CC BY
14
перспективное направление развития. Технологии постоянно развиваются и потребителям все доступнее становятся приобретение ФЭС или солнечных коллекторов [3].
Список литературы:
1. Лившиц, С.А. Возобновляемые источники энергии: реальность и перспективы/ С.А. Лившиц// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук : Издательство Научное издательство «Институт стратегических исследований» Казанский государственный энергетический университет №3-1, 2017. С.102-104
2. Энергетическая стратегия России на период до 2035 года.- Официальный сайт Министерства энергетики Российской Федерации https://minenergo.gov.ru (дата обращения 20.11.2018)
3. Солнечная энергетика: технологии, достоинства и недостатки URL: https://alter220.ru/solnce/solnechnaya-energiya.html (дата обращения 25.11.2018)
УДК 631.236
DOI 10.24411/2409-3203-2018-11653
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ВЕГЕТАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ
Сангинов Мухаммадикбол Хабибджонович
аспирант 3 курса кафедры системоэнергетики ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Россия, г. Красноярск Долгих Павел Павлович к.т.н., доцент кафедры агроинженерии ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, г. Ачинск
Аннотация: Вегетационные камеры позволяют проводить эксперименты, требующие тщательной статистической обработки результатов измерений, однако в них бывает трудно добиться равномерного облучения растений, а также равных температур и потоков воздуха на всей их площади. Для более точного регулирования микроклимата в вегетационной установке необходимо учитывать режимы работы источников излучения. При этом каждый источник излучения должен быть снабжен дополнительно датчиком температуры, соединенным посредством системы управления с вентилятором с воздуховодом.
Ключевые слова: Вегетационная установка, система полива, система вентиляции, система облучения, система подкормки углекислым газом, датчик температуры, эффективность.
DEVELOPMENT OF VEGETATION INSTALLATION DESIGN
Muhammadikbol H. Sanginov
graduate student 3 courses of the department of sistemoenergetika Krasnoyarsk State Agrarian University
Russia, the city of Krasnoyarsk Pavel P. Dolgikh
Ph.D, Associate Professor of the department of agroengineering Achinsk branch of the Krasnoyarsk State Agrarian University Russia, the city of Achinsk
Abstract: Vegetation chambers make it possible to carry out experiments that require careful statistical processing of measurement results, but it is difficult to achieve uniform irradiation of plants in them, as well as equal temperatures and airflow over the entire area. For more precise regulation of the microclimate in the vegetation installation, it is necessary to take into account the operating modes of the radiation sources. In addition, each radiation source must be additionally equipped with a temperature sensor connected by means of a control system with a fan with an air duct.
Keywords: Vegetation installation, irrigation system, ventilation system, irradiation system, carbon dioxide feeding system, temperature sensor, efficiency.
Поддержание параметров микроклимата на оптимальном уровне - задача различных инженерных систем. Однако далеко не во всех культивационных сооружениях этого можно добиться. Оптимальное сочетание параметров микроклимата достигается лишь в камерах искусственного климата при помощи сложного инженерного оборудования и микропроцессорной техники [1].
Конструкция и принцип работы типовой вегетационной камеры для растений показаны на рисунке 1 [1]. Камера состоит из рабочего отсека для растений 1, отсека с облучающим устройством 2, изолированным от основного отсека стеклянным потолком 3, отсека для подготовки воздуха 4, отсека для размещения аппаратуры контроля и регулирования климатических режимов.
\
8
Рисунок 1 - Конструкция и принцип действия вегетационной камеры Исследуемые растения ставят на передвижные стеллажи 5. Свежий воздух забирается снаружи с помощью вентилятора 6 в отсек для его подготовки и, пройдя кондиционирующие устройства 7, через перфорированные конструкции 8 в полу попадает в камеру с растениями, откуда через специальные жалюзи 9, расположенные под стеклянным потолком отсека с облучателем, вновь выводится наружу.
Вегетационные камеры позволяют проводить эксперименты, требующие тщательной статистической обработки результатов измерений, однако в них бывает трудно добиться равномерного облучения растений, а также равных температур и потоков воздуха на всей их площади.
В настоящее время существуют разработки и находят широкое применение вегетационные камеры для научных исследований в различных областях биологии и сельского хозяйства [2, 3, 4, 5].
К основным техническим комплексам установок для управляемого культивирования растений в искусственных условиях среды можно отнести следующие [1]:
1. Облучающие устройства высокой интенсивности физиологической радиации.
2. Система термовлагорегулирования воздуха в камерах для растений.
3. Система автоматического регулирования газовой среды и измерения интенсивности фотосинтеза растений.
4. Система автоматического управления минеральным питанием растений.
