(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (21 ) Numer zgłoszenia: Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia: Rzeczypospolitej Polskiej (13) B1 (51) IntCl7 A01G 9/18 A01G 7/02 ( 5 4 ) Układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUR 16/97 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/01 (73) Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo W drożeniowo-produkcyjne NEEL Sp. z o.o., W arszawa, PL (72) Twórcy wynalazku: Piotr Bieniaszewski, W arszaw a, PL Ja cek Czyszkowski, W arszawa, PL W iesław Fałat, W arszawa, PL Marek Stolarski, W arszawa, PL Andrzej Szubski, W arszawa, PL Jan Szubski, W arszawa, PL (74) Pełnomocnik: Chrzanowski Zygmunt PL B1 ( 5 7 ) 1. Układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych, obejmujący zbiornik z dw utlenkiem w ęgla, obw ód przew odów doprow a- dzających z zaw oram i, oraz przew odów rozprow adzających dwutlenek węgla w szklarni, czujniki kontrolne i sterownik, zn a - m ienny tym, że przew ody (2) em isyjne dw utlenku w ęgla są połączone z kolektorem (3) rozdzielczym i umieszczone są w międzyrzędziach uprawy oraz p o siadają na części pow ierzchni całej długości kapilarne otw ory, kolektor z przew odem (4) zasilającym z umieszczonym w nim czujnikiem (27) ciśnienia jest połączony z elektrom agnetycznym zaworem (5) dozującym, który przewodem (7a) przyłączony je s t do zewnętrznego kolektora (6) modułowego, przy czym w przewodzie (7) łączącym kolektor (6) z głównym zaworem (8) elektromagnetycznym jest umieszczony czujnik (28) ciśnienia zaworu głównego, który jest połączony przewodem (9) z reduktorem (10) sieciowym dwutlenku węgla, a ten za pomocą przewodu (11 ) ze zbiornikiem (12) dwutlenku węgla, oraz w szklarni (1) umieszczone są także przewody (25) poboru atmosfery szklarni do analizy, połączone z rozgałęźnikiem (26), a za jego pomocą poprzez filtr (24) pyłowy, przewodem (23) ze sterownikiem (15), czujniki (13) otwierania i zamykania wywietrzników, czujnik (19) natężenia św iatła i czujnik (21) temperatury, które są połączone przewodami elektrycznymi (14,20,22) ze sterownikiem (15), przy połączonym przewodem (16) elektrycznym poprzez modem (17) do komputera (18) centralnego.

2 Układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych Zastrzeżenia patentowe 1. Układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych, obejmujący zbiornik z dwutlenkiem węgla, obwód przewodów doprowadzających z zaworami, oraz przewodów rozprowadzających dwutlenek węgla w szklarni, czujniki kontrolne i sterownik, znamienny tym, że przewody (2) emisyjne dwutlenku węgla są połączone z kolektorem (3) rozdzielczym i umieszczone są w międzyrzędziach uprawy oraz posiadają na części powierzchni całej długości kapilarne otwory, kolektor z przewodem (4) zasilającym z umieszczonym w nim czujnikiem (27) ciśnienia jest połączony z elektromagnetycznym zaworem (5) dozującym, który przewodem (7a) przyłączony jest do zewnętrznego kolektora (6) modułowego, przy czym w przewodzie (7) łączącym kolektor (6) z głównym zaworem (8) elektromagnetycznym jest umieszczony czujnik (28) ciśnienia zaworu głównego, który jest połączony przewodem (9) z reduktorem (10) sieciowym dwutlenku węgla, a ten za pomocą przewodu (11) ze zbiornikiem (12) dwutlenku węgla, oraz w szklarni (1) umieszczone są także przewody (25) poboru atmosfery szklarni do analizy, połączone z rozgałęźnikiem (26), a za jego pomocą poprzez filtr (24) pyłowy, przewodem (23) ze sterownikiem (15), czujniki (13) otwierania i zamykania wywietrzników, czujnik (19) natężenia światła i czujnik (21) temperatury, które są połączone przewodami elektrycznymi (14, 20, 22) ze sterownikiem (15), przy połączonym przewodem (16) elektrycznym poprzez modem (17) do komputera (18) centralnego. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnik (27) ciśnienia elektromagnetycznego zaworu (5) dozującego jest połączony przewodem (29) elektrycznym ze sterownikiem (15). 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że czujnik (28) ciśnienia elektromagnetycznego zaworu (8) głównego jest połączony przewodem (30) elektrycznym ze sterownikiem (15). 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przewody (25) poboru atmosfery szklarni do analizy złożone są krzyżowo. * * * Przedmiotem wynalazku jest układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych. Układ ma zastosowanie w uprawach roślin warzywniczych, kwiatów, roślin ozdobnych i owoców, szczególnie pod osłonami, a także w pomieszczeniach zamkniętych dużych takich jak szklarnie. Znane są urządzenia do nawożenia i podlewania roślin na przykład z polskiego opisu patentowego nr charakteryzujące się tym, że rośliny są dokarmiane roztworem koncentratu nawozowego, którym są podlewane, przy zastosowaniu układu, który jest hydraulicznie skojarzony ze sterownikiem poprzez czujnik skontaktowany hydraulicznie z przewodem rozprowadzającym roztwór nawozowy. Czujnik określający stopień stężenia roztworu nawozowego jest połączony elektrycznie ze sterownikiem poprzez przetwornik. Znany jest także układ do dokarmiania dolistnego roślin gazowym dwutlenkiem węgla w szklarniach, który po analizie powietrza pod względem zawartości dwutlenku węgla i przy stwierdzeniu jego spadku, uzupełnia się stan nasycenia przez otwarcie zaworu sterownego łączącego szklarnię z źródłem dwutlenku węgla. Niedogodnością opisanych rozwiązań jest dokarmianie roślin dokorzennie roztworem, lub gazem dolistnie bez możliwości jednorodnego rozprowadzenia dwutlenku węgla na całym obszarze, ponieważ dwutlenek węgla wypływa z pełnego przekroju rury. Układ taki nie zapewnia dostatecznej kontroli procesu nawożenia w przypadku uszkodzenia sieci dystrybucyjnej C 0 2,

