Установка локального обогрева поросят
Владельцы патента RU 2764169:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ» (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для создания требуемых температурных параметров в зоне нахождения поросят в свинарнике. В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается КПД и повышается надежность установки, а также появляется возможность содержания поросят в комфортных условиях с меньшим расходом энергии на создание микроклимата в зоне нахождения поросят путем уменьшения длины трубопроводов для циркуляции теплоносителя и уменьшения транспортных потерь возобновляемой тепловой энергии в последних за счет расположения термоэлектрического теплового насоса, представляющим собой термоэлектрическую сборку с расположенным в ней термоэлектрическим модулем, жидкостным теплообменником горячего контура и контурной тепловой трубкой непосредственно рядом с термопанелью для обогрева поросят. Технический результат достигается тем, что установка локального обогрева поросят содержит термоэлектрический тепловой насос, представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенным в ней термоэлектрическим модулем, жидкостным теплообменником горячего контура, снабжен контурной тепловой трубкой. Теплосъемник для испарителя контурной тепловой трубки, установленный в вытяжной шахте, передает тепловую энергию удаляемого вентиляционного воздуха теплосъемнику для конденсатора тепловой трубки, который прилегает к холодному контуру термоэлектрического модуля, откуда утилизированная тепловая энергия передается на горячий контур термоэлектрического модуля, который соединен с блоком управления. При этом входной патрубок теплообменника горячего контура соединен прямоточным трубопроводом через циркуляционный насос с выходным патрубком термопанели, а выходной патрубок теплообменника обратным трубопроводом соединен с входным патрубком термопанели, образуя замкнутый контур циркуляции теплоносителя. 2 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для создания требуемых температурных параметров в зоне нахождения поросят в свинарнике.
Известна система напольного обогрева для свинарников, которая стабилизирует температурный режим непосредственно в зоне нахождения животных, состоящая из электронагревательного элемента – герметичной термоплиты «ТЕПЛОПОЛ-03У-100ПП», которая изготовлена из пластика, стойкого к агрессивным средам, в том числе к аммиаку, фенолу и едким органическим субстанциям, плита укомплектована термодатчиком и терморегулятором типа «ТЕРМОПОЛ-ДТП-01 (razumlab.ru/teplopol.html.).
Известен напольный электрообогреватель для поросят, включающий теплоизолирующий элемент, источник нагрева в виде многожильного провода из хромоникелевого сплава в термостойкой силиконовой изоляции (патент РФ № 2442322, МПК А01К 29/00, опубл. 20.01.2012. Бюл. № 5).
Недостатками известной системы напольного обогрева для свинарников и напольного электрообогревателя для поросят является повышенный расход электроэнергии и невозможность использовать возобновляемую энергию вентиляционного воздуха из свинарника.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка локального обогрева поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса, содержащая термопанель для обогрева поросят с теплоизоляцией, блок управления с датчиком температуры, термоэлектрический тепловой насос по схеме «жидкость-воздух», представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенными в ней жидкостным теплообменником горячего спая, воздушным радиатором холодного контура и расположенным между ними термоэлектрическим модулем, при этом теплообменник горячего контура соединен трубопроводом через циркуляционный насос горячего контура с термопанелью, на которой располагаются поросята и обратным трубопроводом с теплообменником горячего контура термоэлектрического модуля, образуя замкнутый контур циркуляции теплоносителя (патент РФ № 2743814, МПК А01К 1/015, А01К 29/00, H01L 35/28, F25B 21/02, опубл. 26.02.2021. Бюл. № 6).
Недостатком известной установки является относительно большая длина прямоточного и обратного трубопроводов, образующих замкнутый контур циркуляции горячего теплоносителя от термопанели через циркуляционный насос к радиатору горячего контура термоэлектрического теплового насоса, находящегося в байпасном канале вытяжной вентиляционной шахты, что приводит к усложнению, удорожанию и снижению надежности установки из - за возможных протечек в трубопроводе для циркуляции теплоносителя.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение КПД и повышение надежности установки для содержания поросят в комфортных условиях.
