Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы. Цель изобретения - экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей. Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 содержит нагревательные элементы 2, помещенные в почву. Принцип работы нагревательных элементов 2 основан на беспламенном окислении паров бензина в присутствии катализатора при достижении ими определенной температуры. Нагревательные элементы 2 связаны трубопроводами 15 с топливным насосом 3 и трубопроводами 16 - с компрессором 5. Каждый нагревательный элемент 2 имеет электронагреватель 33 для предварительного нагрева корпуса нагревательного элемента 2. Процесс нагрева контролируется термодатчиками 34, которые посредством логического блока 8 управления регламентируют работу электронагревателей 33 через включатели 19. Ветроэнергетическая установка 1 подключена к системе как автономный источник питания. При достаточной мощности установки 1 датчик 11 ветрового давления выдает через элемент И сигнал на отключение силовой электрической сети включателем 13. Питание системы осуществляется от ветроэнергетической установки до падения ниже установленной мощности, когда происходит переключение на питание от силовой электросети. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК и

Г (51) 5 А 01 С 79/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4425563/31-1 5 (22) 17.05.88 (46) 23,02.90. Бюл, ¹ 7 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (7 2 ) Г .И. Денисенко, А.Ф. Домрачев, В.З,Аверин и В.С.Лысенко (53 ) 621 . 548. 4 (088 . 8 ) (56) Авторское свидетельство СССР № 1312240, кл. F 03 D 9/00, 1986.

„„SU„, 1544295 А1

2 (54) СИСТИ1А ОБОГРЕВА ПОЧВЫ С ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы. Цель изобретения — экономия электроэнергии и расширение Функциональных во эможнос те й. Сис тема об огрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 содержит нагревательные элементы 2, помещенные в почву. Принцип работы

1544295 нагревательных элементов 2 основан на беспламенном окислении паров бензина в присутствии катализатора при достижении ими определенной темпера5 туры. Нагревательные элементы 2 связаны с трубопроводами 15 с топливным насосом 3 и трубопроводами 16 - с компрессором 5. Каждый нагревательный элемент 2 имеет электронагреватель 33 для предварительного нагрева корпуса нагревательного элемента 2.

Процесс нагрева контролируется термодатчиками 34, которые посредством логического блока 8 управления регламен-!5

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для автономного обогрева почвы.

Цель изоб ретения — экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей. 25

На фиг. 1 представлена принципиальная схема системы обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом; на фиг. 2 схема расположения нагревательных элементов в почве; на фиг. 3 — схема нагревательного элемента; на фиг, 4схема логического блока.

Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 (фиг. 1) содержит нагревательные элементы 2, помещенные 35 в почву, насос 3 с приводным двигателем 4, компрессор 5 с приводным двигателем 6, блок 7, связывающий систему с электросетью. Логический блок 8 управления связан с пультом 9 управ- 40 ления, датчиком 10 температуры почвы, установленным в почве. Пульт 9 управг ленни и датчик 11 ветрового давления через логический элемент И 12 связаны с включателем 13 ветроэнергетической установки 1, а логическйй блок 8 — с включателем 14 приводных двигателей

4 и 6 насоса 3 компрессора 5.

Каждый нагревательный элемент 2 (фиг, 1 и 2) топливопроводом 15 соединен с насосом 3, воздухопроводом 1 6 — с компрессором 5, а токопроводом 17 - с электросетью 18 и посредством включателя 19 связан с логическим блоком 8. Насос 3 соеди55 нен с емкостью 20 с жидким топливом.

Нагревательные элементы могут быть соединены между собой отводящими трубопроводами ?I, заканчивающимися оготируют работу электронагревателей 33 через включатели 9. Ветроэнергетическая установка 1 подключена к системе как автономный источник питания. При достаточной мощности установки 1 датчик 11 ветрового давления выдает через элемент И сигнал на отключение силовой электрической сети включателем 13. Питание системы осуществляется от ветроI энергетической установки до падения ниже установленной мощности, когда происходит переключение на питание от силовой электросети. I з,п. ф-лы, 4 ил,, 3 табл. ловками 22 выпуска продуктов окисления топлива.

Нагревательный элемент 2 (фиг. 3) смонтирован в тепло изолированном корпусе 23, закрытом теплопроводной крьппкой 24, внутри которого установлен корпус 25. В последнем расположен дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня, камера ?8 с питающим фитилем 29 и его направляющей 30, емкость 31, запопненная влагопоглощающ"п1 наполнителем, а также каталитический патрон 32, электрический нагреватель 33 в вице проволочной спирали и термодатчик 34. Корпус 23 имеет отверстия для подвода топлива

35, для подвода воздуха 36, для отвода продуктов окисления 37. Дозатор

26 топлива установлен в камере 38,соединенной каналом 39 с камерой 28, в которой помещен фитиль 29. Фитиль с направляющей 30 расположен в емкости 31 с влагопоглощающим наполнителем, сверху которого помещен каталитический патрон 32, Термодатчик

34 каждого нагревательного элемента

2 (фиг. 1 ) связан с логическим блоком 8.

