Способ фильтрации инфракрасного излучения источников света

 

О .С ИЕ

ИЗОБРЕТЕ НИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

284500

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

Зависимое от авт. свидетельства N

Заявлено 23.VI1.1968 (№ 1257555/30-15) с присоединением заявки Ме

Приоритет

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень . и 32

Дата опубликования описания 20.1.1971

К ч 451 9/24

МПК А 01g 9/24

УДК 613.165.6(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

О, В, Ильин, Б. С. Мошков, Г. Д. Плескач и И. Н. Черноусов

Агрофизический научно-исследовательский институт

Заявитель

СПОСОБ ФИЛЬТРАЦИИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Изобретение относится к теяшке фильтрации инфракрасной (ИК) составляющей в излучении источников света, применяемой в научных исследованиях, в технологическом ооорудовании для выращивания сельскохозяйственных культур при искусственном освещении.

В настоящее время в работе с рядом ценных сельскохозяйственных культур (томаты, редис и т. д.) наилучшие результаты достигнуты при облучении выращивае Il»lx растений светом ламп накаливания (типа ЗН-7) и ксеноновых ламп высокого давления (типа

ДКсТВ 6000), ИК-излучение которых фильтруется.

Известно несколько способов фильтрации

ИК-излучения. Однако для использования в промышленных условиях (например, при создании овощных фабрик) наиболее приемлемым является применение водного экранирующего слоя, который обеспечивает надежное поглощение ИК-излучения. Одновременно проточная вода используется для охлаждения источников света.

Недостатками известного способа являются значительные непроизводительные теплопотери и большой расход воды.

Проведенные эксперименты показали, что при температуре воды на выходе экрана

/,Ы„=40 С с ней отводится около 70с/с потребляемой лампами типа ЗН вЂ” 17 энергии.

При мощности источников света плотностью

4,8 квт/л,-, полезной площади овощной фабрики 1 га и длительности суточного облучения

14 час непроизводительные теплопотери составляют 400000 мегакалор гй в сутки. Расход воды при температуре на входе экрана

=30 С (Л1= 10 С) составляет 40000 лз/сутки.

Повышснис температурьi воды íà выходс

10 экрана до величины, близкой к точке кипения (90 — 95 С), что позволило бы утилизировать отводимое с водой тепло и сократить расход воды, создаст горячий потолок, приводящий к нарушению водного режима в растениях.

15 вплоть до их гибели.

Целью изобретения является разработка такого способа фильтрации 11К-излучения источников света, который позволяет утилизировать отводимое с водой (или с другой жид20 костью) тепло и позволяет сократить ес расход, обеспечивая при этом физиологически благоприятные условия для выращиваемых растений.

Поставленная цель достигается тем, что

25 расход воды через экран поддержива|от на уровне, обеспечивающем нагрев ее до темпсратуры 90 — 95 С, а световой поток пропускают через дополнительный фильтр, снимающий

ИК-излучение самой горячей воды.

30 Второй экран также может быть пли жпд-.

284500

Предмет изобретения

С оста в и тел ь В. Дементьев

Редактор E. Н. Хорина Техред А. А. Камышникова Корректор Н, Л. Бронская

Заказ 3932 1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр.

Сапунова, 2 костным или твердотельным. Нормальная неопасная для растений температура второго экрана может поддерживаться за счет обдува его.

Вода, нагретая до 90 — 95 С, может быть подана в любой теплоотборник, например в систему отопления.

3а счет увеличения перепада температур воды на входе и выходе первого экрана сокращается расход воды.

Второй, более удаленный от источников света экран для снижения капитальных затрат и эксплуатационных расходов может выполняться из таких материалов, как оконное стекло или ацетобутиратцеллюлозная 15 пленка.

Пример 1. Фильтрация ИК-излучения источников света с помощью двух водных экранов.

Такими экранами служат два горизонталь- 20

Hb1x водных слоя, ограниченных снизу обычным стеклом и разделенных воздушным промежутком (в данном случае, стекло — конструктивный материал) .

Первый экран из воды, одновременно ох- 25 лаждающей лампы, и стекла, интенсивно поглощает ИК-излучение ламп с длиной волны

Х)1,2 лкл и нагревается до температуры 90—

95 С, которая поддерживается на заданном уровне регулированием потока воды. 30

Нагретый до температуры 90 — 95 С экран сам является источником длинноволнового

ИК-излучения, которое оказывает отрицательное воздействие на растения, нарушая их водный режим. Максимум интенсивности этого 35 излучения лежит при температуре=90 С в области 8 лкл. В данном случае, второй экран, более удаленный от источников света, должен достаточно интенсивно поглощать

ИК-излучение в области от 2,7 — 3,0 до 75 — 40

80 лкл. Слой воды отвечает этому требованию, а регулируя скорость протекания воды, можно поддерживать температуру второго экрана, например, равной температуре окружающей среды, т. е. полностью устранять 45 влияние горячего потолка. Расход воды во втором экране незначителен, так как энергия, поглощаемая им, составляет весьма небольшую часть (8 — 12%) от всей выделяемой лампами энергии. 50

П р и и е р 2. Фильтрация ИК-излучения источников света с помощью двух экранов— водного (первого) и выполненного из твердого материала (второго).

Первый экран аналогичен описанному в 55 примере 1.

Поскольку требования ко второму экрану слабее чем к первому и энергия, поглощаемая вторым экраном, значительно меньше чем первым (см. пример 1), второй экран может выполняться без жидкостного охлаждения и нз таких материалов, как оконное стекло или ацетобугиратцеллюлозная гIëåíêà.

Экраны, как и в примере 1, разделены воздушным промсжутком.

Однако установившееся значение температуры второго экрана в условиях естественной конвекции может оказаться недостаточно благоприятным для отдельных культур. В этом случае снижение температуры второго экрана до физиологически нормальной величины достигается обдувом его более или менее интенсивным охлаждающим воздушным потоком, улучшающим конвективный теплообмен с окружающей средой.

Применение способа, описанного в примере 2, снижает капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

Использование двух экранов, одни из которых является водным, обеспечивает надежную фильтрацию ИК-излучения с длиной волны Х)1,2 лкл. В случае необходимости устранения ИК-излучения с i.(1,2 лкл в первом или втором экранах мохкно применить материал, поглощающий излучение с л)0,8 лкл, например стекло типа С3С14.

Общие дополнительные потери световой энергии, вызванные применением второго экрана, не превысят 9 — 12%.

Предлагаемый способ прост в осуществлении, его внедрение на фабриках искусственно выращиваемых овощей приводит к снижению себестоимости продукции за счет утилизации отводимого с водой тепла.

1. Способ фильтрации инфракрасного излучения источников света при выращивангш сельскохозяйственных культур в условиях искусственного освещения путем пропускания светового потока через экран с проточной водой, отличающиися тем, гго, с целью максимальной утилизации тепла, отводимого водой экрана, и сокращения ее расхода, последний поддер кивают на уровне. обеспечивающем нагрев воды до температуры 90 — 95 С, а и фракрасное излучение самбй горячей воды устраняют путем пропускания его через воздушный промежуток и дополнительный экран, например твердотельный.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры дополнительного твердотельного экрана до физиологически нормальной величины, его охлаждают путем обдува.