В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается КПД и повышается надежность установки, а также появляется возможность содержания поросят в комфортных условиях с меньшим расходом энергии на создание микроклимата в зоне нахождения поросят, путем уменьшения длины трубопроводов для циркуляции теплоносителя и уменьшения транспортных потерь возобновляемой тепловой энергии в последних за счет расположения термоэлектрического теплового насоса, представляющим собой термоэлектрическую сборку с расположенным в ней термоэлектрическим модулем, жидкостным теплообменником горячего контура и контурной тепловой трубкой непосредственно рядом с термопанелью для обогрева поросят.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой, установке локального обогрева поросят, содержащей термоэлектрический тепловой насос по схеме «жидкость – воздух» для выработки тепловой энергии, циркуляционный насос, прямоточный и обратный трубопроводы для циркуляции теплоносителя, термопанель для обогрева поросят с теплоизоляцией, блок управления и датчик температуры термопанели, согласно изобретению, термоэлектрический тепловой насос, представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенным в ней термоэлектрическим модулем, жидкостным теплообменником горячего контура, снабжен контурной тепловой трубкой, теплосъемник для испарителя контурной тепловой трубки установленный в вытяжной шахте, передает тепловую энергию удаляемого вентиляционного воздуха теплосъемнику для конденсатора тепловой трубки, который прилегает к холодному контуру термоэлектрического модуля, откуда утилизированная тепловая энергия передается на горячий контур термоэлектрического модуля, который соединен с блоком управления, при этом входной патрубок теплообменника горячего контура соединен прямоточным трубопроводом через циркуляционный насос с выходным патрубком термопанели, а выходной патрубок теплообменника обратным трубопроводом соединен с входным патрубком термопанели, образуя, замкнутый контур циркуляции теплоносителя.
При подключении термоэлектрического модуля к блоку управления одна сторона модуля выделяет тепло в жидкостной радиатор горячего контура, которое передается теплоносителю, при этом теплообменник горячего контура соединен трубопроводом горячего контура через циркуляционный насос горячего контура с термопанелью и обратным трубопроводом горячего контура с теплообменником горячего контура, образуя замкнутый контур циркуляции теплоносителя, а другая сторона термоэлектрического модуля охлаждает конденсаторную зону контурной тепловой трубки.
Теплосъемник для испарителя контурной тепловой трубки установлен в вытяжной вентиляционной шахте и обдувается потоком нагретого удаляемого из помещения свинарника воздухом, ассимилируя при этом теплоту удаляемого из помещения воздуха.
В предлагаемой установке тепловая энергия для нагрева теплоносителя, используемого в термопанели, вырабатывается термоэлектрическим тепловым насосом на основе термоэлектрического модуля, когда тепловая энергия с помощью теплоносителя по трубопроводам передается от горячей стороны термоэлектрического модуля к термопанели.
Теплосъемник для конденсатора контурной тепловой трубки закреплен на холодной стороне термоэлектрического модуля. Холодный контур термоэлектрического модуля отводит теплоту нагретого удаляемого из помещения воздуха и с помощью контурной тепловой трубки передает ее холодной стороне термоэлектрического модуля, что по закону Пельтье приводит к повышению выработки тепловой энергии на горячей стороне термоэлектрического модуля и существенной экономии энергии при местном обогреве поросят за счет использования возобновляемой энергии вентиляционного воздуха из свинарника.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая схема установки для локального обогрева поросят, на фиг. 2 показан станок для выращивания поросят, который разделен на две зоны - зону расположения свиноматки и зону нахождения поросят.
Установка локального обогрева поросят содержит термоэлектрический тепловой насос 1, представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенными в ней теплосъемником для конденсатора 2 тепловой трубки 5, прилегающего к холодному контуру 13 термоэлектрического модуля 3 и жидкостной теплообменник 4 горячего контура 14 термоэлектрического модуля 3, расположенного между теплосъемником 2 контурной тепловой трубки 5 и жидкостным теплообменником 4, теплосъемник для испарителя 6 контурной тепловой трубки 5 установлен в вытяжной шахте 7 с крышкой 16 через которую осуществляется вентиляция помещения, датчик температуры 15 термопанели 11, имеющей снизу теплоизоляцию 12, циркуляционный насос 8, прямоточный трубопровод 10 и обратный трубопровод 9, входной патрубок 17 термопанели 11, выходной патрубок 18 термопанели 11, входной патрубок 19 теплообменника 4, выходной патрубок 20 теплообменника 4, блок управления 21, зона расположения свиноматки 22, решетка 23, разделяющая зону расположения свиноматки 22 и зону расположения поросят 25, в которой находится термопанель для обогрева поросят 11, проход для поросят 24.