3 jak również nie zapewnia kontroli atmosfery w szklarni pod względem zawartości CO2 w pomieszczeniu dyspozytorskim, w którym pracuje personel. Wady i niedogodności, występujące w znanych sposobach i układach dokarmiania roślin, zostają usunięte dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku. Należy mieć na uwadze, że w ograniczonej przestrzeni na przykład szklarni już w pierwszej godzinie od wschodu słońca roślina wykorzystuje nadwyżki CO2 nagromadzone w nocy. Natomiast w godzinach przedpołudniowych często dochodzi do depresji stężenia CO2 wynoszącej ppm - dla roślin uprawnych jest to stężenie głodowe. Stan ten wpływa nie tylko bezpośrednio na zmniejszenie aktualnej szybkości fotosyntezy, ale przy zwiększonej intensywności promieniowania ponad 150 Wm-2 - prowadzi do przejściowej, a w skrajnych przypadkach trwałej inaktywacji procesu fotosyntezy. Specyfika środowiska szklarniowego, dzięki dużej hermetyczności, stwarza możliwość dokarmiania upraw szklarniowych dwutlenkiem węgla do poziomu optymalnego, wynoszącego dla większości upraw od ppm. Pozwala to uzyskać 2-2,5 krotne przyspieszenie procesu fotosyntezy i zwiększenie plonu użytkowego o 20-30%. Celem wynalazku jest wyeliminowanie opisanych niedogodności i wad, a zadaniem technicznym jest opracowanie nowego układu, który zapewniałby stałą kontrolę stanu atmosfery w szklarniach, regulował i automatycznie utrzymywał zadany poziom dwutlenku węgla w funkcji parametrów mierzonych. Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że opracowano układ, który charakteryzuje się tym, że przewody emisyjne dwutlenku węgla w szklarni są połączone z kolektorem rozdzielczym i umieszczone w międzyrzędach uprawy. Przewody emisyjne posiadają na części powierzchni całej długości kapilarne otwory. Kolektor połączony jest przewodem zasilającym z umieszczonym w nim czujnikiem ciśnienia z elektromagnetycznym zaworem dozującym, który krótkim przewodem jest połączony z zewnętrznym kolektorem modułowym. Zewnętrzny kolektor modułowy połączony jest za pomocą przewodu, w którym umieszczony jest czujnik ciśnienia z zaworem głównym elektromagnetycznym, który połączony jest przewodem z reduktorem sieciowym dwutlenku węgla i kolejno przewodem łącznikowym ze zbiornikiem dwutlenku węgla. W szklarniach lub w tunelach foliowych umieszczone są także przewody poboru powietrza z atmosfery szklarni do analizy, połączone z rozgałęźnikiem, a za jego pomocą poprzez filtr pyłowy, przewodem ze sterownikiem. W szklarni są także rozmieszczone czujniki kontroli położenia wywietrzników, czujnik pomiaru natężenia światła i czujnik temperatury. Czujniki są połączone przewodami elektrycznymi ze sterownikiem, który jest połączony sposobem elektrycznym poprzez modem z komputerem centralnym. Przewody poboru powietrza z atmosfery szklarni do analizy ułożone są krzyżowo tak, że pobierają próbki z dowolnych punktów przestrzeni szklarni. Zaletą układu według wynalazku - do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych, jest to, że zapewnia automatyczne i równomierne rozprowadzanie CO2 na całym obszarze przeznaczonym do produkcji roślinnej, dzięki ciągłej kontroli stężenia CO2, optymalizując jego stężenie według zaleceń agrotechnicznych, jednocześnie zapewniając obsłudze bezpieczeństwo podczas pracy. Inną zaletą układu jest to, że sterownik jest wyposażony w układ pomp i bloków sterujących poszczególnymi obwodami układu i jest połączony za pomocą modemu z komputerem centralnym, co pozwala na płynne sterowanie wszystkimi parametrami, mającymi na celu utrzymanie właściwej atmosfery w szklarni. Układ do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, na którym pokazano przykładowo jedną szklarnię, wyposażoną w układ będący przedmiotem wynalazku. Szklarnia 1 lub n szklarni 1 ustawionych dowolnie, korzystnie równolegle, wyposażona jest w przewody 2 emisyjne dwutlenku węgla posiadające na części powierzchni całej długości kapilarne otwory ułożone w międzyrzędziach uprawy na dobranej wysokości od podłoża. Przewody te połączone są z kolektorem 3 rozdzielczym umieszczonym wewnątrz szklarni 1. Kolektor 3 połączony jest z drugiej strony przewodem 4 zasilającym, w którym umieszczony jest

