система воздуховодов), состоящую из двух совмещенных подземных частей. Подземная система воздуховодов выполнена с возможностью охлаждения воздуха теплицы в двух переключаемых с одного на другой режимах, для чего выходные патрубки почвенных воздуховодов первой подземной части 12 снабжены вытяжными, регулируемыми, однотипными вентиляторами 8 для «режима-1» работы подземной системы - базового (основного) режима охлаждения воздуха теплицы, а выходные патрубки почвенных воздуховодов второй подземной части 20 снабжены другими аналогичными вентиляторами 14 (фиг.2 и фиг.3) для «режима-2» работы подземной системы - режима дополнительного охлаждения воздуха теплицы.The soil ducts together form the underground part of the greenhouse duct system (hereinafter referred to as the underground system or underground duct system), consisting of two combined underground parts. The underground air duct system is configured to cool the air of the greenhouse in two switchable modes, for which the outlet pipes of the soil air ducts of the first underground part 12 are equipped with exhaust, adjustable, identical fans 8 for "mode-1" of the operation of the underground system - basic (main) greenhouse air cooling mode, and the outlet pipes of the soil air ducts of the second underground part 20 are equipped with other similar fans 14 (figure 2 and figure 3) for "mode-2" operation of the underground system - the mode of additional cooling of the greenhouse air.

Первая подземная часть воздуховодов состоит из одного, наиболее близко расположенного к поверхности земли уровня почвенных воздуховодов 6, расположенных в грунте в зоне корней растений на глубине 0,3-0,4 м (см. фиг 2 и фиг.3), уложенных на слои щебня под грядками 2 по всей их длине в количестве одного или более одного. Эта часть обеспечивает нагрев и увлажнение плодородного слоя грунта грядок 2 теплицы 1 по всей их длине, общее охлаждение воздуха теплицы, а также создание охлажденной воздушной прослойки, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы 1 в обычном режиме охлаждения («режим-1»), при котором охлажденный воздух создается и прокачивается посредством вентиляторов 8 в почвенных воздуховодах первой подземной части 6.The first underground part of the air ducts consists of one, the level of soil air ducts 6 located closest to the ground surface, located in the soil in the zone of plant roots at a depth of 0.3-0.4 m (see Fig. 2 and Fig. 3), laid on layers crushed stone under the beds 2 along their entire length in the amount of one or more than one. This part provides heating and moistening of the fertile soil layer of the beds 2 of the greenhouse 1 along their entire length, general cooling of the greenhouse air, as well as the creation of a cooled air layer that separates the plants from the hot air of the upper part of the greenhouse 1 in the normal cooling mode ("mode-1") , in which cooled air is created and pumped by means of fans 8 in the soil air ducts of the first underground part 6.

Вторая часть подземной системы состоит из нескольких (от одного или более одного) более глубоко расположенных, дополнительных уровней почвенных воздуховодов 7 (см. фиг 2 и фиг.3), уложенных на слои щебня под грядками 2 по всей их длине, например, на двух уровнях, расположенных в земле на глубине 0,6-0,8 и 0,9 -1,2 метров соответственно. На каждом из уровней второй подземной части воздуховоды 7 размещаются в количестве одного или более одного. Эта вторая подземная часть в «режиме-2» (режиме дополнительного охлаждения) работы подземной системы, при котором посредством вентиляторов 14 (аналогичных вентиляторам 8) охлажденный воздух, поступающий из почвенных воздуховодов первой подземной части 6, прокачивается в почвенных воздуховодах второй подземной части 7, дополнительно охлаждаясь при этом. «Режим-2» обеспечивает дополнительное значительное общее охлаждение воздуха теплицы из-за увеличения объема почвы, в который отводится тепло, а также создания другой существенно более охлажденной новой воздушной прослойки, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы в летнюю жару, при сохранении увлажнения грунта грядок в районе корней растений на первом подземном уровне первой частью подземной системы. Это коренным образом меняет ситуацию, когда летом в сильную жару почва прогревается гораздо быстрее и первая часть подземной системы уже не успевает охлаждать воздух в теплице, а подключение второй (более глубоко расположенной) части подземной системы позволяет избежать проветривания, или свести его к минимуму при сохранении благоприятных условий для растений. Перед вентиляторами 8, работающими в режиме охлаждения, и перед вентиляторами 14, работающими в режиме дополнительного охлаждения, попеременно переключаемыми, установлены заслонки 9 (перед вентиляторами 8) и заслонки 15 (перед вентиляторами 14), которые при переключении вентиляторов соответственно открываются или перекрываются, осуществляя переключение с одного режима работы подземной системы воздуховодов на другой.The second part of the underground system consists of several (from one or more than one) more deeply located, additional levels of soil air ducts 7 (see Fig. 2 and Fig. 3) laid on layers of crushed stone under the beds 2 along their entire length, for example, on two levels located in the ground at a depth of 0.6-0.8 and 0.9-1.2 meters, respectively. On each of the levels of the second underground part of the air ducts 7 are placed in the amount of one or more than one. This second underground part is in "mode-2" (additional cooling mode) of the operation of the underground system, in which, by means of fans 14 (similar to fans 8), cooled air coming from the soil air ducts of the first underground part 6 is pumped into the soil air ducts of the second underground part 7, further cooling down. "Mode-2" provides additional significant overall cooling of the greenhouse air due to an increase in the volume of soil into which heat is removed, as well as the creation of another significantly cooler new air layer that separates plants from the hot air of the upper part of the greenhouse in the summer heat, while maintaining moisture soil beds in the area of plant roots on the first underground level of the first part of the underground system. This radically changes the situation when in the summer in extreme heat the soil warms up much faster and the first part of the underground system no longer has time to cool the air in the greenhouse, and the connection of the second (more deeply located) part of the underground system allows you to avoid ventilation, or minimize it while maintaining favorable conditions for plants. In front of the fans 8 operating in the cooling mode, and in front of the fans 14 operating in the additional cooling mode, alternately switched, dampers 9 (before the fans 8) and dampers 15 (before the fans 14) are installed, which, when the fans are switched, respectively open or overlap, exercising switching from one mode of operation of the underground duct system to another.

