Солнечный Вегетарий И.В. Кузнецова.
Солнечный Вегетарий Кузнецова.
(Патент РФ 2638533, 14.12.2017 г.)
Изобретение относится к теплоэнергетике в сельском хозяйстве и может быть использовано в системах отопления теплицы и смежного блока (помещения) для переработки продукции и размещения различных агротехнических технологий. Изобретение предназначается для круглогодичного использования на, большей средней части, территории России, включая северные территории, с максимальным использованием в печи местных топливных ресурсов
Солнечный Вегетарий содержит прямоугольную теплицу с плоской крышей. Теплица выполнена из двух частей 1, 2. Имеется блок 3 переработки продукции, отделенный от теплицы печью-стеной, которая имеет калориферы нижнего 5 и верхнего 9 яруса. Калориферы нижнего 5 яруса оснащены дверками-задвижками 6, 11 и 7. Калориферы верхнего 9 яруса печи с дверками 8 и фрамугами 12 соединены с системой вентиляции. Имеется система перфорированных труб 10, уложенная в грунт теплицы и соединенная с калорифером нижнего 5 яруса печи, которая создает микроклимат и орошение в теплице. Другие концы перфорированных труб выведены вовнутрь теплицы через канал 14. Аккумулирующие колпаки печи-стены имеются в каждой части теплицы. При таком выполнении повышается эффективность использования энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию и на внутрипочвенное орошение в любой период года.
Задачей предлагаемого изобретения является, экономия и повышение эффективности использования энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию и на внутрипочвенное орошение. Автономное энергоснабжение теплицы обеспечивается в любой период года. Регулирование всех технологических процессов в теплице осуществляется без использования электроэнергии.
Технические преимущества достигаются тем, что вегетарий имеет печь-стену, с аккумулирующими тепловую энергию колпаками. Колпак может быть любой формы и объема. Это позволило разделить теплицу на два объема и обеспечить в каждой из них необходимый микроклимат, вентиляцию, внутрипочвенное орошение и газообмен, в том числе за счет перераспределения потоков движения газов в разные колпаки.
На Фиг. 1 и 2 представлена схема солнечного Вегетария. На Фиг. 1 изображен разрез Б-Б, показанный на Фиг. 2, на Фиг. 2 показан разрез А-А, изображенный на Фиг. 1
Вегетарий работает следующим образом.
Стена калориферов 5 и 9 нагревается в летний период солнечной энергией. Стена передает в теплицу лучевое, конвективное тепло и нагревает воздух в калориферах. То же происходит, если в холодный период года использовать топливо в топке 12 печи-стены 4. Если зажечь топливо, печь нагревает воздух в калорифере 5, который нагревает стену калорифера, а стена передает в теплицу лучевое и конвективное тепло. Для циркуляции воздуха через перфорированные трубы 10 открываются дверки 6. В калорифере 5 возникает естественная тяга, без использования вентиляторов, за счет нагрева в нем воздуха солнечной энергией летом и от печи зимой, которая протягивает через трубы горячий и влажный воздух теплицы. Влага конденсируется в трубах 10 и орошает почву. Таким образом, происходит внутренняя циркуляция воздуха в теплице, причем углекислый газ, часть азота и влаги — главное питание растений — остаются в теплице. Охлажденный и осушенный воздух возвращается в теплицу. При открытии дверцы 11 в нижней зоне теплицы возникает внутренняя циркуляция, происходит перемешивание воздуха в теплице и уменьшается поток воздуха через перфорированные трубы для нагрева и орошения. Для создания или изменения требуемого микроклимата и орошения почвы в разных частях теплицы 1 и 2 в печи-стене изменяются пути движения газов за счет открытия или закрытия задвижек. Большее или меньшее количество газов направляется в колпаки печи (теплоотдающие поверхности) — левый или правый. Вентиляция теплицы выполняется путем открытия фрамуги 12, дверки 8 и задвижки 15, показанных на Фиг. 2. Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха и находится в нижней зоне теплицы, а теплообмен проходит в верхней зоне теплицы, поэтому углекислый газ, часть азота и влаги — главное питание растений — остаются в теплице. При закрытых дверках 6 и 11 циркуляции в перфорированных трубах не происходит. В нижнем калорифере 5 повышается температура. Если выделенное тепло полностью не поглощается наружной стеной калорифера 5, то излишнее тепло поступает в перфорированные трубы и обогревает почву снизу.
