Способ и устройство для обеспечения растений и/или водорослей теплом и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки



Способ и устройство для обеспечения растений и/или водорослей теплом и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки
Способ и устройство для обеспечения растений и/или водорослей теплом и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки
Способ и устройство для обеспечения растений и/или водорослей теплом и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки
Способ и устройство для обеспечения растений и/или водорослей теплом и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки

 


Владельцы патента RU 2548951:

САНШАЙН КАИДИ НЬЮ ЭНЕРДЖИ ГРУП КО., ЛТД (CN)

Изобретение относится к переработке и утилизации уходящих газов. Способ включает подачу уходящих газов в первичный теплообменник (5) для осуществления первого теплообмена с воздухом и подачу горячего воздуха в теплицу с растениями (6) и/или установку культивирования водорослей (9). Далее подают часть уходящих газов, охлажденных в первичном теплообменнике, во вторичный теплообменник (12) для проведения второго теплообмена с воздухом и охлаждения уходящих газов до температуры, необходимой для дополнительного отбора углекислого газа. Затем проводят получение углекислого газа из уходящих газов и подачу углекислого газа в теплицу с растениями и/или бак для поглощения углерода установки для культивирования водорослей. Устройство состоит из магистрали подвода уходящего газа (4), соединенной с вытяжным вентилятором (3), первичного теплообменника (5), магистрали отвода уходящего газа (1), соединенной с дымоходом, вторичного теплообменника (12), устройства адсорбции CO2 при переменном давлении (14) и резервуар хранения CO2 (16). Конструкция устройства снижает потери энергии и загрязнение окружающей среды, вызванные прямым выбросом, за счет значительной утилизации уходящих газов, повышает урожайность растений и/или водорослей в зимний период времени. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к переработке и утилизации уходящих газов энергетической установки на биомассе, а именно к способу и устройству для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки.

Предшествующий уровень техники

Со снижением в мире запасов угля и нефти, различные страны мира все больше инвестируют развитие биоэнергетической промышленности, и энергетические установки, работающие на биомассе, находят все большее применение. Уходящий газ, полученный при горении биомассы, содержит большое количество водяного пара, 12-20% углекислого газа и небольшое количество угарного газа, сернистого газа, оксидов азота и пыли. При этом температура уходящих газов находится в пределах от 110 до 140°C, поэтому уходящий газ обладает большим количеством тепловой энергии. Результаты расчетов показывают, что при нормальной работе турбины мощностью 30 МВт, работающей от котла на биомассе, уходящий газ, выходящий из котла за один час, имеет 662850 ккал (соответствует 7710 кВт) тепловой энергии; тем не менее, эта часть энергии, содержащаяся в уходящем газе, выбрасывается при выпуске уходящих газов. К тому же, большое количество углекислого газа, содержащегося в уходящем газе, непрерывно попадает в атмосферу, что вызывает парниковый эффект и глобальное потепление.

С другой стороны, хорошо известны характеристики континентального климата в Китае, заключающиеся в длительном зимнем сезоне с холодной погодой и небольшим количеством осадков. Статистика показывает, что температура зимой в Китае на 8-10°C ниже, чем в других регионах на этой широте, холодная погода зимой длится 3-4 месяца в районе реки Янцзы, 4-5 месяцев в Северном Китае и почти полгода северо-востоке и северо-западе Китая. Для обеспечения выращивания растений зимой, в этих регионах широко используются теплицы. Тем не менее, в системе обогрева большинства теплиц используется уголь в качестве топлива, сжигание которого имеет низкую тепловую эффективность и требует запасов большого количества угля. При сжигании угольного топлива имеются большие потери и загрязнение окружающей среды, а также случается отравление газом. К тому же, при недостаточной подаче тепла, растения в зимний период растут медленно, что сказывается на увеличении их стоимости.