Почвенные воздуховоды 6, 7 по всей длине имеют отверстия 18 и 19 (перфорацию), через которые в почву проходит образующийся в этих воздуховодах (при охлаждении горячего воздуха под землей) водный конденсат, увлажняющий ее, что особенно важно для первой части подземной системы, которая расположена в районе корней растений. Перфорация во второй части подземной системы служит, в основном, для отвода водного конденсата из ее почвенных воздуховодов.Soil air ducts 6, 7 along the entire length have holes 18 and 19 (perforation), through which the water condensate formed in these air ducts (when the hot air is cooled underground) passes into the soil, moistening it, which is especially important for the first part of the underground system, which located at the roots of plants. Perforations in the second part of the underground system serve mainly to drain water condensate from its soil air ducts.

Перфорационные отверстия 18 и 19 выполнены в нижней полусфере почвенных воздуховодов 6 и 7. Например, они могут быть выполнены диаметром 5-10 мм. Шаг перфорации может составлять 200 мм с равномерным расположением по 3 отверстия в ряд в плоскостях, перпендикулярных оси воздухозаборника, например, по радиальным лучам 0°, 30° и -30° от вертикальной оси из центра круглого сечения почвенных воздуховодов 6 и 7 в их нижней полусфере.The perforations 18 and 19 are made in the lower hemisphere of the soil air ducts 6 and 7. For example, they can be made with a diameter of 5-10 mm. The perforation pitch can be 200 mm with a uniform arrangement of 3 holes in a row in planes perpendicular to the axis of the air intake, for example, along radial beams 0°, 30° and -30° from the vertical axis from the center of the circular section of soil air ducts 6 and 7 in their lower hemisphere.

Вытяжные вентиляторы 8, 14 снабжены устройствами формирования горизонтальных веерных струй, выполненных в виде плоских (щелевых) сопел 4 и 13.Exhaust fans 8, 14 are equipped with devices for forming horizontal fan jets, made in the form of flat (slotted) nozzles 4 and 13.

Диаметры вентиляторов 8, 14 соответствуют диаметрам оснащаемых ими труб или несколько превосходят их (используются переходники). Например, на выпускные трубы диаметром 110 мм могут устанавливаться вентиляторы с входным диаметром 120 мм. Эти вентиляторы легко монтируются, обслуживаются и заменяются, что обусловлено хорошей к ним доступностью. Они закреплены на всех выходных патрубках 12 и 20, выступающих из грунта на 1,3-1,5 метров, так как при высоте меньше 1,3 м сквозняк, создаваемый от их работы, будет вредить растениям и ухудшать условия их выращивания, при высоте больше 1,5 м неудобно обслуживать вентиляторы.The diameters of the fans 8, 14 correspond to the diameters of the pipes equipped with them or slightly exceed them (adapters are used). For example, exhaust pipes with a diameter of 110 mm can be fitted with fans with an inlet diameter of 120 mm. These fans are easy to install, maintain and replace due to their good accessibility. They are fixed on all outlet pipes 12 and 20, protruding from the ground by 1.3-1.5 meters, since at a height of less than 1.3 m, the draft created from their work will harm plants and worsen their growing conditions, at a height more than 1.5 m it is inconvenient to service the fans.

Многоуровневая система воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице работает следующим образом. На фиг.1-4 представлена предлагаемая система на примере распространенной теплицы с размерами 3×6 м с очень популярным расположением грядок: три узкие грядки ширина 60 см, с двумя проходами и дополнительной грядкой, соединяющей крайние боковые грядки. Предлагаемая система воздуховодов может быть использована для регулирования температуры воздуха и почвы в теплицах, когда горячий воздух из верхней части теплицы (куда он поднимается нагретый солнцем и где расположен воздухозаборник), проходя по трубам с помощью вентиляторов, отдает тепло почве и возвращается из системы воздуховодов в основное помещение теплицы уже охлажденным. Почва же прогревается. Ночью воздух остывает, но прогретая почва отдает тепло, в результате температура воздуха в теплице может оставаться допустимой для растений и не требовать дополнительного подогрева.A multi-level duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse works as follows. Figure 1-4 shows the proposed system on the example of a common greenhouse with dimensions of 3×6 m with a very popular arrangement of beds: three narrow beds 60 cm wide, with two aisles and an additional bed connecting the outermost side beds. The proposed air duct system can be used to regulate the temperature of air and soil in greenhouses, when hot air from the upper part of the greenhouse (where it rises heated by the sun and where the air intake is located), passing through the pipes with the help of fans, gives off heat to the soil and returns from the air duct system to the main room of the greenhouse is already chilled. The soil is warming up. At night, the air cools down, but the heated soil gives off heat, as a result, the air temperature in the greenhouse can remain acceptable for plants and does not require additional heating.

