Солнечный интенсифицированный тепличный комплекс

Солнечный интенсифицированный тепличный комплекс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое техническое решение относится к области сельского хозяйства, в частности к теплицам для выращивания растений, и может быть использовано при сооружении тепличных комплексов, в которых обогрев и освещение их внутреннего пространства осуществляется посредством расширенного использования энергии солнечного излучения.

Аналогичные технические решения известны, см., например, патент Российской Федерации №2066526, который содержит:

- основание;

- светопрозрачную теплоизолирующую оболочку, выполненную в виде шара с отверстием в нижней части и закрепленную на опорах, установленных вертикально на основании;

- круговые лотки для гидропонного выращивания растений, выполненные в виде секций и размещенные внутри шара;

- подмости для ухода за растениями и обслуживания гидропонной установки, установленные по периметру круговых лотков;

- комплекс инженерных систем жизнеобеспечения растений: дополнительного облучения, минерального питания, теплообеспечения, вентиляции и другие;

- лестницы, связывающие ярусы круговых лотков между собой.

Общими признаками предлагаемого технического решения и вышеохарактеризованного аналога являются:

- основание;

- светопроницаемая теплоизолирующая оболочка, закрепленная на опорах, установленных вертикально на основании;

- площади с культивируемыми растениями, основное оборудование и системы жизнеобеспечения растений, размещенные внутри светопроницаемой теплоизолирующей оболочки.

Технический результат, который невозможно достичь вышеприведенным аналогом, заключается в снижении потребляемой извне электрической и тепловой энергии при одновременной интенсификации роста растений за счет расширенного использования энергии солнечного излучения для обогрева и равномерного и более интенсивного освещения внутреннего пространства теплицы.

Причина невозможности достижения технического результата, указанного выше, заключается в том, что энергии солнечных лучей, падающих на обращенную к солнцу поверхность теплицы, недостаточно для обогрева внутреннего объема и равномерного освещения всей рабочей площади теплицы, вследствие наличия теневых зон, создающихся растениями и оборудованием, находящимися внутри теплицы, а также вследствие значительных тепловых потерь через ее светопроницаемое покрытие.

Известно также аналогичное техническое решение (см. авторское свидетельство СССР №430822), которое выбрано в качестве прототипа и которое содержит:

- каркас, выполненный из железобетонных стоек, вертикально установленных на основании по окружности, относительно центральной опоры, и двухскатных симметричных угловых арок, закрепленных своими концами на стойках углами вверх;

- анкерные крепления, вертикально установленные на основании концентрично, снаружи относительно каркаса, в створах «центральная опора - стойка», «центральная опора - вершина угла двухскатной арки»;

- ванты (стальные тросы), натянутые радиально между центральной опорой и анкерными креплениями и размещенные в трубах, опирающихся на стойки каркаса или на вершины углов двухскатных угловых арок;

- двухслойное светопроницаемое теплоизолирующее покрытие, образующее кровлю из двускатных секций, закрепленных на вантах и угловых арках, с полостями между внутренними и наружными слоями и с проемами на внутренних слоях у центральной опоры;

- двухслойное светопроницаемое теплоизолирующее секционированное покрытие боковой стенки, закрепленное на основании, стойках и угловых арках с полостями между наружными и внутренним слоями и с проемами в каждой секции на внутренних слоях у основания;

- воздушно-отопительные агрегаты, установленные внутри каждой секции у угловых арок и подсоединенные своими всасывающими патрубками к полостям в секциях боковой стенки, а нагнетающими патрубками - к полостям в секциях кровли;

- площади с культивируемыми растениями, системы жизнеобеспечения растений, размещенные внутри теплицы.

Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения являются составляющие гелиопреобразующее пространство:

- светопроницаемые теплоизолирующие кровля и боковые стенки, образующие вместе куполообразное, светопроницаемое, теплоизолирующее покрытие;

- несущие опоры (стойки), вертикально установленные на основании, на которых закреплено куполообразное покрытие;

- площади с культивируемыми растениями, основное оборудование и вспомогательные технологические средства, размещенные внутри куполообразного покрытия.