Исследования показали, что теплицы в Китае в основном используются в регионах, имеющих высокую плотность населения и развитое сельское хозяйство, при этом биотопливные энергетические установки главным образом используют сжигание сельскохозяйственных и лесных отходов для выработки энергии. Таким образом, можно регионы, в которых распространено использование теплиц и биотопливных электростанций, являются практически теми же самыми. Обычный способ решения проблемы выращивания растений и подачи тепла зимой включает подачу уходящих газов биотопливной энергетической установки непосредственно в теплицу для обеспечения роста растений с помощью уходящего тепла и углекислого газа. Однако уходящий газ содержит небольшое количество ядовитого угарного газа, что является проблемой, решение которой ищут исследователи.

Раскрытие изобретения

В виду существования вышеуказанных проблем, одной из технических задач настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом с использованием уходящего газа энергетической установки. Способ и устройство по настоящему изобретению направлены на полную утилизацию уходящих газов энергетической установки, работающей на угле или биомассе, для снижения потерь энергии и загрязнения окружающей среды, происходящими при прямом выбросе уходящих газов, и обеспечения тепловой энергии и углекислого газа с необходимой температурой и концентрацией для роста растений и/или водорослей с сокращением цикла роста, увеличением количества урожая на квадратный метр, снижением стоимости, увеличением доходов компании или фермера, а также с решение проблемы постоянной поставки урожая потребителям.

Для достижения вышеуказанной цели, по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки, включающий следующие этапы:

1) подача уходящего газа энергетической установки в первичный теплообменник через магистраль подвода уходящего газа для проведения первого косвенного теплообмена между уходящим газом и воздухом из системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей для обеспечения теплом теплицы с растениями и/или установки культивирования водорослей;

2) подача части уходящих газов, прошедшей первый косвенный теплообмен в первичном теплообменнике, во вторичный теплообменник через переходный трубопровод уходящего газа для проведения вторичного косвенного теплообмена между уходящим газом и атмосферным воздухом с дополнительным снижением температуры уходящих газов и улучшением условий адсорбции углекислого газа;

3) подача уходящего газа, прошедшего второй косвенный теплообмен во вторичном теплообменнике, в устройство адсорбции CO2 при переменном давлении, отделение углекислого газа от уходящего газа, и перекачивание углекислого газа в резервуар хранения углекислого газа; и

4) подача углекислого газа из резервуара хранения углекислого газа в теплицу с растениями и/или бак для поглощения углерода установки культивирования водорослей в период роста растений и/или водорослей.

В качестве усовершенствования изобретения, на этапе 2) атмосферный воздух нагревают с помощью уходящего газа и подают в третичный теплообменник для теплообмена с циркулирующей водой системы подачи теплой воды бака для поглощения углерода для подогрева воды в баке для поглощения углерода. Тем самым, теплота уходящих газов полностью утилизируется для получения температуры воды, необходимой для роста водорослей.

В качестве усовершенствования изобретения, на этапе 1) температуру уходящих газов энергетической установки поддерживают в пределах 110-140°C, температуру уходящих газов, прошедших первый косвенный теплообмен в первичном теплообменнике поддерживают в пределах 80-90°C, а температуру подогретого воздуха, служащего для подачи в теплицу с растениями и/или в установку культивирования водорослей, поддерживают в пределах 40-50°C.

В качестве усовершенствования изобретения, на этапе 2) температуру уходящих газов, прошедших второй косвенный теплообмен во вторичном теплообменнике, поддерживают в пределах 50-60°C, температуру атмосферного воздуха, нагретого уходящими газами, поддерживают в пределах 40-50°C, а температуру внутри бака для поглощения углерода поддерживают в пределах 25-35°C.

В качестве усовершенствования изобретения, на этапе 4) углекислый газ подают один раз в день в период светового дня, концентрацию углекислого газа в теплице с растениями регулируют в диапазоне значений 600-1200 мг/м³, при этом теплицу с растениями изолируют на 1,5-2,0 часа для подачи углекислого газа, после чего задействуют вентиляцию для проветривания теплицы с растениями и удаления влаги. Таким образом, обеспечивается концентрация углекислого газа, необходимая для улучшения роста растений, вследствие чего значительно повышается урожайность на единицу площади.

Предлагаемое устройство для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом, включающее: вытяжной вентилятор, магистраль подвода уходящего газа, соединенную с вытяжным вентилятором, первичный теплообменник, магистраль отвода уходящего газа, соединенную с дымоходом, вторичный теплообменник, устройство адсорбции CO2 при переменном давлении и резервуар хранения углекислого газа.

