Всесезонная гелиотеплица

(51)01 9/24 (2010.01) 24 2/00 (2010.01) 24 2/54 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Во всесезонной гелиотеплице,содержащей светопрозрачное покрытие, теплоаккумулятор с каналами,сообщающимися трубами с поверхностью почвы и вентилятор, согласно изобретению, она состоит из секций, светопрозрачное покрытие каждой секции размещено на жестких фермах, причем с южной стороны- с углом наклона не менее 20 к горизонтали, поперек ферм, в верхней их части расположены воздухозаборные короба,покрытые черной селективной краской и соединенные с вентилятором и теплоаккумулятором зачерненными воздуховодами, при этом секционные каналы теплоаккумулятора выполнены из полиэтиленовых труб, уложенных по ширине секции теплицы на глубину 3-4 м от поверхности почвы, с гидравлическими уклонами в сторону движения воздуха 1200, в нижней части каналов, в почве выполнены водосборные колодцы с всасывающими трубами насосов капельного полива, кроме этого каждая секция содержит грузовую таль, трубу подачи 2 ветроэлектростанции, фотопанели с электроаккумуляторами и инверторами.(72) Надиров Надир Каримович Низовкин Валентин Михайлович Солодова Елена Владимировна Медиева Гульбазар Акыловна(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-Инженерный Центр Нефть Национальной Инженерной Академии Республики Казахстан(57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гелиотеплицам с грунтовыми аккумуляторами тепла. Технический результат изобретения - повышение к.п.д. и увеличение тепловой емкости грунтового теплоаккумулятора. Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гелиотплицам с грунтовыми аккумуляторами тепла. Известна гелиотеплица, состоящая из арочного каркаса, выполненного в виде поперечных секций из герметично соединенных между собой зачерненных вертикальных труб с верхней дугообразной трубой и нижней трубой большого диаметра, выполненной под углом 10-20 к горизонтали и пленочного покрытия из светопрозрачного материала уложенного на каркасе. Трубы заполнены водой и образуют систему обогрева,обеспечивая подогрев грунта за счет аккумулирования в нем дневной гелиоэнергии (предпатент РК 17305,01 9/14,2006). Недостатком этой теплицы является малая доля запасаемой в грунте тепловой энергии, которая недостаточна для обогрева теплицы в холодное время года. Наиболее близкой к заявляемому изобретению является солнечная теплица со светопрозрачным покрытием с подпочвенным теплоаккумулятором. Теплица имеет площадь 500 м 2, а теплоаккумулятор расположен под теплицей на глубине 0,5 м,выполнен в виде ямы, шириной 5,4, длиной 80 и глубиной 1,2 м, которая заполнена кусками гранита размером 150200 мм. Теполаккумулятор имеет кирпичине каналы, сообщающиеся с теплицей трубами диаметром 350 мм. В одном канале установлен вентилятор мощностью 0,1 кВт. Теплый воздух из солнечной теплицы проходит по первому каналу, отдает часть теплоты теплоаккумулятору и затем возвращается через второй канал к вентилятору. Днем теплоаккумулятор заряжается теплотой, а ночью разряжается (. . Построим свой дом. Конструкции солнечных теплицы, рис. 2 27.07.2003 г.//../). Недостатком этой теплицы являются низкий к.п.д. и малая тепловая емкость грунтового теплоаккумулятора для сезонного теплоаккумулирования. Техническим результатом изобретения является повышение к.п.д. и увеличение тепловой емкости грунтового теплоаккумулятора. Технический результат изобретения достигается тем, что во всесезонной гелиотеплице, содержащей светопрозрачное покрытие, теплоаккумулятор с каналами, сообщающимися трубами с поверхностью почвы и вентилятор, согласно изобретению, она состоит из секций, светопрозрачное покрытие каждой секции размещено на жестких фермах,причем с южной стороны - с углом наклона не менее 20 к горизонтали, поперек ферм, в верхней их части расположены воздухозаборные короба,покрытые черной селективной краской и соединенные с вентилятором и теплоаккумулятором зачерненными воздуховодами, при этом секционные каналы теплоаккумулятора выполнены из полиэтиленовых труб, уложенных по ширине секции теплицы за глубину 3-4 м от поверхности почвы, с гидравлическими уклонами в сторону движения воздуха 1200, в нижней части каналов, в почве выполнены водосборные колодцы с 2 всасывающими трубами насосов капельного полива,кроме этого в каждая секция содержит грузовую таль, трубу подачи СО 2, ветроэлектростанцию,фотопанели с электроаккумуляторами и инверторами. Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез теплицы по а - а, на фиг. 2 - ее вид сверху. Всесезонная гелиотеплица состоит из секций,каждая секция содержит стойки 2, установленные на фундаментных блоках 3, 4 и жесткие фермы 5 наклонных перекрытий, на которых размещено светопрозрачное покрытие 20. с южной стороны теплицы покрытие 20 выполнено с углом наклона не менее 20 к горизонтали. В верхней части ферм 5, поперечно расположены воздухозаборные короба 6, покрытые черной селективной краской, соединенные с всасывающим вентилятором 7 и зачерненными воздуховодами 8 с теплоаккумулятором 27,состоящим из горизонтальных секционных каналов 9 в виде полиэтиленовых труб, уложенных на глубине 3 - 4 м от поверхности почвы. Причем каналы 9 имеют гидравлические уклоны в сторону движения воздуха,изменяющихся посекционно на противоположное и в нижней части каналов 9 выполнены водосборные колодцы 25 с всасывающими трубами насосов 26 с нагнетательными трубопроводами 15 капельного полива. Поскольку объем теплоаккумулятора 27 в 3 раза больше, а его максимальная температура в 2 раза выше, чем у прототипа, то его тепловая емкость будет в 6 раз выше, что достаточно для зимнего обогрева гелиотеплицы. Каждая секция теплицы снабжена дверями 18 и имеет грузовую таль 12 с направляющими 11,почвенный слой 14 с растительностью 17, трубы капельного 15 полива и асфальтовые дорожки 16,над которыми выведены вентиляционные колонки 10, снаружи установлены ветроэлектростанция 1(только в ветровых регионах) и фотопанели 22 с электроаккумуляторами и инверторами (на чертеже не показаны). Северная стенка выполнена из теплоизоляционного материала. Над растительностью 17 закреплены лампы 21 дневного света, для подачи в теплицу СО 2 служит трубопровод 23, а для сбора дождевой воды отводящие лотки 24. Гелиотеплица функционирует следующим образом. В каждую секцию, в почвенный слой 14 высаживают растительность 17. В дневное время летом солнечное излучение , проходя через светопрозрачное покрытие 19 и 20 нагревает асфальтовые дорожки 16, почвенный слой 14, трубы капельного полива 15 и растения 17. Нагретый ими воздух поднимается вверх и через воздухозаборные короба 6 всасывается вентилятором 7 и по зачерненному воздуховоду 8 поступает в подземные горизонтальные секционные каналы 9 при температуре 50-75 С, отдавая тепло окружающему грунту теплоаккумулятора 27. Грунт нормально имеет температуру 12 - 16 С, поэтому воздух остывает до 25-30 С и через вентиляционные колонки 10 поступает внутрь теплицы, предохраняя растения 17 от перегрева. Зимой при отсутствии прямого солнечного излучения воздух,остывший в теплице,вентилятором 7 подается в горизонтальные секционные каналы 9, где за счет поступления тепловой энергии от нагретого грунта теплоаккумулятора 27 подогревается до 30-40 С и поступает внутрь теплицы,поддерживая автоматически оптимальную температуру (25-30 С),что обеспечивает максимальный к.п.д. использования солнечной энергии летом и зимой. Теплоемкость нагретого грунта теплоаккумулятора 27 радиусом нагреваи глубиной Н,задается максимальными теплопотерями гелиотеплицы в холодное время года и поступлением солнечной энергии в жаркое время года. Оптимальное освещение при недостатке солнечного излучения обеспечивается лампами 21 дневного света за счет электроэнергии, запасаемой электроаккумуляторами при работе ВЭС 1 и фотопанелей 22. Капельный полив, управляемый автоматически,производится из водосборных колодцев 25 насосами 26 по трубопроводам 15 оборотной водой,конденсируемой в каналах 9 при охлаждении нагретого влажного воздуха, поступающего через короба 6. Подача СО 2 также автоматически производится внутрь от внешнего генератора СО 2 (на рис. не показан) по трубопроводу 23. Сбор дождевой воды для дополнительного полива и вспомогательных нужд производится со всей поверхности секций теплиц при помощи отводящих лотков 24. Транспорт собираемого урожая до дорожки 16 производится по направляющим 11 при помощи грузовой тали 12. Таким образом, предлагаемая гелиотеплица обеспечит всесезонное (3-4 урожая в год) выращивание овощей, ягод, фруктов, цветов и др. растительных продуктов практически на любых широтах Земли с использованием только солнечной и ветровой энергий. Расчетами установлено, что при площади гелиотеплицы 1 га, максимальной мощности гелиоизлучения 3,5 МВт, мощности ВЭС и фотопанелей 36 кВт, мощности ламп освещения 20 кВт, расходе оборотной воды 2 м 3 /ч, капитальные затраты составят около 460 тыс. долл. США. При эксплуатационных затратах 120 тыс. долл.в год, годовой урожай гелиотеплицы составит до 1000 т. со сроком окупаемости капитальных затрат 0,6 года. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Всесезонная гелиотеплица,содержащая светопрозрачное покрытие, теплоаккумулятор с каналами, сообщающимися трубами с поверхностью почвы и вентилятор, отличающаяся тем, что она состоит из секций, светопрозрачное покрытие каждой секции размещено на жестких фермах,причем с южной стороны- с углом наклона не менее 20 к горизонтали, поперек ферм, в верхней их части расположены воздухозаборные короба, покрытые черной селективной краской и соединенные с вентилятором и теплоаккумулятором зачерненными воздуховодами, при этом секционные каналы теплоаккумулятора выполнены из полиэтиленовых труб, уложенных по ширине секции теплицы на глубину 3-4 м от поверхности почвы,с гидравлическими уклонами в сторону движения воздуха 1 200, в нижней части каналов, в почве выполнены водосборные колодцы с всасывающими трубами насосов капельного полива, кроме этого каждая секция содержит грузовую таль, трубу подачи СО 2, ветроэлектростанции, фотопанели с электроаккумуляторами и инверторами.