Технический результат, который невозможно достичь посредством прототипа, заключается в снижении потребляемой извне электрической и тепловой энергии при одновременной интенсификации роста растений за счет расширенного использования солнечной энергии для обогрева и равномерного и более интенсивного освещения внутреннего пространства теплицы.

Причина невозможности достижения результата, указанного выше, заключается в том, что энергии солнечных лучей, падающих на обращенную к солнцу поверхность теплицы, недостаточно для обогрева внутреннего объема и равномерного освещения всей рабочей площади теплицы (особенно в утреннее и вечернее время) из-за наличия теневых зон, создающихся растениями и оборудованием, находящимися внутри теплицы, а также вследствие значительных тепловых потерь через ее светопроницаемое покрытие.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания тепличных комплексов со сниженным потреблением электрической и тепловой энергии за счет расширенного использования энергии солнечных лучей для обогрева и освещения внутреннего пространства теплицы при одновременной интенсификации роста растений является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что солнечный интенсифицированный тепличный комплекс, содержащий составляющие совместно гелиопреобразующее рабочее пространство светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие, закрепленное на несущих опорах, установленных вертикально на основании, площади с культивируемыми растениями, основное оборудование и вспомогательные технологические средства, обеспечивающие функционирование названного комплекса по его проектному назначению, дополнительно оснащен гелиопоглощающим, теплоаккумулирующим резервуаром, двумя отражателями света в форме усеченных конусов, лучеотражающими панелями с двухкоординатными поворотными механизмами с управляемыми приводами и датчиками положения координат, датчиками освещенности в различных зонах рабочего пространства, датчиками температуры воздуха и рабочих сред в гелиопоглощающем, теплоаккумулирующем резервуаре, направления и скорости ветра и компьютерным центром, примененным в качестве системы управления положениями лучеотражающих панелей и технологическими параметрами в гелиопреобразующем рабочем пространстве.

Светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие изготовлено из кровельных блоков, в которых образован массив сквозных отверстий в форме усеченных конусов или пирамид вершинами внутрь или наружу. Боковая поверхность отверстий и поверхность блоков, обращенная внутрь гелиопреобразующего пространства и не занятая сквозными и технологическими отверстиями, покрыты лучеотражающим материалом. Конические или пирамидальные сквозные отверстия в блоках с обоих концов закрыты тонким светопроницаемым материалом. При этом оси отверстий в наружном слое кровельных блоков могут быть выполнены под углом от 10 до 40° к осям отверстий внутренних слоев кровельных блоков.

Блоки выполнены с применением светонепроницаемого материала с малой теплопроводностью, например, из композитов (пенистый полиуретан, армированный металлической сеткой, или углепластик, или пеноуглепластик) или пенокерамики, пеноалюминия, пеностекла, однослойными или трехслойными, где крайние слои выполнены из бетона или пластиков и армированы, а средний выполнен из теплоизолирующего материала особо высокой эффективности, например, пенополиуретана, причем между слоями могут быть созданы теплоизолирующие воздушные полости.

В центре куполообразного покрытия, соосно с ним, выполнен сплошной круговой проем, закрытый двумя слоями тонкого светопроницаемого материала с воздушной полостью между ними.

Под куполообразным покрытием, по его центру, на основании установлен гелиопоглощающий, теплоаккумулирующий резервуар из двух емкостей, заполненных разнородными веществами, водою - первая и поваренной солью - вторая, причем вторая емкость размещена в центре первой и теплоизолирована по бокам и снизу от воды в первой емкости материалом с низкой теплопроводностью, а сверху - от внутренней среды гелиопреобразующего пространства - светопроницаемым, теплоизолирующим покрытием.

Над гелиопоглощающим, теплоаккумулирующим резервуаром, по центру куполообразного покрытия, внутри его, размещен отражатель в форме вертикального пустотелого усеченного конуса вершиной вверх, внутренняя и внешняя боковые поверхности которого покрыты лучеотражающим материалом, а снаружи, над куполообразным покрытием, по его центру, установлен второй отражатель в форме вертикального усеченного конуса вершиной вниз, внешняя боковая поверхность которого также покрыта лучеотражающим материалом. В специальных вариантах солнечного интенсифицированного тепличного комплекса отражатель, установленный над светопроницаемым теплоизолирущим куполообразным покрытием, снабжен лучеотражающим покрытием и на внутренней поверхности, может иметь форму многогранной усеченной пирамиды, грани которой при ураганном ветре раскладываются вдоль поверхности купола. Оба отражателя преимущественно оснащены теплообменниками системы охлаждения лучеотражающих поверхностей водой из первой емкости гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара, прокачиваемой через трубки теплообменников циркуляционными насосами по кольцевой схеме.