Первичный теплообменник представляет собой кожухотрубный теплообменник, включающий трубопровод входа газа, трубопровод выхода газа, трубопровод входа воздуха и трубопровод выхода воздуха, при этом трубопровод входа газа соединен с магистралью подвода уходящего газа через первый нагнетатель, трубопровод выхода газа соединен с магистралью отвода уходящего газа, трубопровод входа воздуха соединен с трубопроводом циркуляции воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей через второй нагнетатель, трубопровод выхода воздуха соединен с трубопроводом выхода воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей.

Вторичный теплообменник представляет собой трубчатый теплообменник, включающий патрубок входа холодного воздуха, патрубок входа уходящего газа и патрубок выхода уходящего газа, при этом патрубок входа холодного воздуха сообщен с атмосферой через циркуляционный насос, патрубок входа уходящего газа соединен с магистралью отвода уходящего газа через компрессор, патрубок выхода уходящего газа соединен с входным патрубком устройства адсорбции CO2 при переменном давлении, выходной патрубок устройства адсорбции CO2 при переменном давлении соединен с резервуаром хранения углекислого газа через вакуумный насос, а резервуар хранения углекислого газа соединен с теплицей с растениями и/или баком для поглощения углерода установки культивирования водорослей через трубопровод подвода CO2 и расположенный на нем регулирующий клапан.

В качестве усовершенствования изобретения, устройство дополнительно включает третичный теплообменник, причем третичный теплообменник представляет собой газожидкостный теплообменник, содержащий вход воздуха, выход воздуха, патрубок выхода теплой воды и патрубок возврата теплой воды, при этом вход воздуха соединен с выходным патрубком нагретого воздуха трубчатого теплообменника через переходный трубопровод, выход воздуха сообщен с атмосферой через отводящий трубопровод, патрубок выхода теплой воды соединен с входом воды в бак для поглощения углерода через циркуляционный водяной насос, а патрубок возврата теплой воды соединен с выходом воды из бака для поглощения углерода через электромагнитный клапан.

Тепловую энергию, которой обладает уходящий газ, отбирают путем косвенного теплообмена между уходящим газом и воздухом, а углекислый газ, содержащийся в уходящем газе, получают с помощью устройства адсорбции CO2 при переменном давлении. Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.

Во-первых, для обеспечения теплом теплицы с растениями и/или установки для культивирования водорослей используют косвенный теплообмен. При этом не только полностью утилизируется тепло уходящих газов, что снижает стоимость обслуживания системы подачи тепла, но также эффективно снижается расход угольного топлива, необходимого для обеспечения теплом, за счет чего обеспечивается энергосбережение. Косвенный теплообмен также применим и к энергетическим установкам, работающим на биомассе, которые располагаются в сельскохозяйственных областях.

Во-вторых, углекислый газ, полученный из уходящего газа, подают в теплицу с растениями и/или резервуар хранения углекислого газа установки для культивирования водорослей для того, чтобы предотвратить загрязнение растений и/или водорослей небольшим количеством ядовитых веществ, содержащихся в уходящих газах, а также при этом значительно улучшается рост растений и/или водорослей и решается проблема невысокого урожая в зимний период.

И наконец, когда уходящее тепло и углекислый газ, содержащиеся в уходящих газах, получают при сжигании растений и другой биомассы, потери энергии и загрязнение окружающей среды, вызываемые прямым выбросом уходящих газов, эффективно предотвращается, что также способствует снижению парникового эффекта. Кроме того, биомасса, полученная из теплицы с растениями и установки для культивирования водорослей, затем может быть использована в качестве топлива энергетической установки, тем самым обеспечивая наиболее эффективный цикл работы.

Краткое описание фигур чертежей

Настоящее изобретение будет описано далее со ссылкой на приложенные чертежи, на которых представлено:

фиг. 1 - структурная схема устройства для подачи тепловой энергии и углекислого газа растениям и/или водорослям;

фиг. 2 - структурная схема первичного теплообменника с фиг.1;

фиг. 3 - структурная схема третичного теплообменника с фиг.1;

фиг. 4 - структурная схема устройства для адсорбции CO2 при переменном давлении с фиг.1.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение далее поясняется более подробно со ссылкой на приложенные чертежи.