Предлагаемая система может работать в двух разных режимах работы подземной системы воздуховодов: в «режиме-1» - базовом режиме охлаждения и в «режиме-2» - режиме дополнительного охлаждения. При работе вентиляторов 8 для «режима-1» - базового режима охлаждения воздухозаборник 3 собирает самый горячий воздух под крышей теплицы 1, практически, по всей ее длине в самой высокой части, что обеспечивает увеличенную массу горячего воздуха, доставляемого в подземную часть системы с двух направлений, а значит и ее эффективность. Направление движения воздуха показано стрелками на фиг.2-3. Далее горячий воздух из воздухораспределительных узлов 17 через надпочвенные воздуховоды 5 поступает в перфорированные почвенные воздуховоды 6, расположенные в первой части подземной системы воздуховодов на уровне, наиболее близком к поверхности земли. Далее горячий воздух, проходя по перфорированным почвенным воздуховодам 6, расположенным в грунте в зоне корней растений на глубине 0,3-0,4 м по всей длине грядок, нагревает их. Почвенные воздуховоды 6 снабжаются горячим воздухом из двух противоположных воздухораспределительных узлов 17. Каждый почвенный воздуховод 6 (если их несколько) снабжается горячим воздухом одинаково.The proposed system can operate in two different operating modes of the underground duct system: in "mode-1" - basic cooling mode and in "mode-2" - additional cooling mode. When the fans 8 are operating for "mode-1" - the basic cooling mode, the air intake 3 collects the hottest air under the roof of the greenhouse 1, almost along its entire length in the highest part, which provides an increased mass of hot air delivered to the underground part of the system from two directions, and hence its effectiveness. The direction of air movement is shown by arrows in Fig.2-3. Further, hot air from the air distribution units 17 through the above ground air ducts 5 enters the perforated soil air ducts 6 located in the first part of the underground air duct system at the level closest to the ground surface. Further, hot air, passing through perforated soil air ducts 6, located in the soil in the zone of plant roots at a depth of 0.3-0.4 m along the entire length of the beds, heats them up. Soil air ducts 6 are supplied with hot air from two opposite air distribution units 17. Each soil air duct 6 (if there are several) is supplied with hot air equally.

Вентиляторы 8 равномерно прокачивают воздух по всей системе, начиная с забора горячего воздуха в воздухозаборник 3, размещенный под крышей теплицы в самой высокой части, через почвенные воздуховоды 6, где воздух охлаждается и выходит далее через вентиляторы 8 в саму теплицу. В «режиме-1» вытяжной вентилятор 8 (см. фиг.2) при открытой заслонке 9, установленной перед вентилятором 8, сосет воздух из воздухозаборника 3. Из плоского сопла 13 вентилятор 8, при этом, воздух не засасывает, т.к. заслонка 15, установленная перед вентилятором 14, перекрыта, что мешает протоку воздуха из почвенных воздуховодов 6 первой части подземной системы воздуховодов в почвенные воздуховоды 7 второй части подземной системы. Протоку воздуха из воздуховодов 6 в воздуховоды 7 также препятствует скопившийся (стоящий) перед заслонкой 15 воздух соответствующего давления. Таким образом, воздух непосредственно идет из воздухозаборника 3 по первому уровню подземной части в сопло 4. «Режим-1» - базовый режим охлаждения используется летом в жару при температуре, когда почва прогревается, но первая часть подземной системы еще успевает охлаждать воздух в теплице до приемлемой для конкретных видов растений температуры и дополнительное проветривание теплицы не требуется.Fans 8 evenly pump air throughout the system, starting from the intake of hot air into the air intake 3, located under the roof of the greenhouse in the highest part, through the soil air ducts 6, where the air is cooled and goes further through the fans 8 into the greenhouse itself. In "mode-1" exhaust fan 8 (see figure 2) with an open damper 9 installed in front of the fan 8, sucks air from the air intake 3. From the flat nozzle 13, the fan 8 does not suck in air, because the damper 15 installed in front of the fan 14 is blocked, which prevents the flow of air from the soil air ducts 6 of the first part of the underground air duct system to the soil air ducts 7 of the second part of the underground system. The flow of air from the air ducts 6 into the air ducts 7 is also prevented by the accumulated (standing) air of the corresponding pressure in front of the damper 15. Thus, the air goes directly from the air intake 3 through the first level of the underground part to the nozzle 4. "Mode-1" - the basic cooling mode is used in summer in the heat at a temperature when the soil warms up, but the first part of the underground system still has time to cool the air in the greenhouse up to temperature acceptable for specific plant species and additional ventilation of the greenhouse is not required.