На прилегающей к куполообразному покрытию территории в два концентрических ряда размещены плоские лучеотражающие панели, каждая из которых установлена на выходном звене двухкоординатного поворотного механизма, который обеспечивает поворот панели в горизонтальной и вертикальной плоскостях на угол ориентировочно до 210° и основание которого закреплено на верхнем конце опорной стойки, вертикально установленной на земле.

Лучеотражающие панели выполнены одинарными, в форме прямоугольников или близкой к прямоугольникам, вытянутых в горизонтальном направлении, с креплением на выходном звене двухкоординатного поворотного механизма посредством кронштейнов и профилей без уравновешивания, или двойными в форме пары прямоугольных рам с креплением на выходном звене двухкоординатного поворотного механизма по обе стороны опорной стойки, симметрично относительно ее, посредством поперечины, кронштейнов и профилей, и уравновешиванием стропами, нижние концы которых закреплены посредством подвесок вращения на поперечине, а верхние - на верхнем конце дополнительной стойки, вертикально установленной на промежуточном звене двухкоординатного механизма.

Компьютерный центр, примененный в предлагаемом техническом решении в качестве системы управления, подключен своими входами к датчикам, перечисленным ранее, а выходами - к входам задания параметров движения управляемых приводов поворотных механизмов лучеотражающих панелей, к входам управления систем отопления, вентиляции и другого основного оборудования и вспомогательных технологических средств, обеспечивающих функционирование названного комплекса по его проектному назначению.

Оснащение предлагаемого солнечного интенсифицированного тепличного комплекса теплоизолирующим куполообразным покрытием с массивом сквозных отверстий, покрытых изнутри светоотражающим материалом, и лучеотражающими панелями с двухкоординатными поворотными механизмами, как указано выше, дает возможность за счет дополнительного светового потока, отражаемого панелями и рассеиваемого боковыми поверхностями отверстий в куполообразном покрытии, создать в пространстве под куполообразным покрытием эффект «свет отовсюду», устраняя тем самым теневые зоны при одновременном увеличении общего количества света, падающего на культивируемые растения, а также снижения тепловых потерь.

Форма выполнения отверстий в теплоизолирующем куполообразном покрытии, а также наличие светоотражающего покрытия на внутренних поверхностях отверстий и самого куполообразного покрытия существенно снижает рассеяние света, отражаемого от внутренних поверхностей гелиопреобразующего пространства наружу, в окружающую среду, что также увеличивает количество света, подаваемого на растения. Увеличение общего количества света, попадающего на растения, и его равномерное распределение обеспечивает более интенсивный рост растений и сокращает сроки их выращивания. При этом, если требуется усиление равномерности рассеяния света внутри светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия, конические или пирамидальные отверстия в кровельных блоках ориентируются вершинами наружу.

Оснащение предлагаемого солнечного интенсифицированного тепличного комплекса двумя коническими, охлаждаемыми водой отражателями, описанными выше, гелиопоглощающим, теплоаккумулирующим резервуаром и лучеотражающими панелями с двухкоординатными поворотными механизмами дает возможность сконцентрировать, накопить и хранить в рабочих средах с высокой теплоемкостью, заполняющих емкости гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара, значительное количество тепловой энергии, поступающей с солнечным излучением в течение дня, особенно в полуденное время, что обеспечивает, с одной стороны, более равномерное в течение дня освещение растений естественным светом и, с другой, - использование полуденного максимума солнечного излучения для удовлетворения тепловой и электрической энергией собственных нужд комплекса за счет тепла, накопленного в рабочих средах гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара и используемого затем в системах обогрева (горячая вода в первой емкости гелиопреобразующего резервуара) и генерации электроэнергии (мини-теплоэлектростанция, потребляющая горячий пар от парогенератора, размещенного во второй емкости гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара) для собственных нужд.

