Солнечный обогрев подпочвенного слоя при высоком стоянии грунтовых вод девяткина в.д.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для тепловоздушной мелиорации подпочвенного слоя полей путем круглогодового обогрева их при помощи солнечного излучения, и предназначено для полеводства и огородничества. В почве по принципу вытяжной вентиляционной системы устанавливают два трубопровода, один из которых является герметичным и водонепроницаемым, а другой - с воздухопроницаемыми стенками. Трубопроводы имеют уклон по отношению к горизонтальной плоскости или их середина находится выше концов, причем герметичный водонепроницаемый трубопровод 1 находится ниже трубопровода 2 с воздухопроницаемыми стенками, а на концах трубопроводов находятся камеры 6 и 10 обогрева воздуха. Концы трубопроводов, из которых выходит нагретый воздух, соединены вместе. При кратковременном высоком стоянии грунтовых вод герметичный водонепроницаемый трубопровод может находиться внутри трубопровода с воздухопроницаемыми стенками. Такое выполнение позволит накапливать тепло в грунте под почвой, снижая неблагоприятные влияния погоды на урожайность сельскохозяйственных культур. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для тепловоздушной мелиорации подпочвенного слоя полей путем круглогодового обогрева их при помощи солнечного излучения и предназначено для полеводства и огородничества.

Известна «Теплица траншейного типа», описанная в патенте RU 2127036 С1, состоящая из траншеи со светопрозрачным покрытием и полых стержней с перфорированной поверхностью.

Недостатком его является то, что ее сложно применить для полей.

Известно «Устройство для обогрева почвы», описанное в патенте RU 2651276 С1, состоящее из солнечного коллектора, системы теплообменников и системы циркуляции воздуха.

Недостатком устройства является затруднение его применения на

поле.

Устройств, позволяющих использовать солнечное тепло для обогрева подпочвенного слоя при временном или постоянном высоком стоянии грунтовых вод на полях, не выявлено.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего обогревать подпочвенный слой и насыщать его теплым воздухом (аэрация) при временном или постоянном высоком стоянии грунтовых вод в течение года, поднимая ежегодно среднегодовую температуру почвы.

Техническим результатом изобретения является новое свойство, а именно: возможность в условиях кратковременного подтопления под почвенного слоя, производить его тепловоздушный обогрев, а при снижении уровня грунтовых вод насыщение подпочвенного слоя теплым воздухом, кроме того позволит ежегодно накапливать тепло в грунте под почвой, снижая неблагоприятные влияния погоды на урожайность сельскохозяйственных культур.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи достигается тем, что в почве (по принципу вытяжной вентиляционной системы) устанавливают два и более трубопровода один из которых является герметичным и водонепроницаемым, а другой с воздухопроницаемыми стенками. Трубопроводы имеют уклон по отношению к горизонтальной плоскости или их середина находится выше концов, причем герметичный водонепроницаемый трубопровод находится ниже трубопровода с воздухопроницаемыми стенками, а на концах трубопроводов находятся камеры обогрева воздуха. Концы трубопроводов, из которых выходит нагретый воздух, соединены вместе. При кратковременном высоком стоянии грунтовых вод герметичный водонепроницаемый трубопровод может находиться внутри трубопровода с воздухопроницаемыми стенками.

На фиг. 1 - изображена схема устройства; на фиг. 2 - изображена схема расположения теплопроводящего и аэрирующего трубопроводов при постоянном высоком уровне грунтовых вод, вид 1 на фиг. 1; на фиг. 3 - изображено устройство трубопроводов при постоянном высоком уровне грунтовых вод, сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - изображен вариант расположения теплопроводящего и аэрирующего трубопровода при кратковременном высоком стоянии грунтовых вод; сечение А-А на фиг. 2.

