CC BY
34
УДК 631.544.4
DOI 10.1555/2409-3203-2017-0-12-160-162
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА УСТРОЙСТВ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ ДЛЯ
СООРУЖЕНИЙ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
Федорова Ирина Алексеевна
старший преподаватель кафедры агроинженерии
магистр техники и технологии ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ Ачинский филиал Россия, г. Ачинск [email protected]
Аннотация: В статье рассмотрен вопрос сравнения устройств облучения растений, находящихся в патентной базе ФИПС.
Ключевые слова: облучательная установка, лампы, излучение, система.
COMPARATIVE EVALUATION OF PLANT DEVICES FOR PROTECTED GROUND
STRUCTURES
Fedorova Irina Alekseevna
senior lecturer of the department of agroengineering Master of Engineering and Technology FGBOU VO Krasnoyarsk GAU Achinsk branch Russia, Achinsk
Abstract: In the article, a comparative assessment of plant irradiation devices.
Key words: irradiation installation, lamps, radiation, system.
Благодаря искусственному освещению, применяемому в теплицах, удаётся устранить проблему зависимости количества света получаемого растениями от местоположения теплицы, удлиняется сезон выращивания растений.
Облучательная светотехническая установка - это совокупность источников излучения и светотехнического оборудования, предназначенных для генерации и перераспределения оптического излучения в целях обеспечения целесообразной (полезной) реакции приемников излучения. [1]
При выборе типа источника излучения для облучательной установки следует обращать внимание на эксплуатационные характеристики источников, имея в виду специфические условия работы их в теплицах:
• высокую влажность и температуру в помещении;
• возможные значительные отклонения напряжения от номинального значения;
• возможность попадания влаги на колбу при поливе растений;
• особо опасные условия с точки зрения поражения электрическим током обслуживающего персонала. [3]
Особенности работы облучательных установок в условиях теплиц обусловливают ряд специфических требований к ним:
1. Спектральный состав энергии излучения должен быть благоприятным для осуществления фотосинтеза и не содержать излучений, угнетающе действующих на развитие растений.
2. Облучённость должна равномерно распределяться по поверхности растений и быть достаточной для протекания основных процессов в развитии растений и формировании урожая.
3. Установка не должна перегревать растение и мешать уходу за ним.
4. Применение облучательной установки должно быть рентабельным.
5. Установки должны удовлетворять требованиям, пребдъявляемым к электрическим устройствам, работающим в помещениях с особой опасностью поражения электрическим током обслуживающего персонала.
Уровень облучённости, требующийся для нормального развития и формирования растений, выращиваемых в искусственных условиях, если его условно выразить в системе световых величин, должен составлять не менее 6...8 тыс. люкс. Это в десятки раз больше нормированных освещённостей в обычных осветительных установках.
Для создания столь высоких уровней облучённости требуется весьма значительная установленная мощность источника излучения, достигающая 400 Вт/м2, хотя принципиально можно использовать любой тип источников, излучение которых находится в пределах от 300 до 750 нм. Рассмотрим некоторые изобретения устройств для облучения растений, находящиеся в патентной базе ФИПС.
Таблица 1- Виды устройств для облучения растений в сооружениях защищенного грунта
№
Номер патента, авторы, название
Предназначение изобретения
Описание
№ 167332,
Автор(ы): Долгих П. П, Самойлов М. В.
Устройство облучения для теплиц
Устройство позволяет повысить эффективность использования
энергетического потока облучателей, снизить затраты энергии на обогрев и расширить функциональные возможности облучательной установки.
Облучатели снабжены защитным
стеклом и соединены между собой вытяжным воздуховодом, к одному концу которого присоединен вентилятор с всасывающим воздуховодом, а к другому концу подведен переходной тройник с двухпозиционным клапаном, имеющим связь с датчиком температуры, притом одно выходное отверстие переходного тройника соединено посредством эластичного воздуховода с теплообменным аппаратом, сочлененным с баком, с отходящим радиатором системы
обогрева, а второе выходное отверстие переходного тройника соединено посредством гибкого
воздуховода с системой воздухоподготовки, содержащей воздухоподогреватель и перфорированную трубу.
1
№ 94028963,
Автор(ы): Ракутько С.А., Карпов ВН., Гулин С.В.
Способ упорядоченной компоновки групп газоразрядных ламп при облучении растений
Целью изобретения является обеспечение нормируемых показателей радиационного
режима теплиц В основе изобретения лежит использование явления зависимости основных характеристик газоразрядных ламп, широко применяемых в настоящее время для облучения растений, от величины питающего напряжения и времени наработки ламп. Недостатком такого способа является то, что компоновка ИС вдоль протяженных групповых линий производится без учета показателей зависимости основных характеристик ламп от напряжения питания.
