Устройство для отопления теплицы

 

Изобретение относится к теплоэнергетике, может быть использовано в системах отопления теплиц. Устройство содержит котел, систему обогрева шатра теплицы, конденсационный поверхностный утилизатор, подключенный по водяному тракту к системе подпочвенного обогрева, и канал отвода продуктов сгорания в атмосферу. В последнем установлены сборник конденсата продуктов сгорания с гидравлическим затвором и сепарационное устройство - каплеуловитель. Система газораспределения имеет генератор углекислого газа и сообщена через фильтр с каналом отвода продуктов сгорания в атмосферу. Установка конденсационного поверхностного утилизатора теплоты уходящих продуктов сгорания позволяет произвести глубокое охлаждение продуктов сгорания, убрать из схемы устройства воздушный декарбонизатор с баком-аккумулятором подогретой дегазированной воды и исключить необходимость установки специальной тягодутьевой машины для транспортировки продуктов сгорания через теплоутилизатор. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления теплиц.

Известно устройство для отопления теплицы, содержащее котел, систему обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу, контактный утилизатор теплоты продуктов сгорания с замкнутым водяным циркуляционным контуром, систему подпочвенного обогрева, систему газораспределения, имеющую генератор углекислого газа (см. Kremer R. Moglichkeiten. - Gas Warme International, N 5/6, 1978).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства для отопления теплицы, относятся низкая производительность и повышенной расход топлива, повышенные капитальные вложения на содержание и эксплуатационные затраты на обслуживание контактного утилизатора теплоты продуктов сгорания.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для отопления теплицы (см. авторское свидетельство СССР N 1111706, кл. A 01 G 9/24, 1982), включающее котел, систему обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу, контактный утилизатор теплоты продуктов сгорания, систему подпочвенного обогрева, бак - аккумулятор подогретой дегазированной воды, воздушный декарбонизатор с отводящим газовым патрубком, соединенным трубопроводом с атмосферой и с системой газораспределения, имеющей генератор углекислого газа, и принятое за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство для отопления теплицы обладает пониженной экономичностью из-за повышенных капитальных вложений на содержание и эксплуатационных затрат на обслуживание контактного утилизатора теплоты продуктов сгорания и воздушного декарбонизатора с баком-аккумулятором подогретой дегазированной воды, а также из-за необходимости установки специальной тягодутьевой машины для транспортировки продуктов сгорания через контактный теплоутилизатор. В устройстве не утилизируется выпар декарбонизатора, кроме того, присоединение патрубка отвода выпара декарбонизатора к системе газораспределения теплицы не повышает эффективность ее работы, потому что объемное содержание диоксида углерода в выпарах воздушных декарбонизаторов даже при обработке исходной воды с высокой начальной концентрацией углекислого газа не превышает 0,2% (см. Шарапов В.И. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. - М.: Энергоатомиздат, 1996, с. 90).

Сущность изобретения заключается в следующем. Известно, что нагретая контактным способом вода поглощает из продуктов сгорания определенное количество углекислого газа и кислорода. Углекислый газ придает воде свойства слабой угольной кислоты, обладающей повышенными коррозионными свойствами. Для обеспечения надежной работы систем теплоснабжения (отопления) нагретую контактным способом воду дегазируют. Дегазацию производят в атмосферном термическом деаэраторе или (при отсутствии деаэратора) в декарбонизаторе с продувкой его воздухом с помощью электровентилятора низкого давления, что значительно понижает экономчность установки в целом. Кроме того, при использовании контактного утилизатора теплоты, обладающего значительным аэродинамическим сопротивлением, возникает необходимость в специальной тягодутьевой машине для транспортировки продуктов сгорания через теплоутилизатор. Для повышения экономичности путем снижения капитальных вложений и эксплуатационных затрат целесообразно нагревать циркулирующую в системах теплоснабжения (отопления) воду в конденсационных поверхностных утилизаторах теплоты, при использовании которых уходящие продукты сгорания также охлаждаются ниже точки росы, но при этом нагреваемый теплоноситель не соприкасается с продуктами сгорания. В этом случае исключается дегазация нагретой воды, а также необходимость установки специальной тягодутьевой машины для транспортировки продуктов сгорания через теплоутилизатор, так как дополнительное аэродинамическое сопротивление, создаваемое конденсационным поверхностным теплоутилизатором, незначительно и преодолевается путем уменьшения объема и увеличения плотности продуктов сгорания вследствие снижения их температуры и выпадения части водяных паров в виде конденсата.