При наступлении летом сильной жары при солнечной погоде, когда почва прогревается гораздо быстрее и первая часть подземной системы уже не успевает охлаждать воздух в теплице, температура воздуха в теплице становится выше верхнего предела благоприятного для конкретных растений диапазона температур, работу подземной системы воздуховодов переводят в «режим-2» - режим дополнительного охлаждения.When intense heat sets in in summer in sunny weather, when the soil warms up much faster and the first part of the underground system no longer has time to cool the air in the greenhouse, the air temperature in the greenhouse becomes higher than the upper limit of the temperature range favorable for specific plants, the operation of the underground air duct system is transferred to the "mode -2" - additional cooling mode.

Переключение режимов работы подземной системы воздуховодов в зависимости от температуры воздуха в теплице в летнюю жару с «режима-1» на «режим-2» осуществляется переключением вентиляторов 8 на вентиляторы 14 (включение), а также перекрытием заслонки 9 и открытием заслонки 15 (и, наоборот, при переключении с «режима-2» на «режим-1»). Для ручного переключения важно, чтобы вентиляторы 8, 14, как и заслонки 9, 15 располагались недалеко друг от друга. Функцию заслонок по перекрытию воздушного потока могут выполнять заглушки на плоские сопла.Switching the operating modes of the underground air duct system depending on the air temperature in the greenhouse in the summer heat from “mode-1” to “mode-2” is carried out by switching fans 8 to fans 14 (turning on), as well as closing damper 9 and opening damper 15 (and , on the contrary, when switching from "mode-2" to "mode-1"). For manual switching, it is important that fans 8, 14, as well as dampers 9, 15, are located close to each other. The function of dampers to block the air flow can be performed by plugs on flat nozzles.

При работе вентиляторов 14 для «режима-2» - режима дополнительного охлаждения воздухозаборник 3 также собирает самый горячий воздух под крышей теплицы 1, практически, по всей ее длине в самой высокой части, что обеспечивает увеличенную массу горячего воздуха, доставляемого в подземную часть системы с двух направлений, а значит и ее эффективность.During the operation of the fans 14 for "mode-2" - additional cooling mode, the air intake 3 also collects the hottest air under the roof of the greenhouse 1, almost along its entire length in the highest part, which provides an increased mass of hot air delivered to the underground part of the system from two directions, and hence its effectiveness.

Направление движения воздуха показано стрелками на фиг.2-3. Далее горячий воздух из воздухораспределительных узлов 17 через надпочвенные воздуховоды 5 поступает в перфорированные почвенные воздуховоды 6, расположенные в первой части подземной системы воздуховодов на уровне, наиболее близком к уровню земли, и, проходя по ним по всей длине грядок, нагревает их, а сам, при этом охлаждается. Через перфорационные отверстия 18 почвенных воздуховодов 6 в почву проходит образующийся в увеличенных количествах, обусловленных увеличением в трубах массы горячего воздуха, конденсат, интенсивнее увлажняя почву. Далее охлажденный воздух из почвенных воздуховодов 6 первого уровня (первая часть подземной системы) не попадает в теплицу через плоские (щелевые) сопла 4 (фиг 2 и 3), а гораздо более существенно дополнительно охлаждается в почвенных воздухопроводах 7 на более нижних и прохладных (для этого примера - втором и третьем) уровнях второй части подземной системы и, лишь затем, через плоские (щелевые) сопла 13 выпускается в воздушное пространство теплицы. Число уровней второй части подземной части системы является величиной выборной и определяется климатом (температурой и наличием солнечных дней) местности, а также разумными объемами земляных работ. Подключение второй (более глубоко расположенной) части подземной системы позволяет избежать проветривания или свести его к минимуму в летнюю жару и, как следствие, значительно повышает урожай.The direction of air movement is shown by arrows in Fig.2-3. Further, hot air from the air distribution units 17 through the above-ground air ducts 5 enters the perforated soil air ducts 6, located in the first part of the underground air duct system at the level closest to the ground level, and, passing through them along the entire length of the beds, heats them, and itself, while cooling down. Through the perforations 18 of the soil air ducts 6, the condensate formed in increased quantities, due to the increase in the mass of hot air in the pipes, passes into the soil, moistening the soil more intensively. Further, the cooled air from soil air ducts 6 of the first level (the first part of the underground system) does not enter the greenhouse through flat (slotted) nozzles 4 (Figs. 2 and 3), but is much more significantly additionally cooled in soil air ducts 7 at lower and cooler of this example - the second and third) levels of the second part of the underground system and, only then, through flat (slotted) nozzles 13 is released into the airspace of the greenhouse. The number of levels of the second part of the underground part of the system is an elective value and is determined by the climate (temperature and the presence of sunny days) of the area, as well as a reasonable amount of excavation. Connecting the second (deeper) part of the underground system allows you to avoid or minimize ventilation in the summer heat and, as a result, significantly increase the yield.

На «режиме-2» работает только вентилятор 14 при открытой заслонке 15. Воздух выходить из системы через закрытую заслонку 9 и при отключенном вентиляторе 8 не может, как и засасываться (по длинному маршруту) через сопло 4 включенным вентилятором 14, так как закрыта заслонка 9. Таким образом, воздух непосредственно идет из воздухозаборника 3 по всем уровням первой и второй частей подземной системы воздуховодов в сопло 13. Через перфорационные отверстия 18, 19 почвенных воздуховодов 6, 7 при работе системы в разных режимах в почву проходит конденсат, увлажняя почву.In “mode-2”, only the fan 14 works with the damper 15 open. The air cannot leave the system through the closed damper 9 and when the fan 8 is turned off, as well as it cannot be sucked (along the long route) through the nozzle 4 by the turned on fan 14, since the damper is closed 9. Thus, the air directly goes from the air intake 3 through all levels of the first and second parts of the underground air duct system to the nozzle 13. Through the perforations 18, 19 of the soil air ducts 6, 7, when the system is operating in different modes, condensate passes into the soil, moistening the soil.