Входной патрубок 19 теплообменника 4 горячего контура соединен прямоточным трубопроводом 10 через циркуляционный насос 8 с выходным патрубком 18 термопанели 11, а выходной патрубок 20 теплообменника 4 обратным трубопроводом 9 соединен с входным патрубком 17 термопанели 11, образуя, таким образом, замкнутый контур циркуляции теплоносителя. Блок управления 21 с помощью датчика температуры 15 обеспечивает управление работой термоэлектрического модуля 3 и циркуляционного насоса 8.
Работает установка локального обогрева поросят следующим образом.
При подключении термоэлектрического модуля 3 к блоку управления 21 на горячей стороне 14 термоэлектрического модуля 3 выделяется теплота, которая через теплообменник 4 нагревает теплоноситель. С помощью циркуляционного насоса 8 по трубопроводу 10 теплоноситель из термопанели 11 подается в теплообменник горячего контура 4, где нагревается, и возвращается в термопанель 11 по трубопроводу 9, образуя замкнутый контур циркуляции теплоносителя и нагрева термопанели.
Контурная тепловая трубка 5 производит передачу выделенного с помощью теплосъемника для испарителя 6 из нагретого вентиляционного воздуха тепла холодному контуру 13 термоэлектрического модуля 3 и последующую передачу его на горячий контур 14 термоэлектрического модуля 3, при этом установка работает в режиме теплового насоса, утилизируя тепловую энергию удаляемого нагретого вентиляционного воздуха и передачи энергии теплоносителю для нагрева термопанели.
Термоэлектрический тепловой насос 1 работает по схеме «жидкость-воздух» и содержит термоэлектрическую сборку 2, которая состоит из термоэлектрического модуля 3, контурной тепловой трубки 5 с теплосъемником 6 для испарителя, установленного в вытяжной шахте, теплосъемник 2 для конденсации, прилегающего к холодному контуру 13 термоэлектрического модуля 3, жидкостного радиатора 4 горячего контура 14, соединенного прямоточным 10 и обратным 9 трубопроводами через циркуляционный насос 8 с выходным патрубком 18 термопанели 11, а выходной патрубок 20 теплообменника 4 обратным трубопроводом 9 соединен с входным патрубком 17 термопанели 11, образуя, таким образом, замкнутый контур циркуляции теплоносителя для нагрева термопанели 11. Станок для выращивания поросят разделен решеткой 23 на две зоны - зона расположения свиноматки 22 и зона нахождения поросят 25. Поросята из зоны расположения свиноматки 22 через проход 24 проходят и располагаются на термопанели 11 для содержания их в комфортных условиях при одновременном снижении тепловой мощности и расхода энергии за счет использования возобновляемой энергии нагретого воздуха с помощью теплового насоса 1.
На создание микроклимата в зоне нахождения поросят используется термоэлектрический тепловой насос для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в станке для выращивания поросят 25-27°С и в помещении свинарника 16-18°С.
Предлагаемое изобретение позволит увеличить КПД, повысить надежность установки, снизить энергозатраты для содержания поросят в комфортных условиях путем использования возобновляемой энергии вентиляционного воздуха за счет уменьшения длины трубопроводов для циркуляции теплоносителя и уменьшения транспортных потерь тепловой энергии.
Установка локального обогрева поросят, содержащая термоэлектрический тепловой насос по схеме «жидкость-воздух» для выработки тепловой энергии, циркуляционный насос, прямоточный и обратный трубопроводы для циркуляции теплоносителя, термопанель для обогрева поросят с теплоизоляцией, блок управления и датчик температуры термопанели, отличающаяся тем, что термоэлектрический тепловой насос, представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенным в ней термоэлектрическим модулем, жидкостным теплообменником горячего контура, снабжен контурной тепловой трубкой, теплосъемник для испарителя контурной тепловой трубки, установленный в вытяжной шахте, передает тепловую энергию удаляемого вентиляционного воздуха теплосъемнику для конденсатора тепловой трубки, который прилегает к холодному контуру термоэлектрического модуля, откуда утилизированная тепловая энергия передается на горячий контур термоэлектрического модуля, который соединен с блоком управления, при этом входной патрубок теплообменника горячего контура соединен прямоточным трубопроводом через циркуляционный насос с выходным патрубком термопанели, а выходной патрубок теплообменника обратным трубопроводом соединен с входным патрубком термопанели, образуя замкнутый контур циркуляции теплоносителя.