Как показано на фиг.1-4, устройство для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом включает: во-первых, вытяжной вентилятор 3 и магистраль подвода уходящего газа 4, соединенную с вытяжным вентилятором 3 для вытягивания уходящих газов из котла энергетической установки, работающей на биомассе; во-вторых, магистраль отвода уходящего газа 1, соединенную с дымоходом 2, для выпуска уходящего газа, прошедшего теплообменную очистку; в-третьих, первичный теплообменник 5, вторичный теплообменник 12 и третичный теплообменник 8 для обеспечения косвенного теплообмена между уходящим газом и чистым воздухом или водой, для получения тепла и нагретой воды, необходимых для теплицы с растениями 6 и установки для культивирования водорослей 9; и, в-четвертых, устройство адсорбции CO2 при переменном давлении 14 и резервуар хранения углекислого газа 16. В устройстве адсорбции CO2 при переменном давлении 14, известном из уровня техники, в качестве абсорбента используется силикагель или активированный уголь. Углекислый газ получают за счет устройства адсорбции CO2 при переменном давлении 14 при изменении давления для последующей подачи его в теплицу с растениями 6 или бак для поглощения углерода 10 установки культивирования водорослей 9.

Первичный теплообменник 5 представляет собой кожухотрубный теплообменник 5.1, включающий трубопровод входа газа 5.3, трубопровод выхода газа 5.4, трубопровод входа воздуха 5.6 и трубопровод выхода воздуха 5.7. Трубопровод входа газа 5.3 соединен с магистралью подвода уходящего газа 4 через первый нагнетатель 5.2. Трубопровод выхода газа 5.4 соединен с магистралью отвода уходящего газа 1. Трубопровод входа воздуха 5.6 соединен с трубопроводом циркуляции воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей через второй нагнетатель 5.5. Трубопровод выхода воздуха 5.7 соединен с трубопроводом выхода воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей. Таким образом, воздух, находящийся в теплице с растениями и/или установке для культивирования водорослей, поглощает тепловую энергию от уходящих газов с помощью кожухотрубного теплообменника 5.1 для обеспечения растений или водорослей теплом.

Вторичный теплообменник 12 представляет собой трубчатый теплообменник, включающий патрубок входа холодного воздуха, патрубок входа уходящего газа и патрубок выхода уходящего газа. Патрубок входа холодного воздуха сообщен с атмосферой через циркуляционный насос 13. Патрубок входа уходящего газа соединен с магистралью отвода уходящего газа 1 через компрессор 11 для отбора части тепла из уходящих газов с температурой, необходимой для поглощения CO2. Патрубок выхода уходящего газа соединен с входным патрубком устройства адсорбции CO2 при переменном давлении 14. Выходной патрубок устройства адсорбции CO2 при переменном давлении 14 соединен с резервуаром хранения углекислого газа 16 через вакуумный насос 15. Резервуар хранения углекислого газа 16 соединен с теплицей с растениями и/или баком для поглощения углерода 10 установки культивирования водорослей через трубопровод подвода CO2 7 и расположенный на нем регулирующий клапан 19 для обеспечения растений или водорослей углекислым газом. Датчик концентрации CO2 6.1 установлен внутри теплицы с растениями для автоматического регулирования открытия или закрытия регулировочного клапана 19.

Третичный теплообменник 8 представляет собой газожидкостный теплообменник 8.1, содержащий вход воздуха, выход воздуха, патрубок выхода теплой воды и патрубок возврата теплой воды. Вход воздуха соединен с выходным патрубком нагретого воздуха трубчатого теплообменника через переходный трубопровод 17, а выход воздуха сообщен с атмосферой через отводящий трубопровод 18. Патрубок выхода теплой воды соединен с входом воды в бак для поглощения углерода 10 через циркуляционный водяной насос 8.2, а патрубок возврата теплой воды соединен с выходом воды из бака для поглощения углерода 10 через электромагнитный клапан 8.3. Таким образом, циркуляционный контур горячей воды выполнен для постоянного обеспечения водорослей теплой водой в баке для поглощения углерода 10. Бак для поглощения углерода 10 обеспечен датчиком температуры 8.4 и датчиком уровня воды 8.5 для автоматического открытия и закрытия электромагнитного клапана 8.3.