Компьютерный центр, примененный в предлагаемом техническом решении в качестве системы управления, формирует управляющие воздействия индивидуально для каждого привода двухкоординатных поворотных механизмов лучеотражающих панелей, необходимые для отражения солнечных лучей с панелей на конический отражатель на куполообразном покрытии или на поверхность самого покрытия, а также управляющие воздействия для систем отопления, вентиляции и другого основного оборудования и вспомогательных технических средств, исходя из данных о географическом положении комплекса, текущем астрономическом времени, геодезических координат положения на местности каждой лучеотражающей панели, конического отражателя над куполом покрытия, размерах куполообразного покрытия, а также с учетом текущих данных с выходов датчиков, размещенных внутри и вне куполообразного покрытия, прогнозов погоды и производственных планов.

Нижеприведенные чертежи и схемы поясняют устройство и принципы действия технического решения.

Фиг.1. Общий вид солнечного интенсифицированного тепличного комплекса.

Фиг.2. Куполообразное покрытие комплекса.

Фиг.3а, 3в. Конструкции трехслойного кровельного блока в варианте направления вершин конических или пирамидальных отверстий наружу.

Фиг.3б разрез А-А на фиг.3a, фиг.3г разрез А-А на фиг.3в.

Фиг.4. Схема хода лучей в конусообразном, сквозном отверстии прямого излучения снаружи внутрь и отражаемых обратно изнутри.

Фиг.5. Схема образования эффекта «свет отовсюду».

Фиг.6. Схема хода лучей с однократным отражением от панелей при «высоком» Солнце.

Фиг.7. Схема хода лучей с двукратным отражением от панелей при «низком» Солнце.

Фиг.8. Общий вид одинарной лучеотражающей панели.

Фиг.9. Общий вид сдвоенной лучеотражающей панели.

Фиг.10. Структурная функциональная схема системы управления.

Фиг.11. Геометрический чертеж для определения текущих значений координат ϕ₁, ϕ₂ как функций исходных независимых переменных.

На фиг.1-10 обозначено:

1 - основание;

2 - светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие;

3 - несущие опоры;

4, 5 - площади, с культивируемыми растениями основное оборудование и вспомогательные технологические средства;

6 - наружный конусообразный отражатель с внешней боковой отражающей поверхностью;

7 - внутренний конусообразный отражатель с внутренней и наружной боковыми отражающими поверхностями;

8 - первая емкость гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара, заполненная водой;

9 - вторая емкость гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара, заполненная поваренной солью;

10 - лучеотражающие панели внутреннего концентрического ряда;

11 - лучеотражающие панели внешнего концентрического ряда;

12 - светопроницаемое теплоизолирующее покрытие второй емкости гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара 9;

13 - светопроницаемое теплоизолирующее покрытие кругового проема в вершине светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2;

14 - несущая ферма;

15 - лучи Солнца;

16 - лучи, отраженные от лучеотражающих панелей 10, 11 на наружный конусообразный отражатель 6;

17 - лучи, отраженные наружным конусообразным отражателем 6 на гелиопоглощающий, теплоаккумулирующий резервуар;

18 - внутренний слой из бетона;

19 - внешний слой из бетона;

20 - теплоизолирующий слой из пенополиуретана;

21 - металлическая арматура в бетонных слоях 18 и 19;

22 - лучеотражающее покрытие;

23 - вставки из тонкого светопроницаемого материала на внешней стороне блока;

24 - вставка из тонкого светопроницаемого материала на внутренней стороне блока.