Для проведения исследований по определению эффективных режимов выращивания зеленных культур была спроектирована вегетационная установка, схема которой представлена на рисунке 2.
При построении концепции вегетационной установки пользовались рекомендациями и описаниями, представленными в [1]. Вегетационная установка включает в себя четыре системы для поддержания параметров среды:
1. Система полива;
2. Система вентиляции;
3. Система подкормки углекислым газом;
4. Система облучения.
Кроме этого имеются ограждающие конструкции и система автоматического управления микроклиматом, система установки посадочного материала.
Рисунок 2 - Вегетационная установка для проведения экспериментальных исследований по определению технологии эффективного облучения: 1 - отсеки для выращивания; 2 - дверцы; 3 - ручки; 4 - посевные поддоны; 5 - рассадные кассеты; 6 -емкости с культурой; 7 - капельницы; 8 - насос; 9 - водонагреватель; 10 - емкость с питательным раствором; 11 - шланг; 12 - баллон с углекислым газом; 13 - газопровод; 14 - форсунки; 15 - штанг; 16 - источники облучения; 17 - вентилятор; 18 - воздуховод; 19 -отверстия для вентиляции; 20 - датчик температуры; 21 - датчик влажности; 22 - система управления.
Вегетационная установка функционирует следующим образом.
В начальный момент времени за ручки 3 дверцы 2 опускаются вниз и отсеки для выращивания 1 закрываются. При включении источников облучения 16 генерируется лучистый поток, часть которого в виде фотосинтетически активной радиации (ФАР) поступает к емкостям с культурой 6, а другая часть в виде тепловой энергии накапливается в отсеках для выращивания 1. В это же самое время система управления 22 включает подачу углекислого газа (СО2) из баллона 12 по газопроводу 13 с форсунками 14 в отсеки для выращивания 1. Протекает световая фаза фотосинтеза. Постепенно источники облучения 16 нагреваются (рис. 2), тепловая энергия создает повышенную температуру и включается в работу датчик температуры 20, подающий сигнал через систему управления 22 на вентилятор 17, который нагнетает приточный воздух по воздуховоду 18, распределяющийся по отсекам для выращивания 1 с помощью отверстий для вентиляции 19. Движение приточного воздуха создает условия для интенсивного испарения влаги внутри отсеков для выращивания 1, что в свою очередь является сигналом для датчика влажности 21, который подает сигнал через систему управления 22 на насос 8 и подогретый водонагревателем 9 питательный раствор из емкости 10 посредством шланга 11 подается по капельницам 7 в посевные поддоны с рассадными кассетами 5 и емкостями с культурой 6. Происходит полив. В это время датчик температуры 20, охлажденный приточным воздухом подает сигнал через систему управления 22 на отключение вентилятора 17. При выключении источников облучения 16 через систему управления 22 подается сигнал на отключение подачи углекислого газа из баллона 12 и тепловая энергия перестает поступать, что приводит к снижению температура в отсеках для выращивания 1. Наступает темновая фаза фотосинтеза. При включении источников облучения 16 процесс повторяется.
Так осуществляется зависимое от облучения регулирование микроклиматических процессов в вегетационной установке и достигается повышение эффективности работы оборудования.
Список литературы:
1. Рождественский В.И. Управляемое культивирование растений в искусственной среде / В.И. Рождественский, А.Ф. Клешнин. - М.: Наука, 1980. - 199 с.
2. Вегетационная камера: пат. 2298911 Рос. Федерация: МПК A01G9/24 / П.П. Долгих, М.В. Самойлов; заявитель и патентообладатель Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет. - № 2005130380/12; заяв. 29.09.2005; опубл. 20.05.07. Бюл. №14.
3. Вегетационная установка: пат. 2303346 Рос. Федерация: МПК A01G9/24 / П.П. Долгих, М.В. Самойлов, В.Р. Завей-Борода; заявитель и патентообладатель Федеральное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет. - №122005140493/12; заяв. 23.12.2005; опубл. 27.07.2007. Бюл. №21.
4. Климатическая установка: пат. 132309 Рос. Федерация: МПК A 01 G 9/24 / С.А. Ракутько, А.Э. Пацуков, А.П. Мишанов; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии. - № 2013118272/13; заяв. 19.04.2013; опубл. 20.09.2013, Бюл. № 26.
5. Фитотрон: пат. 2557572 Рос. Федерация: МПК A01G9/26 / Л.Г. Сапрыкин, Е.Н. Гайдуков, Д.Л. Сапрыкин; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр «Лазеры и аппаратура ТМ». - № 2013134389/13; заяв. 23.07.2013; опубл. 27.07.2015, Бюл. № 21.