Термодатчик 34 (фиг. 4) каждого нагревательного элемента через последовательно установленные логические элементы НЕ 40 и 41 логического блока 8 связан с включателем 1 9 электронагревателя 33 (фиг, 3) соответствующего нагревательного элемента 2. Выходы элементов НЕ 40 (фиг. 4) связаныс многовходовьи ло/ гическим элементом И 42 логического блока 8. Датчик 10 температуры почвы (фиг. 1) через логический эле1544295

Таблица 1

О .1

1 О

2т ... °, л, Х, ° 11л Xs

Таблица 2

О 1 0 1

О О 1 1

О О О т

° ° ° )Ц

° Х > ю э ° ° ° зт л

Таблица 3 (x, х, О

О

О

О мент НЕ 43 логического блока 8 (фиг. 4) и многоходовой элемент И 42 связан с включателем 14 насоса и компрессора. Пульт 9 управления связан с элементами И 41 и 42 логического блока 8. Электролиния 44 (фиг. 1), связывающая блок 7 с включателем 13 и 14, через включатель 45 связана с логическим блоком 8. При этом орган управления включателя 45 связан с пультом 9 управления.

На выходе последнего датчиком 11 ветрового давления, датчиком 10 температуры почвы (фиг. 1 и 3), логическими элементами И 12, НЕ 43 вырабатываютс я сигналы Х т,..., Xg, на выходе многовходового элемента

И 42 — сигнал Y на выходе логических элементов не 40 — сигналы

tt<,...,Ц„, где и — количество нагревательных элементов 2, на выходе логических элементов И 41 — сигналы V V„, на выходе термодатчиков 34 — сигналы Z р, ..., 7>,. Сигналь1 Х1 Х1, у, кг, ЕФ У(",и»

V,...,V„ìîãóò принимать два значения "О" и "1". Логическая операция НЕ, выполняемая логическими элементами НЕ 40 и 43, приведена в табл. 1, логическая операция И, выполняемая логическими элементами

И 12 и 41, приведена в табл. 2, логическая операция И, выполняемая многовходовым логическим элементом

И 42, приведена в табл. 3.

Как видно из табл. 3, сигнал Y=1 на выходе многонходового элемента

И 42 появляется лишь в случае, если все сигналы на его входах Х = Х3=

11 = U>=...= 11, = 1. Во всех остальных случаях Y = О.

Дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня выполнен аналогично поплавковому доватору топлива карбюратора двигателя внутреннего сгорания автомобиля. В качестве топлива нагревательных элементов могут быть использованы бензины марки Б-70, "Калоша", для зажигалок, а также другие марки бензинов и топлив, обеспечивающих их беспламенное горение в присутствии катализатора.

Блок 7 представляет собой функциональный блок, обеспечивающий подачу электроэнергии от ветроэнергетической установки в сеть при включенном включателе 13 и питание приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 и вентилятора 5 от электросети, аккумуляторной батареи или генератора (не.показаны) при включенном вклю" чателе 13, Система обогрева почвы может быть выполнена и без ветроэнергетической установки. В этом случае установка 1, датчик 11 ветрового давления и включатель 13 отсутствуют, а приводные двигатели 4 И 6 насоса 3 и компрессора 5 связаны через включатель 14 с элек трос е тью, акк ум улято рно и б а тареей или электрогенератором.

Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой работает следующим образом.

Пуск установки осуществляется включеннем соответствующей кнопки на пульте 9 управления (фиг. 1 и 4), благодаря чему -игнал Х = 1 поступает на вход логического элемента И 12, а также на ьходы логических элементов И 41 и 42 логического блока 8 и орган управле-:ня включателя 45 питания логиеска"o блока 8 электроэнергией. Ес.лп есть достаточное ветровое давление, сигнал X> = 1 с датчика 11 ветро ого давления поступает на второй нхсд логического элемента

И 12, сигнà"", Хт на его выходе (Х =

1, табл. 2) обеспечивает замыкание контактов включателя 13 и электроэнергия, вырабатываемая ветро, энергетической установкой 1, через блок 7 поступает в электросеть. Ес1544295 ли при этом требуется подогрев почвы, сигнал Х на выходе датчика 10 температуры почвы (Х = О) поступает на в ход ло r ич е ск orо элемента

HF. 43 (Фиг. 4) блока 8„сигнал Ху

5 на выходе этого элемента (Х - = 1, табл. l );îä многовходового логического элемента И 42, Если температура на поверхности каталитических элементов 32 нагревательных элементов 2 (фиг. 3) недостаточна для интенсивногo испарения и реакции окисления топлива, сигналы

15 датчиков 34 (фиг. 3) равны нулю и контакты включателя 14 (фиг. 1 и табл. 3) не замкнуты, благодаря чему приводные двигатели 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 обеспечены. Сигна- 20

Лы на выходе логических элементов

HE 40 П,..., Uh = 1 (табл. 1) постуПают на вторые входы логических элементов И 41, благодаря чему сигналы V 7 = 1 (табл. 2) обеспечивают замыкание контактов включателей 1 9 электронагревателей 33 и происходит нагрев каталитических элементов 32 нагревательных элементов

2 до температуры, необходимой для на- 3р чала процесса беспламенного горения

Паров топлива и интенсивного обраэования этих паров. Как только эта температура достигается на всех нагревательных элементах 2, сигналы

Й,...,Е = 1 (фиг. 4) поступают на вход многовходового логического элемента И 42, благодаря чему сигнал Y на его выходе (Y = l, табл. 3) обеспечивает замыкание контактов включателя 14 приводных двигателей 4 и 5 (фиг, 1) насоса 3 и компрессора 5.