25-26 - лучи света, падающие на светоотражающую боковую поверхность сквозного отверстия снаружи светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2;

27 - луч света, отраженный на светоотражающую боковую поверхность сквозного отверстия изнутри светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2;

28 - лучи Солнца;

29 - лучи, отраженные лучеотражающими панелями 10, 11 на поверхность светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2;

30 - лучи, рассеянные отражающим покрытием 22 на боковых поверхностях сквозных отверстий светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2;

α, α₁, α₂ - углы между плоскостью лучеотражающей панели и падающими лучами и между плоскостью лучеотражающей панели и отраженными лучами;

β - угол восхождения отраженного луча 16;

(2α-β) - угол падения солнечных лучей 15 относительно горизонта;

S₁ - ширина светового потока, падающего на лучеотражающую панель 11 от Солнца;

S₀ - ширина лучеотражающих панелей 10, 11;

Н - высота установки наружного конусообразного отражателя 6;

L - расстояние от места установки лучеотражающей панели 11 до средней линии на отражающей поверхности наружного конусообразного отражателя 6;

31 - лучи, отраженные от лучеотражающей панели 10 на лучеотражающую панель 11;

S₂ - ширина светового потока, падающего на лучеотражающую панель 10 от Солнца;

S₃ - ширина светового потока, отраженного на наружный конусообразный отражатель 6;

h₁, h₂ - высота установки лучеотражающих панелей 10, 11 наружного и внутреннего концентрических рядов соответственно;

32 - несущая стойка;

33 - основание двухкоординатного поворотного механизма;

34 - промежуточное звено двухкоординатного поворотного механизма;

35 - выходное звено двухкоординатного поворотного механизма;

36 - кронштейны крепления;

37 - несущий профиль крепления;

38 - лапы крепления;

39 - каркас лучеотражающих панелей 10, 11;

40 - лучеотражающий материал;

ϕ₁, ϕ₂ - координаты движения двухкоординатного поворотного механизма;

41 - несущая стойка;

42 - основание двухкоординатного поворотного механизма;

43 - промежуточное звено двухкоординатного поворотного механизма;

44 - выходное звено двухкоординатного поворотного механизма;

45 - кронштейн крепления;

46 - несущие профили крепления;

47 - подвески вращения;

48 - уравновешивающие стропы;

49 - дополнительная стойка;

50 - прямоугольная рама;

51 - полимерные нити;

52 - лучеотражающий материал;

10, 11 (ЛП₁-ЛП_n) - лучеотражающие панели (фиг.10);

53, 54 (Д_ϕ) - датчики углового положения выходного звена координаты двухкоординатного поворотного механизма;

55-61 (Р₁-Р₇) - редукторы приводов;

62-72 (M₁-М_n) - электродвигатели приводов;

73, 74 (ДС) -датчики скорости вращения электродвигателей 62, 63 (М1, М2);

75-78 (КП) - контроллеры электроприводов;

79, 80 (УМ) - усилители мощности;

81, 82 (PC) - регуляторы скорости;

83, 84 (РП) - регуляторы положения;

85-94 (КДУ) - контроллеры дистанционного управления;

95, 96 (ДТ₁-ДТ_m) - датчики температуры;

97, 98 (ДО₁-ДО_k) - датчики освещенности;

99 (ДНВ) - датчик направления ветра;

100 (ДСВ) - датчик скорости ветра;

101, 102 (ДВВ₁-ДВВ_j) - датчики влажности воздуха;

103-107 - датчики начального положения исполнительных механизмов;

108-112 - датчики конечного положения исполнительных механизмов;

113 (РПДС) - радиопередатчик дуплексной связи;

114, 115 (ПДУ) - пульты дистанционного управления;

116 (КЦ) - компьютерный центр;

117 (УСО) - устройство связи с объектом;

118 (МС) - модем связи;

119 (К) - компьютер с прикладным программным обеспечением (ППО);

120 (ПО) - пульт оператора;

121 - кроссовое устройство;

122, 123 - насосы транспортировки жидких сред.

Относящиеся к вспомогательному оборудованию:

- электродвигатели 65, 66 (М₄, M₅), редукторы 58, 59 (Р₄, P₅) предназначены для управления вентиляционными заслонками (заслонки на фиг.10 не показаны);

- электродвигатели 67, 68 (M₆, M₇) приводов вентиляторов (вентиляторы на фиг.10 не обозначены);

- электродвигатели 69, 70 (M₈, M₉), редукторы 60, 61 (Р₆, Р₇) предназначены для управления задвижками систем водоснабжения и отопления (задвижки на фиг.10 не показаны);

- электродвигатели 71, 72 (М₁₀, М₁₁) предназначены для управления насосами 122, 123 транспортировки жидких сред.