Полученную на основании светотехнического расчета
нагрузку равномерно распределяют между фазами питающей сети и группами. Комлектование групп производят источниками света с требуемыми в соответствии с назначением
облучательной установки спектральными параметрами. Место отдельных источников света на протяженных групповых линиях определяют с учетом зависимости спектральных параметров от напряжения питания, из условия размещения источников, требующих для минимальных
спектральных отклонений меньшей величины питающего напряжения пропорционально дальше от начала групповой линии (щитка).
№ 2565724
Автор(ы): Ляпин Иван Дмитриевич, Маракулин Михаил Евгеньевич, Фролов Кирилл Николаевич
Система для
межрядковой досветки тепличных растений
Техническим результатом
изобретения является повышение урожайности досвечиваемых тепличных культур при снижении энергопотребления, повышении технологичности производства облучателя, удобства его сборки и эксплуатации с возможностью замены съемных деталей облучателя (в частности, платы со светодиодами, светопреобразующей пластины). Также повышаются потребительские свойства плодов досвечиваемых культур,
Данная система включает
линейный облучатель, снабженный набором из, по меньшей мере, двух сменных светопреобразующих элементов, средствами крепления облучателя над тепличными растениями и средствами изменения положения облучателя по высоте и углу наклона; при этом облучатель
включает несущий корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием, и снабженный торцевыми крышками; по крайней мере, одну печатную плату с, по крайней мере, одним светоизлучающим диодом с максимумом излучения в диапазоне 430-470 нм,
2
3
снижается количество бракованных плодовых культур в процессе выращивания. размещенную на основании корпуса и снабженную выводом для подключения к питающему напряжению, при этом корпус снабжен отверстием для упомянутых выводов;
4 №148457, Лямцов Александр Корнилович, Валяев Дмитрий Борисович, Сорокина Ирина Викторовна Лабораторный многоспектраль ный светодиодный облучатель для растений Задачей предлагаемой полезной модели является повышение продуктивности растений при снижении затрат на их досвечивание. Техническим результатом является возможность создания светодиодного облучателя для растений с широким непрерывным спектром, оптимизированным для максимального усиления фотосинтеза растений и не являющегося неприятным для человеческого глаза. Светодиодный облучатель для ра стений, содержащий корпус с отверстиями для вентиляции, светодиодные платы, светодиоды, блок питания, крепления, содержит две светодиодные платы на алюминиевом основании, вентиляторы для охлаждения светодиодных плат, кросс-плату, защитное стекло, блок управления для независимого управления отдельными цветовыми каналами, а также восемь типов светодиодов, установленных на светодиодной плате, со значениями пиковой длины волны, равными 400 нм : 430 нм : 465 нм : 525 нм : 590 нм : 630 нм : 660 нм : 740 нм, и соответствующим соотношением мощностей излучения, равным 5%: 10%:10%:20%:10%:15%:25%: 5%, при этом крепления представляют собой винты с отверстием в цилиндрической головке, а через отверстия протягиваются тросы, предназначенные для подвешива ния прибора..
5 № 148495 Лямцов А. К., Валяев Д. Б., Сорокина И. В. Светодиодный облучатель для Задачей предлагаемой полезной модели является возможность изучения воздействия отдельных спектральных составляющих потока излучения и их комбинаций на физиологическое развитие различных видов растений в разные фазы их роста. Техническим результатом является возможность создания Результат достигается тем, что предлагаемый светодиодный облучатель для рас тений, содержащий светодиоды и блок питания и управления, содержит белые светодиоды холодного оттенка, а также красные светодиоды с пиковой длиной волны 660.680 нм в равном соотношении по
растений универсального многоспектрального светодиодного облучателя для р астений с непрерывным спектром, предоставляющего возможность изучения воздействия отдельных спектральных составляющих потока излучения, а также их комбинаций, на физиологическое развитие различных видов растений в разные фазы их роста. мощности излучения с белыми светодиодами, при этом блок питания и управления выполнен с возможностью раздельного регулирования интенсивностью излучения белых и красных светодиодов.