Устройство состоит из двух подземных трубопроводов, один из которых является водонепроницаемый теплопроводящий 1 (например, с гофрированной поверхностью, для лучшей теплопередачи), а второй аэрирующий (воздухопроницаемый) 2 с отверстиями 3 в стенках. При высоком стоянии уровня грунтовых вод 4 водонепроницаемый теплопроводящий трубопровод 1 находится в зоне стояния грунтовых вод 4, а аэрирующий трубопровод 2 располагается над уровнем грунтовых вод 4. При кратковременном подтоплении почвы водонепроницаемый теплопроводящий трубопровод 1 устанавливается внутри аэрирующего трубопровода 2. Водонепроницаемый теплопроводящий трубопровод 1 укладывается с уклоном к горизонтали в конце, которого установлена емкость 5 для сбора и откачки конденсата (воды), или с двумя уклонами и двумя емкостями 5 для удаления конденсата. Всасывающие концы трубопроводов 1 и 2 накрыты нагревательной камерой 6, в которой через южную светопроникающую стенку солнцем 7 производится нагрев воздуха, поступающего в трубопроводы 1 и 2. Вытяжные концы трубопроводов 1 и 2 соединяются вместе, и на них помещается диффузор 8. В месте соединения труб 1 и 2 устанавливается патрубок 9, входящий в камеру 10, в которой, солнцем производится нагрев воздуха, который поднимается по соединению труб 1 и 2, диффузору 8 и вытягивает нагретый воздух из камеры 6.

Устройство работает по типу вентиляционной системы следующим образом.

По первому варианту при кратковременном поднятии грунтовых вод в весеннее время или во время летних ливней, водонепроницаемый теплопроводный трубопровод 1 помещают внутри аэрирующего трубопровода 2. При затоплении грунтовой водой аэрирующего трубопровода 2 через отверстия 3, воздух, нагретый солнцем в камере 6, проходит через водонепроницаемый теплопроводный трубопровод 1, нагревая воду и соответственно грунт с почвой, находящейся над трубопроводами, это позволяет повысить теплопередачу от воздуха через стенки водонепроницаемого теплопроводного трубопровода 1 к воде и грунту. При снижении уровня грунтовых вод и освобождении полости аэрирующего трубопровода 2 (вода через отверстия 3 уходит в грунт) нагретый воздух из камеры 6 всасывается и проходит по двум полостям трубопроводов 1 и 2, при этом происходит аэрация грунта проходящим нагретым воздухом через отверстия 3. В камере 10 нагретый солнцем 7 воздух, поднимаясь через патрубок 9, по соединению труб 1 и 2 и выходит через диффузор 8, вытягивая нагретый воздух из камеры 6 через трубопроводы. Таким образом, происходит передача тепла в грунт.

При прохождении воздуха через трубопровод 1 возможно накопление конденсата (воды), который может перекрыть полость и препятствовать прохождению воздуха, поэтому середина трубопроводов укладывается выше их концов или с уклоном в одну сторону (в зависимости от рельефа поверхности). На концах устанавливаются емкости 5, в которые стекает вода (конденсат), которую периодически откачивают, например, вводя в полость трубопровода 1 шланг от водяного насоса.

По второму варианту при преобладающем высоком стоянии грунтовых вод 4 аэрирующий трубопровод 2 располагают выше уровня грунтовых вод 4, а водонепроницаемый теплопроводный трубопровод в зоне стояния грунтовых вод 4. В этом случае нагретый воздух идет по аэрирующему трубопроводу 2 (насыщая грунт воздухом) и по водонепроницаемому теплопроводному трубопроводу 1, при этом теплопередача происходит на большее расстояние от оси трубопроводов за счет большей, чем у грунта теплопроводности воды.

Функционирующее устройство позволяет в течение года: весной раньше отогреть почву, за лето и осень повысить температуру в почве, в результате почва позже и меньше заморозится. На следующий год к весне температура почвы будет выше, чем на других полях, т.е. произойдет накопление тепла в почве. Возможно, что через несколько лет почва совсем не будет промерзать.

Увеличение температуры почвы на один градус (по исследованиям харьковских ученых) увеличивает урожайность на 6%, а в условиях Нечерноземья подогрев почвы даст больший эффект, кроме того позволит ежегодно накапливать тепло в грунте под почвой, снижая неблагоприятные влияния погоды на урожайность сельскохозяйственных культур.

Такое конструктивное решение позволяет сделать устройство простым, регулируемым и эффективно действующим.