На фиг.1 - фиг.5 показано, что каждая грядка 2 обеспечивается теплоносителем (воздухом) одним надпочвенным воздуховодом 5. Рядом расположенные грядки запитаны от воздухораспределительных узлов 17 на противоположных концах воздухозаборника 3. Это определяет противоположно направленное движение воздуха в почвенных воздуховодах соседних грядок и противоположно направленный выпуск струй из их плоских сопел (см. фиг 1) для базового режима (сопла 4) или режима дополнительного охлаждения (сопла 13) с незначительным или даже нулевым (когда струи расширяются естественным образом) значением радиального угла выпуска плоских, горизонтальных струй для формирования полноценной защитной прослойки охлажденного воздуха, отделяющей растения от горячего воздуха верхней части теплицы 1. Это обеспечивает их максимальную дальнобойность, что особенно важно, если теплица имеет значительную длину. Таким образом, в теплице с помощью соседних, противоположно направленных, встречных, дальнобойных плоских горизонтальных струй формируется протяженная прослойка охлажденного воздуха по всему объему теплицы защищающая растения от горячего воздуха верхней части теплицы (фиг 1). На «режиме-1» - режиме базового охлаждения прослойка охлажденного воздуха создается с помощью плоских (щелевых) сопел 4 вентиляторов 8, на «режиме-2» - режиме дополнительного охлаждения - с помощью плоских (щелевых) сопел 13 вентиляторов 14, расположенных на несколько более высоком уровне (фиг.2, 3, 4). При этом на «режиме-2» в теплице формируется прослойка дополнительно охлажденного воздуха, лучше защищающая растения от горячего воздуха верхней части теплицы.Figure 1 - figure 5 shows that each bed 2 is provided with a coolant (air) one above-ground air duct 5. Nearby beds are powered from air distribution nodes 17 at opposite ends of the air intake 3. This determines the oppositely directed air movement in the soil air ducts of adjacent beds and oppositely directed release of jets from their flat nozzles (see Fig. 1) for the base mode (nozzles 4) or the additional cooling mode (nozzles 13) with negligible or even zero (when the jets expand naturally) value of the radial angle of the release of flat, horizontal jets for formation of a full-fledged protective layer of cooled air, separating plants from the hot air of the upper part of the greenhouse 1. This ensures their maximum range, which is especially important if the greenhouse has a considerable length. Thus, in the greenhouse with the help of adjacent, oppositely directed, oncoming, long-range flat horizontal jets, an extended layer of cooled air is formed throughout the entire volume of the greenhouse, protecting plants from the hot air of the upper part of the greenhouse (Fig. 1). On "mode-1" - basic cooling mode, a layer of cooled air is created using flat (slotted) nozzles 4 fans 8, on "mode-2" - additional cooling mode - using flat (slotted) nozzles 13 fans 14, located on several higher level (figure 2, 3, 4). At the same time, in the "mode-2" in the greenhouse, a layer of additionally cooled air is formed, which better protects the plants from the hot air of the upper part of the greenhouse.

Плоские (щелевые) сопла 4, 13 вентиляторов 8, 14 позволяют эффективно формировать параметры горизонтальных веерных струй (дальность и границы) на протяжении всей длины грядок. Причем, эта прослойка отделяет верхнюю часть теплицы от нижней, где могут быть размещены грядки различного количества, ширины и пр., в пределах размеров теплицы. Например, на фиг.6 показан вид сверху на грядки для теплицы с двумя продольными грядками и проходом между ними с двумя противоположно направленными плоскими соплами, с помощью которых в совокупности создается прослойка охлажденного воздуха, защищающая, растения от горячего воздуха верхней части теплицы. Это создает значительно более благоприятные и комфортные для них условия, увеличивая урожайность. Вертикальные выходные патрубки 12 и 20 из грунта грядок выступают на 1,3-1,5 м. При высоте меньше 1,3 м сквозняк, создаваемый от их работы, будет вредить растениям и ухудшать условия выращивания, при высоте больше 1,5 м неудобно обслуживать вентиляторы.Flat (slotted) nozzles 4, 13 of fans 8, 14 make it possible to effectively form the parameters of horizontal fan jets (range and boundaries) throughout the entire length of the beds. Moreover, this layer separates the upper part of the greenhouse from the bottom, where beds of various numbers, widths, etc., can be placed within the size of the greenhouse. For example, figure 6 shows a top view of the beds for a greenhouse with two longitudinal beds and a passage between them with two oppositely directed flat nozzles, which together create a layer of cool air that protects the plants from the hot air of the upper part of the greenhouse. This creates much more favorable and comfortable conditions for them, increasing productivity. Vertical outlet pipes 12 and 20 protrude from the soil of the beds by 1.3-1.5 m. At a height of less than 1.3 m, the draft created from their work will harm plants and worsen growing conditions, at a height of more than 1.5 m it is inconvenient service fans.

