децентрализованная комбинированная система микроклимата в животноводческих помещениях с использованием ик-излучателей

Формула изобретения

Децентрализованная комбинированная система микроклимата в животноводческих помещениях, включающая приточно-вытяжную вентиляцию, газовые ИК-излучатели, систему контроля температуры и влажности воздушной среды в помещении, температуры и влажности поступающего в помещение свежего воздуха, отличающаяся тем, что в околопотолочную зону животноводческого помещения устанавливаются с заданным шагом газовые трубчатые ИК-излучатели с оребренными рефлекторами, выходы продуктов сгорания из которых вводятся в теплообменники-утилизаторы, помещенные в рабочей зоне обитания животных и связанные с входом вытяжного вентилятора, при этом температура и влажность воздуха, поступающего в животноводческое помещение, контролируются датчиками температуры и влажности приточного воздуха, установленными после оребрения рефлекторов ИК-излучателей, а температура воздуха и влажность в животноводческом помещении контролируются датчиками, установленными внутри помещения, сигналы с которых поступают в блок сравнения, который реализует запрограммированный алгоритм управления исполнительными механизмами с учетом параметров, установленных в задатчике и в id-диаграмме воздуха и водяного пара, изменяющими расход приточного воздуха и вытяжного воздуха из рабочей зоны животноводческого помещения, а также нагрев ИК-излучателей.

Описание изобретения к патенту

Система предназначена для организации микроклимата в животноводческих помещениях с использованием газовых ИК-излучателей. Известны системы обогрева складских и производственных помещений с использованием ИК-излучателей, установленных в потолок (или под потолок в подвесном состоянии), рекламный проспект фирмы “Сибшванк”. Недостатком предложенных “Сибшванком” технических решений является нецелесообразность их применения в животноводческих помещениях при низких температурах уличного наружного воздуха и активной принудительной вентиляции, так как подготовка приточного холодного уличного воздуха до нормативных параметров осуществляется за счет центральной котельной или воздушными электронагревателями (ТЭНами), а дополнительные ИК-излучатели будут использовать лимиты газа, отпущенные на подготовку горячей воды как теплоносителя и производить тепло, которое будет удаляться вытяжной вентиляцией. Известно, что в лучшем случае при исправной котельной и магистралях, при хорошей теплоизоляции трубопроводов прямые непроизводственные потери тепла при его приготовлении и транспортировке достигают 40%. Задачей данного изобретения является создание децентрализованной комбинированной системы микроклимата с целью экономии энергоресурсов. В результате использования предлагаемого изобретения за счет прямого сжигания газа в ИК-излучателях, установленных в животноводческом помещении, используя новую конструкцию рефлекторов, что позволяет подготовить приточный воздух до нужных параметров без котельной, утилизируя сбросное тепло продуктов сгорания, непроизводственные потери газа сократятся до минимума.

Известна система микроклимата в животноводческих помещениях, включающая приточно-вытяжную вентиляцию, газовые ИК-излучатели, систему контроля температуры и влажности (SU 1488680 A1, 23.06.1989).

Недостаток известной системы - большие потери тепла, невозможность создания комфортной зоны для животных при беспривязном содержании.

Техническим результатом изобретения является создание энергосберегающей децентрализованной комбинированной системы микроклимата.

Технический результат достигается тем, что система микроклимата в животноводческих помещениях включает приточно-вытяжную вентиляцию, газовые ИК-излучатели, систему контроля температуры и влажности воздушной среды в помещении, температуры и влажности поступающего в помещение свежего воздуха.

В окололопотолочную зону животноводческого помещения устанавливают с заданным шагом газовые трубчатые ИК-излучатели с оребренными рефлекторами, выходы продуктов сгорания из которых вводят в теплообменники-утилизаторы, помещенные в рабочей зоне обитания животных и связанные с входом вытяжного вентилятора, при этом температура и влажность воздуха, поступающего в животноводческое помещение, контролируется датчиками температуры и влажности приточного воздуха, установленными после оребрения рефлекторов ИК-излучателей, а температура воздуха и влажность в животноводческом помещении контролируются датчиками, установленными внутри помещения, сигналы с которых поступают в блок сравнения, который реализует запрограммированный алгоритм управления исполнительными механизмами, с учетом параметров, установленных в задатчике, и id-диаграмму воздуха и водяного пара, изменяющие расход приточного воздуха и вытяжного воздуха из рабочей зоны животноводческого помещения, а также нагрев ИК-излучателей.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже представлен общий вид децентрализованной системы с автоматическим регулированием параметров.