Рабочий процесс устройства для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом является следующим.

1) Уходящие газы с температурой 110-140°C из энергетической установки вытягиваются вытяжным вентилятором 3 в кожухотрубный теплообменник 5.1 через магистраль подвода уходящего газа 4 для обеспечения первого косвенного теплообмена с воздухом из системы подачи тепла в теплицу с растениями 6 и установку для культивирования водорослей 9. Воздух нагревается до температуры 40-50°C и поступает в теплицу с растениями 6 и установку для культивирования водорослей 9 для обеспечения растений и водорослей теплом. Система подачи тепла регулируется для обеспечения теплицы с растениями температурой 20-28°C днем и 14-18°C ночью, что обеспечивает быстрый рост растений.

2) Температура уходящих газов, прошедших теплообмен в кожухотрубном теплообменнике 5.1, составляет 80-90°C. Часть уходящих газов выходит из дымохода 2 через магистраль отвода уходящего газа 1. Другая часть уходящих газов поступает в трубчатый теплообменник 12 с помощью компрессора 11 через ответвление на магистрали отвода уходящего газа 1 для обеспечения второго теплообмена с атмосферным воздухом с использованием циркуляционного насоса 13. Атмосферный воздух нагревается до температуры 40-50°C.

3) Уходящие газы, после теплообмена в трубчатом теплообменнике 12, имеют температуру 50-60°C и поступают в устройство адсорбции CO2 при переменном давлении 14. В устройстве адсорбции CO2 при переменном давлении 14 используется силикагель или активированный уголь в качестве абсорбента. Углекислый газ получают при переменном давлении и направляют в бак хранения углекислого газа 16 с помощью вакуумного насоса 15.

4) Атмосферный воздух после нагрева с помощью трубчатого теплообменника 12 поступает через переходный трубопровод 17 в газожидкостный косвенный теплообменник 8.1 для теплообмена с циркулирующей водой системы подачи горячей воды бака для поглощения углерода 10. Температуру воды в баке для поглощения углерода 10 обеспечивают 25-35°C для обеспечения роста водорослей. Датчик температуры 8.4 и датчик уровня воды 8.5 служат для слежения за температурой и уровнем воды в баке для поглощения углерода 10. Когда температура воды достигает 35°C, а уровень воды достигает заданного, электромагнитный клапан 8.3, установленный на трубопроводе циркулирующей воды бака для поглощения углерода 10, закрывается, и газожидкостный косвенный теплообменник 8.1 перестает работать. Когда температура воды падает ниже 25°C, электромагнитный клапан 8.3 открывается, и газожидкостный косвенный теплообменник 8.1 снова начинает работать.

5) В процессе цикла роста растений и водорослей углекислый газ, находящийся в баке хранения CO2, поступает в теплицу 6 и бак для поглощения углерода 10 установки для культивирования водорослей 9 в зависимости от необходимости. Для теплицы с растениями 6, углекислый газ поступает один раз в светлое время каждый день. Датчик концентрации CO2 6.1 служит для определения концентрации CO2 в теплице с растениями 6 в режиме реального времени, при этом концентрацию CO2 регулируют в диапазоне 800-1000 мг/м³ с помощью автоматического открытия и закрытия регулировочного клапана 19. После закрытия теплицы с растениями на 1,5-2,0 ч, задействуется вентиляция для удаления влаги. Исследования показали, что при культивировании небольших посевов растений, таких как огурцы и сельдерей, за счет утилизации тепловой энергии и углекислого газа из уходящих газов энергетической установки, работающей на биомассе, урожайность на единицу площади выращивания огурцов и сельдерея увеличилась на 26,5% и 39,9% соответственно.