4 czujnik 27 ciśnienia zaworu 5 dozującego, elektromagnetycznego, który przewodem 7a połączony jest z zewnętrznym kolektorem 6 modułowym. Zastosowanie kolektora modułowego, pozwala na przyłączenie w układzie dowolnej ilości szklarni korzystnie siedem, dzięki możliwości -wydłużania kolektora przyłączeniowego. Czujnik 27 ciśnienia połączony jest przewodem elektrycznym 29 z odpowiednim blokiem sterownika 15. Zewnętrzny kolektor 6 modułowy jest połączony przewodem 7 z głównym zaworem 8 elektromagnetycznym, przy czym w przewodzie 7 znajduje się czujnik 28 ciśnienia, połączony ze sterownikiem 15 przewodem elektrycznym 30. Zawór 8 główny łączy się przewodem 9 z reduktorem 10 sieciowym, który połączony jest przewodem 11 ze zbiornikiem dwutlenku węgla. W szklarni 1umieszczone są także przewody 25 poboru powietrza z atmosfery szklarni do analizy zawartości w niej ilości dwutlenku węgla. Przewody 25 ułożone są krzyżowo i połączone rozgałęźnikiem 26 wielodrogowym z filtrem 24 pyłowym i przewodem 23 ze sterownikiem 15. Ułożenie krzyżowe przewodów 25 poboru powietrza z atmosfery pozwala na bardzo dokładne ustalenie stopnia stężenia dwutlenku węgla w atmosferze szklarni. Ponieważ proces przyswojenia gazowego CO2 przez rośliny w szklarni jest zależny także od natężenia światła, ruchu powietrza i temperatury, przeto układ posiada czujnik 13, kontroli położenia wywietrzników, połączony przewodem 14 ze sterownikiem 15. Czujnik 19 natężenia światła jest połączony przewodem 20 z odpowiednim blokiem sterownika 15. Również czujnik 21 temperatury jest połączony przewodem 22 elektrycznym ze sterownikiem 15. Działanie układu do dokarmiania roślin dwutlenkiem węgla dla ogrodnictwa, zwłaszcza w pomieszczeniach zamkniętych według wynalazku jest następujący: Po włączeniu sterownika 15 do sieci elektrycznej zadziała zawór 8 elektromagnetyczny wpuszczając gaz C 02 do kolektora 6, w tym samym czasie czujnik 28 ciśnienia zasygnalizuje wzrost ciśnienia gazu za zaworem 8 głównym elektromagnetycznym co oznacza, że działanie zaworu 8 jest prawidłowe. Następnie sterownik 15 po analizie stanu stężenia C 02 w atmosferze danej szklarni, poprzez regulator nie pokazany na rysunku, powoduje otwarcie zaworu 5 elektromagnetycznego dozującego i przepływ gazu CO2 przez kolektor 3 do poszczególnych przewodów 2 emisyjnych. W tym czasie czujnik 27 ciśnienia zaworu 5 dozującego, zasygnalizuje wzrost ciśnienia gazu za zaworem 5 dozującym elektromagnetycznym co oznacza, że działanie zaworu 5 jest prawidłowe. Pomiar stężenia CO2 odbywa się za pośrednictwem punktów 25 poboru powietrza z atmosfery szklarni 1 do analizy. Jeżeli poziom stężenia gazu CO2 będzie mniejszy od zadanego, zostanie wysłany sygnał do sterownika 15, co spowoduje umożliwienie dopływu CO2 do danego obiektu szklarniowego, jeżeli są spełnione zadane parametry natężenia światła, temperatury oraz parametry stanu otwarcia wywietrzników.

5

6 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.