На фиг.5 показан вид сверху на грядку с одним (фиг.5А) почвенным воздуховодом 6, а также для примера, двумя (фиг.5В) и четырьмя (фиг.5С) почвенными воздуховодами первой части подземной системы. Увеличение количества (от одного) параллельных, перфорированных почвенных воздуховодов одного уровня 6 (при сохранении общей площади их пропускных сечений) с помощью коллектора 10, сообщающихся с одним надпочвенным воздуховодом 5 (см. фиг.5), приводит к увеличению общей площади теплопередачи от воздуха к почве (и наоборот) и повышению эффективности этого процесса, а также к более равномерному обогреву и увлажнению (из перфорации от конденсации горячего воздуха) почвы. Число параллельных, перфорированных почвенных воздуховодов 6 может быть величиной выборной и, во многом, зависит от ширины грядок и уровня практической целесообразности. На фиг.5 (вид В и вид С) показано, что несколько параллельных, перфорированных почвенных воздуховодов 6 могут соединятся с выходным патрубком 12 с помощью коллектора 11. Для более заглубленной второй части подземной системы может использоваться аналогичное увеличение количества (от одного) параллельных, перфорированных почвенных воздуховодов 7 для каждого уровня второй подземной части системы (при сохранении общей площади их пропускных сечений), что приводит к увеличению общей площади теплопередачи от воздуха к почве и повышению эффективности этого процесса. Кроме того, это также способствует исключению или сведению к минимуму проветривания с помощью форточек (дверей) в летнюю жару за счет увеличения отвода тепла в почву и, как следствие, значительному повышению урожайности.Figure 5 shows a top view of a bed with one (FIG. 5A) soil air duct 6, as well as, for example, two (FIG. 5B) and four (FIG. 5C) soil air ducts of the first part of the underground system. An increase in the number (from one) of parallel, perforated soil ducts of the same level 6 (while maintaining the total area of their throughput sections) using a collector 10, communicating with one above-ground duct 5 (see Fig.5), leads to an increase in the total area of heat transfer from air to the soil (and vice versa) and increase the efficiency of this process, as well as more uniform heating and moistening (from perforation from hot air condensation) of the soil. The number of parallel, perforated soil air ducts 6 can be an elective value and, in many respects, depends on the width of the beds and the level of practical expediency. Figure 5 (view B and view C) shows that several parallel, perforated soil ducts 6 can be connected to the outlet 12 using a collector 11. For a deeper second part of the underground system, a similar increase in the number (from one) of parallel, perforated soil air ducts 7 for each level of the second underground part of the system (while maintaining the total area of their throughput sections), which leads to an increase in the total area of heat transfer from air to soil and an increase in the efficiency of this process. In addition, it also contributes to the elimination or minimization of ventilation with the help of vents (doors) in the summer heat by increasing heat removal to the soil and, as a result, a significant increase in yield.

Увеличение ширины грядки может потребовать увеличения количества надпочвенных воздуховодов 5, соединенных с одним из воздухораспределительных узлов 17, (от одного на одну грядку) с выбранным количеством почвенных воздуховодов для каждого из них. Основные элементы системы, такие как воздухозаборник, надпочвенные и почвенные воздуховоды с выходными патрубками могут быть изготовлены из труб ПВХ разного диаметра. Воздухозаборник может быть изготовлен, например, из труб с диаметром 160-200 мм, а надпочвенные воздуховоды, и выходные патрубки из труб - 110 мм.Increasing the bed width may require increasing the number of above-ground air ducts 5 connected to one of the air distribution units 17 (from one per bed) with a selected number of soil air ducts for each of them. The main elements of the system, such as the air intake, above ground and soil air ducts with outlet pipes, can be made of PVC pipes of different diameters. The air intake can be made, for example, from pipes with a diameter of 160-200 mm, and above-ground air ducts and outlet pipes from pipes - 110 mm.

Предлагаемая система гибка и универсальна, подходит практически для всех типов теплиц с различными расположениями грядок, а также легко может свободно трансформироваться изменением положения и количества подземных трубопроводов, труб, соединяющих верхнюю и подземную части системы и др. Высокая степень регулируемости системы обеспечивается отдельными регулируемыми вентиляторами. Эта система позволяет обеспечить подогрев при использовании вентиляторов не только воздуха, но и почвы, что обычно невозможно. Когда ночью воздух остывает, прогретые днем, на втором режиме работы системы (режиме дополнительного охлаждения воздуха), большие объемы почвы отдают в теплицу дополнительное тепло, в результате температура в теплице может оставаться допустимой для растений более длительное время вплоть до появления дневного солнечного тепла и не требовать дополнительного подогрева.The proposed system is flexible and versatile, suitable for almost all types of greenhouses with different arrangements of beds, and can also be easily freely transformed by changing the position and number of underground pipelines, pipes connecting the upper and underground parts of the system, etc. A high degree of controllability of the system is ensured by separate adjustable fans. This system makes it possible to provide heating when using fans not only for air, but also for soil, which is usually impossible. When the air cools down at night, warmed up during the day, in the second operating mode of the system (additional air cooling mode), large volumes of soil give off additional heat to the greenhouse, as a result, the temperature in the greenhouse can remain acceptable for plants for a longer time until the daytime solar heat appears and does not require additional heating.