1. Способ обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом с использованием уходящих газов энергетической установки, включающий следующие этапы:
1) подача уходящего газа энергетической установки в первичный теплообменник через магистраль подвода уходящего газа для проведения первого косвенного теплообмена между уходящим газом и воздухом из системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей для обеспечения теплом теплицы с растениями и/или установки культивирования водорослей;
2) подача части уходящих газов, прошедшей первый косвенный теплообмен в первичном теплообменнике, во вторичный теплообменник через переходный трубопровод уходящего газа для проведения вторичного косвенного теплообмена между уходящим газом и атмосферным воздухом с дополнительным снижением температуры уходящих газов и улучшением условий адсорбции углекислого газа;
3) подача уходящего газа, прошедшего второй косвенный теплообмен во вторичном теплообменнике, в устройство адсорбции CO2 при переменном давлении, отделение углекислого газа от уходящего газа и перекачивание углекислого газа в резервуар хранения углекислого газа; и
4) подача углекислого газа из резервуара хранения углекислого газа в теплицу с растениями и/или бак для поглощения углерода установки культивирования водорослей в период роста растений и/или водорослей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 2) атмосферный воздух нагревают с помощью уходящего газа и подают в третичный теплообменник для теплообмена с циркулирующей водой системы подачи теплой воды бака для поглощения углерода для подогрева воды в баке для поглощения углерода.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе 1) температуру уходящих газов энергетической установки поддерживают в пределах 110-140°C, температуру уходящих газов, прошедших первый косвенный теплообмен в первичном теплообменнике поддерживают в пределах 80-90°C, а температуру подогретого воздуха, служащего для подачи в теплицу с растениями и/или в установку культивирования водорослей, поддерживают в пределах 40-50°C.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что на этапе 2) температуру уходящих газов, прошедших второй косвенный теплообмен во вторичном теплообменнике, поддерживают в пределах 50-60°C, температуру атмосферного воздуха, нагретого уходящими газами, поддерживают в пределах 40-50°C, а температуру внутри бака для поглощения углерода поддерживают в пределах 25-35°C.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе 4) углекислый газ подают один раз в день в период светового дня, концентрацию углекислого газа в теплице с растениями регулируют в диапазоне значений 600-1200 мг/м³, при этом теплицу с растениями изолируют на 1,5-2,0 ч для подачи углекислого газа, после чего задействуют вентиляцию для проветривания теплицы с растениями и удаления влаги.

6. Устройство для обеспечения растений и/или водорослей тепловой энергией и углекислым газом по способу по п.1, включающее вытяжной вентилятор (3), магистраль подвода уходящего газа (4), соединенную с вытяжным вентилятором (3), первичный теплообменник (5), магистраль отвода уходящего газа (1), соединенную с дымоходом (2), вторичный теплообменник (12), устройство адсорбции CO2 при переменном давлении (14) и резервуар хранения углекислого газа (16),
характеризующееся тем, что:
первичный теплообменник (5) представляет собой кожухотрубный теплообменник (5.1), включающий трубопровод входа газа (5.3), трубопровод выхода газа (5.4), трубопровод входа воздуха (5.6) и трубопровод выхода воздуха (5.7), при этом трубопровод входа газа (5.3) соединен с магистралью подвода уходящего газа (4) через первый нагнетатель (5.2), трубопровод выхода газа (5.4) соединен с магистралью отвода уходящего газа (1), трубопровод входа воздуха (5.6) соединен с трубопроводом циркуляции воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей через второй нагнетатель (5.5), трубопровод выхода воздуха (5.7) соединен с трубопроводом выхода воздуха системы подачи тепла в теплицу с растениями и/или установку культивирования водорослей;
вторичный теплообменник (12) представляет собой трубчатый теплообменник, включающий патрубок входа холодного воздуха, патрубок входа уходящего газа и патрубок выхода уходящего газа, при этом патрубок входа холодного воздуха сообщен с атмосферой через циркуляционный насос (13), патрубок входа уходящего газа соединен с магистралью отвода уходящего газа (1) через компрессор (11), патрубок выхода уходящего газа соединен с входным патрубком устройства адсорбции CO2 при переменном давлении (14), выходной патрубок устройства адсорбции CO2 при переменном давлении (14) соединен с резервуаром хранения углекислого газа (16) через вакуумный насос (15), а резервуар хранения углекислого газа (16) соединен с теплицей с растениями и/или баком для поглощения углерода (10) установки культивирования водорослей через трубопровод подвода CO2 (7) и расположенный на нем регулирующий клапан (19).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что дополнительно включает третичный теплообменник (8), причем третичный теплообменник (8) представляет собой газожидкостный теплообменник, содержащий вход воздуха, выход воздуха, патрубок выхода теплой воды и патрубок возврата теплой воды, при этом вход воздуха соединен с выходным патрубком нагретого воздуха трубчатого теплообменника через переходный трубопровод (17), выход воздуха сообщен с атмосферой через отводящий трубопровод (18), патрубок выхода теплой воды соединен с входом воды в бак для поглощения углерода (10) через циркуляционный водяной насос (8.2), а патрубок возврата теплой воды соединен с выходом воды из бака для поглощения углерода (10) через электромагнитный клапан (8.3).