Любое изобретение требует реализации и проведения экспериментальных работ. По этой причине было принято решение построить в Н. Таволгах (рядом с Невьянском) Солнечный Вегетарий Кузнецова, где на месте блока переработки построить дом и использовать его в качестве лаборатории. Начато строительство, как и лаборатории в д. Мурзинка, за счет средств, моих и активных членов нашего Партнерства. Выполнен каркас теплицы и дома. Построена печь-стена и калориферные камеры. Проведена контрольная топка и проверка работоспособности калориферных камер. Средств больше нет.
Планируется проведение ряда экспериментов и испытаний совместно с учеными кафедры «Атомные станции и возобновляемые источники энергии», Уральский федеральный университет, Россия, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19. E-mail: s.e.shcheklein@urfu.ru . +7(343)375-95-08. Цель, определение теплопроизводительности одного погонного метра печи-стены и калориферов. В этом случае можно будет определять оптимальные размеры глубины теплицы и блока переработки, в соответствии с теплотехническим расчетом. Так же определять потребную мощность топки при проектировании Солнечного Вегетария Кузнецова разной ширины, как для домашней экофермы, так и промышленного производства. Определение тяги создаваемой калориферами летом за счет солнца, зимой за счет работы печи, а так же другие потребные измерения. Определение эксплуатационных затрат для обеспечения работы Вегетария. Привлечение С/Х ученых для применения различных С/Х технологий в Вегетарии. Определение возможности выращивания различных культур. Оценки эффективности и окупаемости затрат и других работ.
Основное технологическое решение
Базовое технологическое решение «Домашней экофермы» может быть
представлено следующим образом:
- Закрытая конструкция: для круглогодичного производства
Экопродукции. Необходимо оградить растения и животных от
капризов погоды и климата; размер конструкции модульный и
кратный 15 м (в длину)
- Ориентация по сторонам света: экоферма обязательно
ориентирована по длине с востока на запад и делится на
обращенную на юг «светолюбивую» часть и «тенелюбивую»
северную часть с глухой стеной, что позволит максимально
аккумулировать солнечную энергию и защитить экоферму с севера;
- Южная сторона экофермы (площадь около 2/3 площади
экофермы) светопрозрачна и предназначена для производства
растениеводческой продукции и выращивания рыб;
- Южная и северная части разделены колпаковой стеной-печью
конструкции И.В.Кузнецова на основе свободного движения
газов. Стена печь является основной энергетической установкой,
аккумулирующей и передающей, как прямую солнечную энергию,
так и энергию любого доступного местного топлива, а также
обеспечивающая вентиляцию и газообмен (обмен воздушным
питанием) между различные отделами экофермы;
- В северном блоке возможно размещение жилья или помещений
для рабочих, организация животноводческих или птицеводческих
мини-ферм различного направления, выращивание грибов;
- В северной части обязательно организуется участок по
переработке органики экофермы (растениеводческих и
животноводческих отходов) и производству экочернозема
(полноценной плодородной почвы), почвенного раствора (водной
вытяжки из экочернозема, используемого для удобрения/
стимуляции роста растений и как пробиотик для животных/птиц);
Источник статьи: http://www.stove.ru/stati/solnechnyiy_vegetariy_iv_kuznetsova
Солнечный Вегитарий (Зимняя теплица)
Солнечный Вегитарий. Патент Кузнецова И.В. № 2638533, 14.12.2017 г.
(54) Солнечный вегетарий (57)
Изобретение относится к теплоэнергетике в сельском хозяйстве и может быть использовано в системах отопления теплицы и отопления блока переработки продукции при теплице. Солнечный вегетарий содержит прямоугольную теплицу с плоской крышей, систему перфорированных труб 10, уложенных в грунт теплицы и соединенных поперечной трубой-коллектором, подключенной к вертикальной трубе вентиляции с заслонками. Другие концы перфорированных труб выведены во внутрь теплицы. Вегетарий имеет печь-стену с аккумулирующими тепловую энергию колпаками. Теплица выполнена из двух частей 1, 2 и блока 3 переработки продукции, отделенного от них печной стеной, калориферов нижнего 5 и верхнего 9 яруса печи. Калориферы нижнего 5 яруса оснащены дверками-задвижками 6, 11 и 7 и соединены с перфорированными трубами, создающими микроклимат и орошение в теплице. Калориферы верхнего 9 яруса печи с дверками 8 и фрамугами 12 соединены с системой вентиляции, а аккумулирующие колпаки — с каждой из частей теплицы. При таком выполнении повышается эффективность использования энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию и на внутрипочвенное орошение в любой период года. 2 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике в сельском хозяйстве и может быть использовано в системах отопления теплицы и смежного блока (помещения) для переработки продукции и размещения различных агротехнических технологий. Изобретение предназначается для круглогодичного использования на, большей средней части, территории нашей страны, включая северные территории, с минимальным использованием в печи местных топливных ресурсов.