На фиг.11 представлен геометрический чертеж для вычисления текущих значений координат ϕ₁, ϕ₂ движения двухкоординатных поворотных механизмов лучеотражающих панелей как функций исходных независимых переменных со следующими обозначениями:

∩FAK - дуга окружности кругового ряда расположения лучеотражающих панелей;

А - точка положения конкретной лучеотражающей панели;

В - точка на луче Солнца;

В'- проекция точки В на горизонтальную плоскость;

С - точка пересечения отраженного луча с вертикальной осью светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия;

С'- проекция точки С на горизонтальную плоскость;

М - точка пересечения биссектрисы угла ∠BAC со стороной ВС треугольника ΔАВС;

М' - проекция точки М на горизонтальную плоскость;

- азимутальное направление на Солнце;

- азимутальное направление отраженного луча;

- направление на географический север;

- направление на географический юг;

- направление на географический восток;

- направление на географический запад;

- направление вертикали;

β - угол отраженного луча в вертикальной плоскости;

λ - угол положения Солнца в вертикальной плоскости;

γ_NG - азимут Солнца;

γ_NR - азимут отраженного луча;

γ_GR - угол между азимутальным направлением отраженного луча и азимутальным направлением на Солнце;

θ - азимут лучеотражающей панели А от центральной оси светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия;

ϕ₁ - угол поворота лучеотражающей панели в горизонтальной плоскости;

ϕ₂ - угол поворота лучеотражающей панели в вертикальной плоскости.

Солнечный интенсифицированный тепличный комплекс согласно предлагаемому техническому решению устроен и работает следующим образом.

Теплоизолирующее светопроницаемое куполообразное покрытие 2, закрепленное на несущих опорах 3, установленных вертикально на основании 1, и несущих фермах 14, опирающихся своими концами на упомянутые опоры, собрано из кровельных блоков (фиг.3). В рабочем пространстве, внутри куполообразного покрытия, размещены площади 4 с культивируемыми растениями, основное оборудование и вспомогательные технологические средства 5, обеспечивающие функционирование комплекса по его проектному назначению.

Дополнительно внутри куполообразного покрытия, по его центру установлен гелиопоглощающий, теплоаккумулирующий резервуар из двух емкостей. Первая из них 8 установлена по центру куполообразного покрытия на основании 1 и заполнена водою, а вторая 9 установлена внутри первой, по ее центру, заполнена в данном случае поваренной солью и теплоизолирована по бокам и снизу от воды, заполняющей первую емкость, материалом с низкой теплопроводностью, а сверху, от окружающей воздушной среды, светопроницаемым теплоизолирующим покрытием 12.

Здесь же, над гелиопоглощающим, теплоаккумулирующим резервуаром и соосно с ним, установлен отражатель 7 в форме пустотелого усеченного конуса вершиной вверх, внутренняя и наружная боковые поверхности которого покрыты светоотражающим материалом, а верхнее и нижнее основания открыты.

В центре куполообразного покрытия, в его вершине, над конусообразным отражателем, выполнен круговой проем 13, закрытый своим однородным светопроницаемым теплоизолирующим покрытием.

Снаружи куполообразного покрытия, на его вершине, соосно с внутренним коническим отражателем 7 установлен еще один отражатель 6 в форме усеченного конуса вершиной вниз, внешняя боковая поверхность которого также покрыта светоотражающим материалом.

Оба отражателя 6, 7 оснащены теплообменниками системы охлаждения лучеотражающих поверхностей водой из первой емкости 8 гелиопоглощающего, теплоаккумулирующего резервуара, прокачиваемой через трубки теплообменников циркуляционными насосами 122, 123 по кольцевой схеме (теплообменники и трубопроводы на чертежах не показаны).

На прилегающей к куполообразному покрытию территории соосно и концентрично ему, в два круговых ряда размещены плоские лучеотражающие панели 10, 11, закрепленные на выходных звеньях двухкоординатных поворотных механизмов, установленных посредством несущих стоек на основании 1 (фиг.8, 9).