Система содержит приточные вентиляторы 1, установленные на потолке животноводческого помещения, шахту 2 для поступления к вентиляторам 1 свежего наружного воздуха. Под потолком, на расстоянии от вентиляторов 1, устанавливаются с заданным шагом оребренными поверхностями рефлекторов 11 трубчатые ИК-излучатели 3. Продукты сгорания газа в трубчатых излучателях 3 сбрасываются в патрубки 4 через теплообменники-утилизаторы 5 непосредственно на вход вытяжного вентилятора 6. Радиационные потоки 7 от трубчатых излучателей 3 непосредственно попадают в зоны обитания животных в животноводческом помещении.

Газовыделения от животных с воздушным фоном от каналов навозоудаления из животноводческого помещения 10 удаляются вытяжными вентиляторами 6.

Микроклимат в помещении контролируется через датчики:

- температуры воздуха в животноводческом помещении;

- температуры воздуха, поступающего через оребренные рефлекторы газовых ИК-излучателей;

- влажности воздуха поступающего через оребренные рефлекторы ИК-излучателей;

- влажности воздуха в животноводческом помещении.

Датчики 12, 13, 14, 15 через блок сравнения 16 связаны с задатчиком 17.

Разница сигналов с датчиков 12, 13, 14, 15 из блока сравнения 16:

- поступает через исполнительные механизмы 18, 19, 20 к управлению двигателями вентиляторов 1, 6, приточного и вытяжного, управляющих воздухообменом в животноводческом помещении;

- создает уменьшение (увеличение) температуры поверхностей ИК-излучателей 3 путем уменьшения (увеличения) расхода через них газа.

При изменении влажности или температуры приточного воздуха, а также воздуха внутри помещения, система обеспечивает оптимальный микроклимат (по нормам РНТП4-93), реализуя запрограммированную id-диаграмму воздуха и водяного пара в блоке сравнения для смешения приточного и внутреннего воздуха без образования тумана.

Система работает следующим образом. В многоканальный задатчик 17 системы для конкретного вида животного, в соответствии с нормами его содержания, вводят значения:

- допустимый интервал температур воздуха внутри животноводческого помещения в соответствии с возрастом и весом животных;

- допустимый интервал влажности внутри животноводческого помещения в соответствии с возрастом и весом животных.

Включают газовые ИК-излучатели 3 и выводят их на рабочий режим (разогрев).

Включают вентиляторы 1, 6, чертеж.

Наружный воздух через шахту 2, за счет разряжения, создаваемого вентиляторами 1, поступает в теплоизолированную подпотолочную часть животноводческого помещения 10 и проходит через оребренные поверхности 11 рефлекторов газовых ИК-излучателей 3 в нижнюю рабочую часть животноводческого помещения 10. Оребренные рефлекторы 11, нагретые от труб газовых ИК-излучателей 3, подогревают воздух до заданной оптимальной температуры, допустимой для конкретного типа животных, находящихся в животноводческом помещении 10, а влажность поступающего и внутреннего воздуха учитывается блоком сравнения 16, реализующего без образования конденсата (тумана), в соответствии с запрограммированной id-диаграммой воздуха и водяного пара управление вентиляторами 1, 6 и ИК-излучателем 3.

Преимущества предлагаемой системы микроклимата:

- система микроклимата является децентрализованной, газ сжигается непосредственно в животноводческом помещении без лишних потерь;

- утилизация сбросного тепла продуктов сгорания осуществляется непосредственно в животноводческом помещении, что особенно важно в климатических зонах Севера;

- в данной системе при подготовке приточного воздуха не используется вода, как теплоноситель, что упрощает и удешевляет автоматическую систему управления и повышает надежность всей системы;

- газовые ИК-излучатели создают температурные зоны комфортности для животных, что особенно важно при беспривязном содержании;

- впервые удалось использовать конвективное тепло, уходящее от рефлекторов горелок (раньше около 15% тепловой энергии горелки удалялось вентиляционной системой). Оребрение рефлекторов увеличило площадь теплообмена, позволило подогревать входящий холодный воздух до нормативных параметров;

- автоматическая система управления вентиляцией и ИК-излучателями является единой, что позволяет контролировать не просто температуру животноводческого помещения, а теплоощущения животных.