Наиболее близким техническим решением является устройство солнечного вегетария А.В. Иванова, описанного в книге «Солнечный вегетарий», авторы А. Иванько, А. Калиниченко, Н. Шмат. Киев, 1996 г., стр. 11, рис. 6).
Система воздушного аккумулирования тепла в грунте с принудительной вентиляцией, рис. 6 на стр. 11, содержит прямоугольную теплицу с плоской крышей, располагающейся строго с севера на юг под уклоном в 15-20 градусов. Крыша и три стены вегетария (боковые и южная торцевая) покрыты светопрозрачным материалом, а северная стена капитальная. Для достижения максимального эффекта северная стена красится в белый цвет или покрывается зеркальной фольгой. Грядки внутри теплицы располагаются террасами, нисходящими от севера к югу. Между грядами обустраиваются проходы. Солнечный поток отражается от крыши и стен прямостоящей конструкции, обогревая теплицу и землю в ней.
Для создания оптимальной внутренней температуры и необходимого микроклимата, а также орошения почвы, используются следующие технические системы.
Под плодородный слой почвы закладывается специальная система перфорированных труб, которые соединяются с вертикальными каналами в стене, в которых создается тяга за счет электрических вентиляторов. Горячий и влажный воздух теплицы засасывается в трубы под землей, где конденсируется в воду для поливки. Воздух обогревает почву и охлажденный выходит обратно в теплицу, снижая там температуру. Вентилятор кроме внутренней циркуляции воздуха может выпускать, то есть вентилировать, воздух наружу при переключении шиберов в период летнего перегрева.
Недостатки устройства солнечного вегетария В.А. Иванова, описанного в книге «Солнечный вегетарий», авторы А. Иванько, А. Калиниченко, Н. Шмат. Киев, 1996 г., стр. 11, рис. 6, следующие:
— Нет надежных эффективных источников энергетической независимости, обеспечивающих безопасность работы вегетария в зимнее время.
— Отсутствует возможность аккумулировать тепло внутри теплицы с использованием дешевого местного топлива.
— Циркуляция воздуха производится за счет дорогостоящего электричества при практически круглосуточной работе вентиляторов.
— Одноконтурная циркуляция воздуха на вентиляцию уносит углекислый газ, часть азота и влаги, необходимые для питания растений.
— Отсутствует отапливаемое помещение для переработки на месте продукции и размещения различных агротехнических технологий.
— Сложно найти правильно ориентированный участок на склоне в 15-20° в естественном состоянии. Искусственный насыпной склон требует больших земельных работ по его созданию, уплотнению, выполнению вертикальной планировки участка и водоотвода дождевых вод. Имеются проблемы при выполнении строительно-монтажных работ на склоне, что также существенно удорожает строительство вегетария.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, экономия и повышение эффективности использования энергетических ресурсов на отопление, вентиляцию и на внутрипочвенное орошение. Автономное энергоснабжение теплицы обеспечивается в любой период года. Регулирование всех технологических процессов в теплице осуществляется без использования электроэнергии. В предлагаемом вегетарии уменьшаются затраты на переработку продукции. Возможно использование различных агротехнических технологий в отапливаемом помещении и, как следствие, уменьшается себестоимость продукции.
Технические преимущества по сравнению с прототипом достигаются тем, что вегетарий имеет печь-стену, с аккумулирующими тепловую энергию колпаками. Предоставляется возможность создания множества печей различной мощности, размеров и функционального назначения, с различным количеством аккумулирующих колпаков. Колпак может быть любой формы и объема. Это позволило разделить теплицу на два объема и обеспечить в каждой из них необходимый микроклимат, вентиляцию, внутрипочвенное орошение и газообмен, в том числе за счет перераспределения потоков движения газов в разные колпаки.