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что бак для поглощения углерода (10) обеспечен датчиком температуры (8.4) и датчиком уровня воды (8.5).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям устройств для вентиляции - форточкам. Форточный блок теплицы содержит форточку, обвязку проема форточки, имеющую боковые участки.

Изобретение относится к к области лабораторного оборудования и может быть использовано для выращивания растений. Шкаф содержит остекленную рабочую камеру с остекленной передней дверью для наблюдения за растениями, блок управления и блок подготовки воздуха.

Теплица с коньковой фрамугой может быть использована для выращивания сельскохозяйственных овощных, фруктовых, лекарственных и цветочных культур в условиях естественной вентиляции замкнутого объема со светопрозрачным покрытием.

Предложена теплица, включающая фундамент, каркас и крышу. Фундамент выполнен с образованием воздушной прослойки между, как минимум, двумя горизонтами.

Теплица // 2521442
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано для сооружений, обогреваемых за счет солнечной энергии. Теплица содержит светопрозрачный корпус.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает выращивание растений в движущихся емкостях, расположенных в оранжерее со светопропускающими стенами на вертикально установленном замкнутом конвейере с возможностью его непрерывного вертикального перемещения относительно рамы, и уход за растениями, включающий регулирование освещенности, температуры, влажности помещения и подачи питательного раствора.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства и электричества. Модульная система включает корпус, который содержит: ряд светоизлучающих диодов (СИД), по меньшей мере, двух различных цветов для генерации света в пределах цветового спектра, при этом СИД смонтированы, предпочтительно с фиксацией при защелкивании, на пластине, предпочтительно теплопроводящей, или рядом с ней, которая оборудована средствами охлаждения СИД с помощью охладителя; процессор для регулирования величины тока, подаваемого на ряд СИД, так, чтобы величина подаваемого на них тока определяла цвет освещения, генерируемого рядом СИД, и плоский светопроницаемый элемент, содержащий связанные с СИД светопроницаемые линзы, для управления углом рассеяния света, излучаемого каждым СИД, для равномерного освещения поверхности; при этом корпус снабжен каналом для приема трубки для подачи питания и, как вариант, охладителя для системы СИД.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям растениеводства, и может быть использовано в отраслях как тепличного, так и полевого растениеводства.

Изобретение относится к оборудованию для приготовления рабочих растворов, используемых для полива и подкормки растений в теплицах. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям растениеводства, и может быть использовано в отраслях как тепличного, так и полевого растениеводства.