Лучеотражающие панели 10, 11 совместно с наружным 6 и внутренним 7 конусообразными отражателями образуют дополнительный широкоформатный энергетический канал в виде потока солнечных лучей 16, отраженных и сконцентрированных лучеотражающими панелями 10, 11 и направленных отражателями 6 и 7 на гелиопоглощающую поверхность емкости 9 с поваренной солью. Оптические характеристики и геометрические размеры конусообразных отражателей и лучеотражающих панелей и их количество позволяют собрать и сконцентрировать на поверхности поваренной соли в емкости 9 необходимое количество лучистой энергии, достаточное для разогрева соли до температур, превышающих температуру ее плавления. А высокое значение теплоемкости фазового перехода поваренной соли и ее количество, размещенное в емкости 9, позволяет в течение светового дня накопить значительное количество тепловой энергии. Теплоизоляция дна и боковых поверхностей емкости 9 и ее светопроницаемое теплоизолирующее покрытие 12 препятствует рассеянию тепла, накопленного в объеме соли, обеспечивая тем самым необходимую длительность его хранения.

Водяная «рубашка» вокруг емкости 9, образованная водой, заполняющей емкость 8, обеспечивает дополнительную теплоизоляцию для емкости 9, поскольку вода имеет очень низкую теплопроводность и, кроме того, утилизирует тепло, проникающее из емкости 9 через ее дно и боковые поверхности, которое используется в системах отопления и горячего водоснабжения.

Тепло, накопленное в емкости 9 в течение светового дня, используется для производства пара с применением воды из емкости 8 и горячего воздуха, например, при переработке овощей, а в ночное время - для выработки электроэнергии для собственных нужд.

Светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие 2, изготовленное согласно предлагаемому техническому решению из кровельных блоков со сквозными отверстиями (фиг.3), внутренние боковые поверхности которых покрыты лучеотражающим материалом 22, а торцы с обеих сторон закрыты вставками 23, 24 из тонкого светопроницаемого материала, снижает интегральную светопроницаемость для прямого солнечного излучения 28, падающего непосредственно на внешнюю поверхность светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2, что дает возможность «срезать» полуденный пик солнечного излучения в жаркую погоду, а наличие лучеотражающих панелей 10, 11, установленных на поворотных механизмах с управляемыми приводами, обеспечивает путем управляемого распределения отраженного солнечного излучения 29 по поверхности светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2 оптимальный режим освещенности в любой зоне внутри его.

Исполнение отверстий в кровельных блоках согласно предлагаемому техническому решению благодаря специфике оптических свойств отражения света от их внутренних боковых поверхностей преобразует в данном случае однонаправленное излучение на входе в отверстие в рассеянное в различных направлениях на его выходе, благодаря чему, с учетом подсветки в близком к горизонтальному направлении с разных сторон от лучеотражающих панелей 10, 11, в рабочем пространстве под светопроницаемым теплоизолирующим куполообразным покрытием 2 создается эффект «свет отовсюду» 30.

Схема хода лучей, приведенная на фиг.4, показывает, что лучи 25, 26, падающие на светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие 2 снаружи даже под острым углом к поверхности кровельного блока в конечном итоге, после неоднократных отражений от внутренней боковой поверхности попадают внутрь светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2, изменяя свое первоначальное направление.

Кроме того, расположение отверстий в форме усеченных конусов или пирамид в данном случае вершинами наружу уменьшает рассеяние света и тепла изнутри наружу за счет возврата части излучения 27 изнутри обратно вовнутрь.

Наличие светопроницаемых вставок на входе 23 и выходе 24 отверстий и воздушной подушки между ними и выполнение конструкции блока трехслойной с двумя внешними слоями 18, 19 из армированного 21 бетона и внутреннего слоя 20 из материала с низкой теплопроводностью, например, из пенополиуретана, обеспечивает светопроницаемому теплоизолирующему куполообразному покрытию 2 в целом высокую степень теплоизоляции при сохранении достаточной прочности и относительно небольшом весе.

Применение кровельных блоков с изогнутыми осями конических или пирамидальных отверстий дает возможность оптимизировать использование прямого солнечного излучения, падающего непосредственно на поверхность теплоизолирующего светопроницаемого куполообразного покрытия 2, и повысить эффективность использования отраженного от лучеотражающих панелей излучения, для чего светопроницаемое теплоизолирующее куполообразное покрытие 2 выполняется из кровельных блоков с различным исполнением формы отверстий в зависимости от места установки кровельных блоков.