1. Устройство для обогрева солнцем подпочвенного слоя, включающее камеры обогрева воздуха и вытяжную вентиляционную систему, отличающееся тем, что вентиляционная система состоит не менее чем из двух подземных трубопроводов, один из которых выполнен герметичным и водонепроницаемым, а другой - с воздухопроницаемыми стенками, причем герметичный водонепроницаемый трубопровод укладывают с уклоном к горизонтали, в конце которого устанавливают емкость для сбора и откачки конденсата, или его середина находится выше его концов с емкостями для сбора и откачки конденсата.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный водонепроницаемый трубопровод находится ниже трубопровода с воздухопроницаемыми стенками.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что герметичный водонепроницаемый трубопровод находится внутри трубопровода с воздухопроницаемыми стенками.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что концы трубопроводов, из которых выходит нагретый воздух, соединены вместе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при рекультивации нарушенных земель и в сельском хозяйстве в качестве защиты сельхозрастений от кислотных дождей и обеспечения сохранения теплового режима укрываемых поверхностей по мере их роста.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к рисоводству. Способ включает посев риса с последующим увлажнением почвы в чеке до формирования у сорняков не более 3-4 листьев и обработку риса после всходов в фазе развития 3-5 листьев баковой смесью гербицидов с последующим затоплением чека слоем воды.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологии возделывания озимой пшеницы, и может найти применение в борьбе с вредителями и сохранении качественных показателей зерна основной зерновой культуры.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к биологическим способам борьбы с паутинными клещами в плодовых насаждениях. Способ включает расселение хищных клещей Amblyseius andersoni на плодовые насаждения в количестве 30000 особей на 1 га в стадии фенофазы «цветение».

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки восприимчивости партий плодов к загару в садоводческих предприятиях, занимающихся хранением яблок.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает обработку сорняков гербицидами в фазе 2-3 настоящих листьев фасоли, при 2-4 листьях злаковых и высоте 8-12 см двудольных сорняков.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при выращивании плодовых деревьев на землях с высоким уровнем грунтовых вод, преимущественно на дачных участках.
Изобретение относится к химии полимерных веществ, применяемых в смеси с органическими синтезированными и природными веществами для улучшения почвы. Состав мульчирующего покрытия содержит компоненты в следующих соотношениях, мас.ч.: лигносульфонат (0,1-0,5), карбамид (0,4-0,8), Na-карбоксиметилцеллюлоза (0,3-0,4), нитрофоску (3-6) и силос (16-20).

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может применяться для химической защиты и стимуляции ростовых процессов растений. Опрыскиватель с устройством для магнитно-импульсной обработки растений в плодовом питомнике включает высококлиренсный трактор, автосцепку с гидроподъемником, раму, бак для рабочего раствора, насос, регулятор давления, всасывающий фильтр, штанги-стойки с распылителями, генератор импульсных токов и катушки индуктивности.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к овощеводству, а именно к способу посадки луковых овощей. Способом предусматривается покрывание в начале лета места будущей посадки в виде грядки мульчей слоем 30÷40 см, в качестве которой используется солома, и/или скошенная трава, и/или листовой опад, и/или опил, и/или слаборазложившийся компост.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для тепловоздушной мелиорации подпочвенного слоя полей путем круглогодового обогрева их при помощи солнечного излучения, и предназначено для полеводства и огородничества. В почве по принципу вытяжной вентиляционной системы устанавливают два трубопровода, один из которых является герметичным и водонепроницаемым, а другой - с воздухопроницаемыми стенками. Трубопроводы имеют уклон по отношению к горизонтальной плоскости или их середина находится выше концов, причем герметичный водонепроницаемый трубопровод 1 находится ниже трубопровода 2 с воздухопроницаемыми стенками, а на концах трубопроводов находятся камеры 6 и 10 обогрева воздуха. Концы трубопроводов, из которых выходит нагретый воздух, соединены вместе. При кратковременном высоком стоянии грунтовых вод герметичный водонепроницаемый трубопровод может находиться внутри трубопровода с воздухопроницаемыми стенками. Такое выполнение позволит накапливать тепло в грунте под почвой, снижая неблагоприятные влияния погоды на урожайность сельскохозяйственных культур. 3 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Наверх