6 №102872 Боев Э. И., Седов В. И., Распопов С. С. Облучатель для растениеводства Техническим результатом использования предлагаемой модели является уменьшение доли излучения люминесцентных ламп, рассеиваемой бесполезно, а также уменьшение количества облучателей, необходимых для реализации дополнительного межрядного облучения длинностебельных растений. Результат достигается тем, что в данном облучателе, включающем устройство с вертикальными секциями горизонтально расположенных люминесцентных ламп низкого давления и отражателями, согласно данному предложению люминесцентную лампу с двумя V-образными отражателями, расположенными с противоположных сторон лампы, или две лампы с двумя отражателями, отражающими излучение в противоположные стороны с углами между плоскостями отражателей, не превышающими 160°, предпочтительно 60-120°, вставляют в прозрачные плафоны с муфтами. Один или несколько плафонов с муфтами подвешивают на цепях между рядами растений так, чтобы излучение было направлено на листовую поверхность. Максимумы в спектре излучения люминофорного покрытия ламп находятся в области 430-480 и 610-680 нм.
На основании сравнения конструкций и принципа работы приведенных конструкций облучательных установок, можно утверждать, что эффективность облучательного прибора зависит от:
- применения ламп с высокой светоотдачей и стабильной характеристикой светоотдачи;
-повышения коэффициента использования кривой силы света;
-улучшением свойств отражателя;
- возможности регулирования светотехнических параметров;
- максимального использования материалов с высокими отражающими свойствами для снижения энергозатрат.
-удобство сборки облучателя и замены съемных деталей;
- возможности изменения положения облучателя по высоте и углу наклона;
- от возможности разработки новых типов облучателей, позволяющих более эффективно распределять оптическое излучение ламп, увеличивающих площадь облучаемой поверхности, но при этом должен быть уменьшен вес самих ОП и предусмотрена возможность их унификации.
Список литературы:
1. Фалилеев Н.А. Проектирование облучательных установок в сельскохозяйственном производстве" Учебно-методическое пособие " , Кострома, Костромская ГСХА 2003
2. Ключка Е.П. Облучательная установка для выращивания рассады томатов в сооружениях защищенного грунта: диссертация к.т.н: - Зерноград, 2011.- 140 с.:
3. Долгих П.П., Самойлов М.В. Выбор рациональной схемы расчета облучательных установок для тепличных технологий, «Инновационная наука» №2 /2016
4. Долгих П.П., Самойлов М.В. Инновационная технология повышения энергоэффективности системы микроклимата теплиц, «Инновации в сельском хозяйстве» №3 (18), ФГБНУ ВИЭСХ,Москва- 2016-357с.
5. Долгих П.П., Самойлов М.В. Облучение и обогрев растений в теплицах, «Вестник НГИЭИ» №4 (59), Княгинино, 2016.-128с.
6. Патент 167332. МПК AO1G9/24. Устройство облучения растений для теплиц/ Долгих П. П, Самойлов М. В. Заявитель и патентообладатель Долгих П.П; №2016110001 заявл. 18.03.2016, опубл.10.01.2017, Бюл. №1
7. Патент № 94028963. МПК AO1G9/24. Способ упорядоченной компоновки групп газоразрядных ламп при облучении растений/ Ракутько С.А., Карпов В Н., Гулин С В. Заявитель Ракутько С.А №94028963/15 заявл.03.08.1994, опубл. 10.06.1996
8. Патент 2565724. МПК AO1G7/04, AO1G9/14,F21S19/00 Система для межрядковой досветки тепличных растений/ Ляпин И. Д., Маракулин М. Е., Фролов К. Н. Патентообладатель ООО «Люмен», № 2014133269/13 заявл.13.08.2014, опубл.20.10.2015, Бюл. №29.
9. Патент 148457. МПК F21S2/00 , AO1G9/14. Лабораторный многоспектральный светодиодный облучатель для растений/ Лямцов А. К., Валяев Д. Б., Сорокина И. В; Патентообладатель ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии, № 2014124253/07 заявл. 17.06.2014, опубл. 10.12.2014, Бюл.№34.
10. Патент 148495. МПК F21S2/00 , AO1G9/14 . Светодиодный облучатель для растений/ Лямцов А. К., Валяев Д. Б., Сорокина И. В.; Патентообладатель ГНУ
ВИЭСХ Россельхозакадемии, № 2014124252/07 заявл. 17.06.2014, опубл. 10.12.2014, Бюл.№34.
11. Патент 102872. МПК АОЮ9/26. Облучатель для растениеводства/ Боев Э. И., Седов В. И., Распопов С. С.; Патентообладатель ООО «Воля», № 2010146288/21Заявл.15.11.2010, опубл. 20.03.2011, Бюл.№8.