Предлагаемая система, при ее автоматизации и использовании датчиков температуры для включения одного из двух режимов ее работы, позволяет избежать пользователю ежедневного открывания (утром) и закрывания (вечером) окон и дверей теплицы летом во избежание перегрева (болезней и гибели) растений, что является обычной практикой и «привязывает» пользователя к огороду, не позволяя ему отлучаться даже на непродолжительный срок, что очень неудобно и является серьезным ограничением для современного развития огородничества и садоводства. Даже, если пользователь примет решение использовать проветривание теплицы с помощью окон и дверей и, при этом, в условиях чрезвычайной жары, не будут обеспечиваться приемлемые условия для растений, предлагаемая система позволит отвести излишнее тепло в значительные объемы земли, а вентиляторы обеспечат движение охлажденного воздуха по теплице, что улучшит условия для растений, а также позволит избежать болезней, связанных с застоем воздуха, характерном для определенных, весьма распространенных, типов приусадебных теплиц, например, удлиненных арочных, имеющих двери и окна только в торцевых стенках. Предлагаемая система воздуховодов может не только использоваться на различных типах теплиц, но и устанавливаться как на новые теплицы, так и уже эксплуатируемые, что даст значительный рост урожайности выращиваемых растений и большой экономический эффект при ее внедрении.The proposed system, with its automation and the use of temperature sensors to switch on one of its two modes of operation, allows the user to avoid daily opening (in the morning) and closing (in the evening) of the windows and doors of the greenhouse in the summer in order to avoid overheating (diseases and death) of plants, which is common practice and "binds" the user to the garden, not allowing him to leave even for a short time, which is very inconvenient and is a serious limitation for the modern development of gardening and horticulture. Even if the user chooses to ventilate the greenhouse through windows and doors, and in this case, in extreme heat conditions, acceptable conditions for plants will not be provided, the proposed system will allow the excess heat to be removed to significant volumes of the ground, and the fans will ensure the movement of cooled air through greenhouse, which will improve conditions for plants, as well as avoid diseases associated with stagnation of air, which is characteristic of certain, very common, types of backyard greenhouses, for example, elongated arched ones that have doors and windows only in the end walls. The proposed air duct system can not only be used on various types of greenhouses, but also installed both on new greenhouses and those already in operation, which will give a significant increase in the yield of grown plants and a great economic effect when it is implemented.

Claims (5)