Северный сектор светопроницаемого теплоизолирующего куполообразного покрытия 2 находится в теневой зоне прямого солнечного излучения, поэтому эта часть названного покрытия 2 сориентирована преимущественно на прием отраженного от лучеотражающих панелей излучения. Для чего кровельные блоки, образующие нижнюю, вертикальную, часть северного сектора вышеназванного покрытия 2, выполнены с отверстиями, оси которых прямолинейны и перпендикулярны внешней поверхности кровельных блоков, а кровельные блоки, образующие верхнюю часть этого сектора, выполнены с отверстиями, оси которых имеют в наружном слое излом, сориентированный при монтаже блоков вниз, что улучшает условия приема лучей, отраженных от лучеотражающих панелей, размещенных в северном секторе.

Восточный и западный секторы вышеназванного покрытия 2 находятся в зонах «низкого» Солнца, при этом усредненный максимум излучения, принимаемого этими секторами, смещен в южном направлении, поэтому кровельные блоки, из которых выполнены эти секторы, имеют излом осей отверстий, сориентированный при их монтаже в сторону юга.

Южный сектор вышеназванного покрытия 2, находящийся в зоне «высокого» Солнца, в нижней, вертикальной, части выполнен из кровельных блоков, имеющих излом осей отверстий, сориентированный при их монтаже вверх, а в верхней части - из кровельных блоков с прямыми осями отверстий.

На схеме фиг.1 хорошо видно, что лучеотражающие панели 10, 11, расположенные со стороны Солнца (на фиг.1, справа), с точки зрения оптики находятся в худших условиях, чем панели, расположенные на противоположной, теневой стороне (на фиг.1, слева), поскольку угол падения лучей 15 на их лучеотражающую поверхность достаточно острый, что существенно снижает эффективность их использования.

Схема на фиг.6 показывает, что эффективность использования площади лучеотражающей панели 11, определяемая отношением S₁/S₀=sinα, не превышает значения 0,5 даже при довольно высоком положении Солнца, когда угол (2α-β)≤60°, т.к. реально угол β≈tgβ=(H-h)/L достаточно мал и в данном случае его можно не учитывать.

В этом случае целесообразно использовать схему двойного отражения согласно фиг.7, для которой эффективность использования общей площади пары лучеотражающих панелей 10, 11 определяется выражением S₁/2S₀=1/2sinα и которая особо эффективна при очень низком положении Солнца, когда α₁ и α₂ стремятся к π/2, a S₂/2S₀=1/2 sinα₁ стремится к 0,5.

На фиг.8 представлен общий вид одинарной лучеотражающей панели среднего габарита для тепличных комплексов средней производственной мощности. Для получения более детального представления о ее устройстве здесь представлен вид со стороны, где расположены основные составляющие конструкции.

На верхнем конце несущей стойки 32, установленной вертикально и закрепленной своим нижним концом на основании 1, неподвижно закреплено основание двухкоординатного поворотного механизма 33, внутри которого размещены электродвигатели M₁ и М₂ (62, 63) с датчиками скоростей вращения ДС₁ и ДС₂ (73, 74) соответственно (см. фиг.10).

Валы электродвигателей жестко соединены с входными валами редукторов Р₁ и Р₂ (55, 56) координат ϕ₁ и ϕ₂. Выходные валы редукторов Р₁ и Р₂ (55, 56) кинематически связаны с выходными звеньями 34 и 35 координат ϕ₁ и ϕ₂ соответственно.

На выходном звене 35 координаты ϕ₂ посредством кронштейнов 36, несущего профиля 37 и крепежных лап 38 закреплена плоская, прямоугольная панель 39 с лучеотражающим материалом 40 на лицевой, рабочей стороне. Выходные звенья 34 и 35 координат ϕ₁ и ϕ₂ жестко соединены также с валами датчиков положения координат, корпуса которых закреплены на основании двухкоординатного поворотного механизма 33 и промежуточном звене 34 соответственно.

Электродвигатель M₁ (62) через редуктор P₁ (55