Топливо из емкости 20 по топливопроводу 15, а воздух по воздухопроводу 16 подается к нагревательным элементам 2.

Топливо через отверстие 35 (фиг. 3) поступает в дозировочную камеру, через канал 39 в камеру 28, откуда фитилем 29 подается в емкость

31 с влагопоглощающим наполнителем.

Испаряясь с влагопоглощающего наполнителя, топливо окисляется на каталитическом патроне 32, благодаря чему обеспечивается беспламенное горение, Тепло с нагревательных элементов 2 через топливопроводную крьппку

24 поступает непосредственно к корневой системе растений (фиг. 2), обогревая верхний слой почвы и прилегающий к ней воздух.

Как только сигналы 7,1 = Z

7 „= 1 сигналы И ...,LJ h на Вы ходе логических элементов НЕ 40 U

= !! =...= 0 (табл. 1), сигналы

V = 4 =...=V = 0 (табл. 3) и включатели 19 отключают электронагреватели 33 (фиг. 3) от электросети 18 (фиг, 1).

В случае недостаточного ветрового давления или полного отсутствия ветра сигнал на выходе датчика 11 ветрового давления Х = О, сигнал Х, = О (табл. 2) обеспечивает размыкание контактов включателя 13 ветроэнергетической установки 1 и питание при; водных двигателей 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 осуществляется через блок 7 от сети, аккумуляторной батареи или генератора.

Как только температура почвы достигла заданной, сигнал Х на выходе датчика температуры почвы Ху на выходе логического элемента HE 43 (фиг. 4) Х - = 0 (табл. 1), сигнал

У = О (табл. 3) обеспечивает размыкание контактов включателя 14, приводные двигатели 4 и 6 (фиг. 1) останавливаются, подача топлива и воздуха к нагревательным элементам 2 прекращается. Система обеспечиI вает автоматическое поддержание температуры верхнего слоя почвы и контактирующего с ней воздуха не ниже заданной.

Формула из об рет ения

1. Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой, содержаща я нагревательные элементы, насос, датчик ветрового давления, связанный с ветродвигателем, трубопроводы, токопроводы, логический блок управления, соединенный с пультом управления, датчик температуры почвы, блок связи с электросетью и включатели электросети ветроэнергетической установки и электропровода насоса, отличающаяся тем, что, с целью экономии электроэнергии и расширения функциональных возможностей, она снабжена компрессором с электроприводом, топливным

Насосом с емкостью цля топлива и электроприводом, при этом нагревательные элементы соединены соответ! 544295 ствующими трубопроводами с топливным насосом и компрессором, а токопроводами посредством выключателейс логическим блоком, причем каждый нагревательный элемент выполнен в виде теплоизолированного корпуса с теплопроводной крышкой и снабжен дозатором топлива с регулятором уровня, камерой с питающим фитилем, емкостью с влагопоглощающим наполнителем, патроном с катализатором, электронагревателем и термодатчиком, причем дозатор топлива установлен в камере с питающим фитилем, а направляющая фитиля размещена в емкости с влагопоглощающим нагнетателем, ограниченной патроном с катализатором, кроме того, на корпусе камеры с питающим фитилем закреплен электронагреватель, а в полости каждого нагревательного элемента, совмещенной с трубопроводом компрессора, помещен термодатчик, при этом выходы термодатчиков, датчика температуры почвы и пульта управления соединены с соответствующими входами логического блока управления, выходы которого подключены к включателям электропитания электронагревателей нагревательных элементов, компрессора и топливного насоса, а датчик ветрового давления через элемент И сое5 динен с пультом управления и соответствующим входом логического блока управления, одновременно с последним связан посредством выключателей блок связи с электросетью и выключатель приводного двигателя ветроэнергетической установки.

2. Система обогрева по п. о т личающаяс я тем, чтологический блок управления снабжен элементами И и НЕ по числу нагревательных элементов и многовходовым элементом И, соответствующие входы которого соединены с термодатчиками нагревательных элементов, пультом

2О управления и вторыми входами элементов И и через элемент HE - с датчиком температуры почвы, а выход совмещен с включателями топливного на25 соса и компрессора, при этом термодатчики связаны с включателем соот" ветствующих электронагревателей нагревательных элементов через последовательно соединенные элементы И

30 и пЕ- °!

544295 (; oc тав итель С . Заруцкий

Техред А. Кравчук Корректор Э. Лончакова

Редактор Н. Бобкова

Подписное

Тираж ?5!

Заказ 44б.В!!1!!!!!!! -.;дар< твенного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-З >, Раушская наб., д. 4/5

fl tt

Произв н!с íåíío-издательск ш комбинат !!атент, r. Ужгород, ул, Гагарина, 101