Технические преимущества достигаются тем, что солнечный вегетарий, содержащий прямоугольную теплицу с плоской крышей, систему перфорированных труб, уложенных в грунт теплицы и соединенных поперечной трубой-коллектором, подключенной к вертикальной трубе вентиляции с заслонками, причем другие концы перфорированных труб выведены во внутрь теплицы, отличается тем, что вегетарий имеет печь-стену с аккумулирующими тепловую энергию колпаками, при этом теплица выполнена из двух частей и блока переработки продукции, отделенного от них печной стеной, калориферов нижнего и верхнего яруса печи, причем калориферы нижнего яруса оснащены дверками-задвижками и соединены с перфорированными трубами, создающими микроклимат и орошение в теплице, калориферы верхнего яруса печи с дверками и фрамугами соединены с системой вентиляции, а аккумулирующие колпаки — с каждой из частей теплицы.
На Фиг. 1 и 2 представлена схема солнечного вегетария. На Фиг. 1 изображен разрез Б-Б, показанный на Фиг. 2, на Фиг. 2 показан разрез А-А, изображенный на Фиг. 1
Солнечный вегетарий в системе СДГ, показанный на Фиг. 1 и 2, состоит из: теплицы, разделенной на две части 1 и 2, блока переработки продукции и размещения различных агротехнических технологий 3, печи-стены 4, калорифера нижнего яруса 5 с дверками 6, 11, с задвижками 7 для обеспечения внутренней и внешней циркуляции воздуха в теплице, калорифера верхнего яруса 9 с дверками 8 с фрамугой 12, задвижкой 15 для вентиляции теплицы, перфорированных труб 10 для циркуляции воздуха с целью нагрева и орошения подпочвенного слоя земли.
Вегетарий работает следующим образом.
Стена калориферов 5 и 9 нагревается в летний период солнечной энергией. Стена передает в теплицу лучевое, конвективное тепло и нагревает воздух в калориферах. То же происходит, если в холодный период года использовать топливо в топке 12 печи-стены 4. Если зажечь топливо, печь нагревает воздух в калорифере 5, который нагревает стену калорифера, а стена передает в теплицу лучевое и конвективное тепло. Для циркуляции воздуха через перфорированные трубы 10 открываются дверки 6. В калорифере 5 возникает естественная тяга, без использования вентиляторов, за счет нагрева в нем воздуха солнечной энергией летом и от печи зимой, которая протягивает через трубы горячий и влажный воздух теплицы. Влага конденсируется в трубах 10 и орошает почву. Таким образом, происходит внутренняя циркуляция воздуха в теплице, причем углекислый газ, часть азота и влаги — главное питание растений — остаются в теплице. Охлажденный и осушенный воздух возвращается в теплицу. При открытии дверцы 11 в нижней зоне теплицы возникает внутренняя циркуляция, происходит перемешивание воздуха в теплице и уменьшается поток воздуха через перфорированные трубы для нагрева и орошения. Для создания или изменения требуемого микроклимата и орошения почвы в разных частях теплицы 1 и 2 в печи-стене изменяются пути движения газов за счет открытия или закрытия задвижек. Большее или меньшее количество газов направляется в колпаки печи (теплоотдающие поверхности) — левый или правый. Вентиляция теплицы выполняется путем открытия фрамуги 12, дверки 8 и задвижки 15, показанных на Фиг. 2. Углекислый газ в 1,5 раза тяжелее воздуха и находится в нижней зоне теплицы, а теплообмен проходит в верхней зоне теплицы, поэтому углекислый газ, часть азота и влаги — главное питание растений — остаются в теплице.
Формула изобретения.
Солнечный вегетарий, содержащий прямоугольную теплицу с плоской крышей, систему перфорированных труб, уложенных в грунт теплицы и соединенных поперечной трубой-коллектором, подключенной к вертикальной трубе вентиляции с заслонками, причем другие концы перфорированных труб выведены во внутрь теплицы, отличающийся тем, что вегетарий имеет печь-стену с аккумулирующими тепловую энергию колпаками, при этом теплица выполнена из двух частей и блока переработки продукции, отделенного от них печной стеной, калориферов нижнего и верхнего яруса печи, причем калориферы нижнего яруса оснащены дверками-задвижками и соединены с перфорированными трубами, создающими микроклимат и орошение в теплице, калориферы верхнего яруса печи с дверками и фрамугами соединены с системой вентиляции, а аккумулирующие колпаки — с каждой из частей теплицы
Источник статьи: http://www.stove.ru/news/vegitarii