1. Многоуровневая система воздуховодов для создания благоприятных условий выращивания растений в теплице, содержащая воздухозаборник, находящийся в верхней части теплицы, выполненный в виде расположенного по всей длине теплицы воздуховода с перфорационными отверстиями, снабженный воздухораспределительными узлами, расположенными на его противоположных сторонах, соединенными с надпочвенными воздуховодами, сообщающимися с перфорированными почвенными воздуховодами с выходными патрубками, на выходных патрубках почвенных воздуховодов установлены вытяжные вентиляторы, снабженные устройствами формирования горизонтальных веерных струй, отличающаяся тем, что почвенные воздуховоды в совокупности образуют подземную систему воздуховодов, которая содержит две подземные части, первая из которых состоит из одного, наиболее близкого к поверхности земли уровня с почвенными воздуховодами на нем в количестве одного или более одного, а вторая часть подземной системы состоит из одного или более одного, более глубоко расположенных дополнительных уровней почвенных воздуховодов, на каждом из которых размещены воздуховоды в количестве одного или более одного, выходные патрубки почвенных воздуховодов расположены по краям теплицы, подземная система воздуховодов выполнена с возможностью охлаждения воздуха теплицы в двух попеременно переключаемых в зависимости от температуры воздуха в теплице с одного на другой режимах: в базовом режиме охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на патрубках почвенных воздуховодов первой подземной части, в этих воздуховодах первой подземной части охлаждается воздух, подогревается и увлажняется плодородный слой почвы в теплице, и в режиме дополнительного охлаждения, при котором посредством вентиляторов, установленных на выходных патрубках почвенных воздуховодов второй подземной части, в этих воздуховодах прокачивается и дополнительно охлаждается поступающий в них охлажденный воздух из почвенных воздуховодов первой подземной части, перед вентиляторами, работающими в режиме охлаждения, и перед вентиляторами, работающими в режиме дополнительного охлаждения, установлены заслонки, которые при переключении вентиляторов соответственно открываются или перекрываются, осуществляя переключение с одного режима работы подземной системы воздуховодов на другой.1. A multi-level air duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse, containing an air intake located in the upper part of the greenhouse, made in the form of an air duct located along the entire length of the greenhouse with perforations, equipped with air distribution units located on its opposite sides, connected to above-ground air ducts connected with perforated soil air ducts with outlet nozzles, exhaust fans are installed on the outlet nozzles of the soil air ducts, equipped with devices for forming horizontal fan jets, characterized in that the soil air ducts together form an underground air duct system, which contains two underground parts, the first of which consists of one level closest to the ground surface with soil air ducts on it in the amount of one or more than one, and the second part of the underground system consists of one or more than one, more deeply located additional levels of soil air ducts, each of which has air ducts in the amount of one or more more than one, the outlet pipes of the soil air ducts are located at the edges of the greenhouse, the underground air duct system is designed to cool the greenhouse air in two alternately switched depending on the air temperature in the greenhouse from one to the other: in the basic cooling mode, in which by means of fans installed on soil air ducts of the first underground part, in these air ducts of the first underground part, the air is cooled, the fertile soil layer in the greenhouse is heated and moistened, and in the additional cooling mode, in which, by means of fans installed on the outlet pipes of the soil air ducts of the second underground part, and the cooled air entering them from the soil air ducts of the first underground part is additionally cooled, dampers are installed in front of the fans operating in the cooling mode and in front of the fans operating in the additional cooling mode, which, when switching the fans, respectively open or close, switching from one mode operation of the underground duct system to another. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что количество надпочвенных воздуховодов, соединенных с воздухораспределительными узлами, в зависимости от ширины грядки может быть выбрано в количестве одного или более одного.2. The system according to claim 1, characterized in that the number of above-ground air ducts connected to the air distribution units, depending on the width of the bed, can be selected in the amount of one or more than one. 3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройства формирования горизонтальных веерных струй вентиляторов выполнены в виде плоских щелевых сопел.3. The system according to claim 1, characterized in that the devices for forming horizontal fan jets of fans are made in the form of flat slotted nozzles. 4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что перфорационные отверстия воздухозаборника выполнены в его верхней полусфере.4. The system according to claim. 1, characterized in that the perforations of the air intake are made in its upper hemisphere. 5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что перфорационные отверстия воздухозаборника выполнены по всей его поверхности.5. The system according to claim. 1, characterized in that the perforations of the air intake are made over its entire surface.
RU2023103959A 2023-02-20 Multilevel duct system for creating favourable conditions for growing plants in a greenhouse RU2801702C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801702C1 true RU2801702C1 (en) 2023-08-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1826607A (en) * 1928-06-08 1931-10-06 Michael A Eiben Method and apparatus for promoting plant growth in greenhouses
SU978776A1 (en) * 1980-09-05 1982-12-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Method and apparatus for growing plants in hothouse
CN2899439Y (en) * 2006-04-18 2007-05-16 杨海林 Circulation heat storage greenhouse
RU2521442C1 (en) * 2013-04-29 2014-06-27 Алексей Алексеевич Палей Growing house
RU201297U1 (en) * 2020-03-17 2020-12-08 Александр Михайлович Андреев A device for heating and moistening soil in a greenhouse
RU2777506C1 (en) * 2021-09-27 2022-08-05 Олег Всеволодович Бондарев Duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1826607A (en) * 1928-06-08 1931-10-06 Michael A Eiben Method and apparatus for promoting plant growth in greenhouses
SU978776A1 (en) * 1980-09-05 1982-12-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Method and apparatus for growing plants in hothouse
CN2899439Y (en) * 2006-04-18 2007-05-16 杨海林 Circulation heat storage greenhouse
RU2521442C1 (en) * 2013-04-29 2014-06-27 Алексей Алексеевич Палей Growing house
RU201297U1 (en) * 2020-03-17 2020-12-08 Александр Михайлович Андреев A device for heating and moistening soil in a greenhouse
RU2784674C1 (en) * 2021-09-23 2022-11-29 Викторий Данилович Девяткин Control of year-round accumulation of solar heat and cold in soil under ground of fields and supply of heat or cold to root zone during vegetation period by v. d. devyatkin
RU2777506C1 (en) * 2021-09-27 2022-08-05 Олег Всеволодович Бондарев Duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018101212A4 (en) System and structure for environmental control
CN103650989A (en) Potted anthurium cultivating greenhouse
RU2549087C1 (en) Greenhouse and method of its microclimate keeping and adjustment
JP3679053B2 (en) Vertical hydroponic cultivation equipment
RU2801702C1 (en) Multilevel duct system for creating favourable conditions for growing plants in a greenhouse
JP3690605B2 (en) greenhouse
KR200458453Y1 (en) Circulator for green house
CN206744035U (en) intelligent ecological greenhouse
KR100672778B1 (en) A heat exchange synthetic resins for agricultule
CN113692892A (en) Circulating air temperature control greenhouse system and temperature control method thereof
RU2808175C1 (en) Air ducts system for creation of favorable conditions for plant production in greenhouse with regulation of air and soil temperature
WO2017188804A1 (en) Apparatus for cultivating seedlings and growing plants in greenhouses
KR101829333B1 (en) Eco unheated the mushroom cultivation shed and Mushroom cultivation methods using the same
RU2777506C1 (en) Duct system for creating favorable conditions for growing plants in a greenhouse
CN209806696U (en) Plant cultivation basin convenient for water, fertilizer and heat management
RU2790873C1 (en) High bed with soil temperature control
JP6814425B2 (en) Growth assistance device and plant growth device
KR200344749Y1 (en) System for heat exchange in a greenhouse
KR100354963B1 (en) Chilly wind apparatus with pad-box
RU2792797C1 (en) High fenced bed with soil temperature control system
CN215872875U (en) Circulating air temperature control greenhouse system
CN217336662U (en) Heating device for strawberry greenhouse planting
KR100234560B1 (en) Apparatus and method for controlling temperature of the soil in the hot house
KR102360373B1 (en) Mushroom cultivation system
WO2005081889A2 (en) Improved greenhouse system and method