Технический результат - повышение экономичности путем снижения капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для отопления теплицы содержатся котел, система обогрева шатра теплицы, подключенная к котлу, система подпочвенного обогрева, канал отвода продуктов сгорания в атмосферу, система газораспределения с генератором углекислого газа. Особенность заключается в том, что устройство снабжено конденсационным поверхностным утилизатором теплоты уходящих продуктов сгорания, подключенным по водяному тракту к системе подпочвенного обогрева. Кроме того, особенность устройства заключается в том, что в канале отвода продуктов сгорания в атмосферу дополнительно установлены сборник конденсата продуктов сгорания с гидравлическим затвором и сепарационное устройство - каплеуловитель. Кроме того, особенность устройства заключается в том, что система газораспределения сообщена через фильтр с каналом отвода продуктов сгорания в атмосферу.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования: - дополнение известного средства какой либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; - замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; - исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.); - увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов; - выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена схема устройства для отопления теплицы.

Устройство содержит систему 1 обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу 2, конденсационный поверхностный утилизатор 3 теплоты уходящих продуктов сгорания, установленный в основном газоходе и подключенный по водяному тракту к системе 4 подпочвенного обогрева теплицы, сборник 5 конденсата продуктов сгорания, снабженный гидравлическим затвором 6, сепарационное устройство - каплеуловитель 7, систему газораспределения 8 теплицы, соединенную через фильтр 9 трубопроводом 10 с каналом 11 отвода продуктов сгорания в атмосферу и дополнительно трубопроводом 12 с генератором 13 углекислого газа, байпасный газоход 14.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Вода, нагретая в котле 2, циркулирует в системе 1 обогрева шатра теплицы, охлаждаются и возвращается в котел 2. Основной поток (около 80%) уходящих продуктов сгорания котла 2 поступает в конденсационный поверхностный утилизатор 3, где продукты сгорания охлаждаются ниже температуры точки росы и нагревают воду, циркулирующую в системе 4 подпочвенного обогрева теплицы. При этом из продуктов сгорания происходит конденсация части содержащихся в них водяных паров.

Конденсат (обессоленная вода), выделяющийся из продуктов сгорания в процессе их глубокого охлаждения в поверхностном утилизаторе 4, стекает в сборник 5, откуда непрерывно отводится через гидравлический затвор 6.

Охлажденные продукты сгорания в результате прямого контакта с водяными парами (конденсатом продуктов сгорания) частично очищаются от окислов азота, углерода и других примесей. Затем в состоянии насыщения продукты сгорания поступают в сепарационное устройство - каплеуловитель 7 для отделения дисперсной влаги и удаляются из установки через канал 11 отвода продуктов сгорания в атмосферу, предварительно подсушиваясь путем смешения с частью (около 20%) продуктов сгорания, проходящих по байпасному газоходу 14. Часть подсушенных продуктов сгорания, насыщенных углекислым газом, по трубопроводу 10 через фильтр 9 очистки дымовых газов от окислов азота и углерода подается в систему 8 газораспределения теплицы. Требуемое дополнительное количество углекислого газа поступает в систему 8 газораспределения теплицы по трубопроводу 12 от генератора 13. В периоды, когда в теплицу нет необходимости подавать углекислый газ, продукты сгорания полностью отводятся в атмосферу по каналу 11.

Снабжение устройства конденсационным поверхностным утилизатором теплоты уходящих продуктов сгорания, подключенным по водяному тракту к системе подпочвенного обогрева теплицы, и установка в канале отвода продуктов сгорания в атмосферу сборника конденсата с гидравлическим затвором и сепарационного устройства - каплеуловителя позволяют произвести глубокое охлаждение продуктов сгорания, убрать из схемы устройства воздушный декарбонизатор с баком-аккумулятором подогретой дегазированной воды и исключить необходимость установки специальной тягодутьевой машины для транспортировки продуктов сгорания через теплоутилизатор, что значительно снижает капитальные вложения и эксплуатационные затраты и повышает эффективность работы установки для отопления теплицы.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий: - средство, воплощающее заявленное устройство при осуществлении, предназначено для использования в энергетике, а именно в теплоэнергетике; - для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Устройство для отопления теплицы, содержащее котел, систему обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу, систему подпочвенного обогрева, канал отвода продуктов сгорания в атмосферу, систему газораспределения с генератором углекислого газа, отличающееся тем, что устройство снабжено конденсационным поверхностным утилизатором теплоты уходящих продуктов сгорания, подключенным по водяному тракту к системе подпочвенного обогрева.

2. Устройство для отопления теплицы по п.1, отличающееся тем, что в канале отвода продуктов сгорания в атмосферу дополнительно установлены сборник конденсата продуктов сгорания с гидравлическим затвором и сепарационное устройство - каплеуловитель.

3. Устройство для отопления теплицы по п.1, отличающееся тем, что система газораспределения сообщена через фильтр с каналом отвода продуктов сгорания в атмосферу.

РИСУНКИ

Рисунок 1