Изобретение относится к области растениеводства в сооружениях защищенного грунта и может быть использовано для создания и поддержания оптимальных условий жизнедеятельности растений. Теплица включает каркас, светопрозрачное ограждение, камеры смешивания воздуха с нагнетательными вентиляторами, установленные в торцах теплицы по диагонали относительно друг друга, системы воздушного отопления и регулирования температуры, влажности, концентрации углекислого газа в нагнетаемом воздухе и регулируемые вентиляционные отверстия с вытяжными вентиляторами, расположенные в кровле теплицы. Внутреннее помещение теплицы снабжено продольными шторами из светопрозрачного материала, разделяющими его, по крайней мере, на четыре ряда воздушных коридоров, причем одна из штор расположена по центру теплицы, а другие вдоль боковых стенок. Камеры смешивания снабжены воздушными клапанами, соединяющими их с внутренним пространством теплицы и окружающей средой с возможностью регулирования расхода воздушного потока, а также, по крайней мере, одной газовой горелкой, калорифером и датчиками температуры и влажности, установленными внутри и на выходе из камер. Способ включает нагнетание воздушного потока заданных параметров из камер смешивания в нижнюю часть теплицы вдоль внутренних воздушных коридоров, создавая встречные конвекционные потоки, разделяющиеся на две части, одну из которых направляют к противоположной камере смешивания, а другую в воздушный коридор вдоль боковых стен ограждения с последующим возвратом ее к камере смешивания. В камере смешивания воздушный поток насыщают углекислым газом - продуктами сгорания природного газа, нагревают или охлаждают при необходимости. Регулирование температуры и влажности осуществляют заменой перегретого и переувлажненного воздуха, удаляемого через вентиляционные отверстия, сухим внешним воздухом, подаваемым в камеру смешивания, и рециркуляцией потоков из внутреннего и наружного воздушных коридоров, регулируя соотношение их расходов воздушными клапанами. Это позволит снизить материальные и энергетические затраты и улучшить условия жизнедеятельности растений. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к тепличному растениеводству и светокультуре растений. Способ включает выращивание растений в оптимизационной биотехнологической натурной модели с размещением ее в теплице с растениями той же культуры и сорта. При этом сроки посадки посева в теплице сдвигают на интервал времени относительно сроков посадки растений в оптимизационной биотехнологической натурной модели в зависимости от культуры и сорта растений, составляющий не более 10% от сроков созревания. Процесс развития посева в теплице контролируют с помощью продуктивной биотехнологической натурной модели со сроками посадки растений, аналогичными срокам посадки в теплице. Посевы теплицы, оптимизационной и продуктивной биотехнологических натурных моделей оснащают общей для всех зон теплицы системой микроклимата, полива и минерального питания растений и обеспечивают одинаковые условия по естественной солнечной инсоляции всех трех зон. Зоны основного посева теплицы и продуктивной биотехнологической натурной модели облучают от общей системы облучения, а зону оптимизационной биотехнологической натурной модели - от локальной системы облучения. Параметры микроклимата, полива и минерального питания растений принимают неоптимизируемыми, а параметры облучения растений - оптимизируемыми. Производят оптимизацию управляющих воздействий для растений в оптимизационной биотехнологической натурной модели с формированием оптимизированной программы развития растений, которую со сдвигом во времени переносят на посев теплицы, и продуктивной биотехнологической натурной модели. Система включает теплицу с растениями одной культуры и сорта, оптимизационную биотехнологическую натурную модель, средства измерения физиологических процессов растений в оптимизационной биотехнологической натурной модели, средства измерения параметров облучения растений в оптимизационной биотехнологической натурной модели, первое устройство сравнения и устройство оптимизации. Дополнительно содержит продуктивную биотехнологическую натурную модель, средства измерения физиологических процессов растений и средства измерения параметров облучения растений в продуктивной биотехнологической натурной модели, устройство хранения программ роста растений, задатчик программы роста растений, первое устройство формирования программы роста растений, первое устройство управления режимом облучения, первую систему облучения растений, устройство временной синхронизации, устройство формирования временной задержки, второе устройство формирования программы роста растений, второе устройство сравнения, второе устройство управления режимом облучения растений, вторую систему облучения растений, систему управления микроклиматом теплицы. Способ и система обеспечивают увеличение продуктивности, сокращение сроков выращивания продукции, уменьшение сложности и трудоемкости процесса управления формированием урожая в условиях защищенного грунта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области устройств, применяемых для выращивания растений в парниках. Устройство состоит из пленки и кольцеобразной формы опор. Опоры имеют трубообразные полости, на наружной стороне которых выполнены отверстия. Нижняя часть колец размещена в почве, а верхние концы находятся над пленкой и имеют устройства, регулирующие поступление воздуха в парник. Изобретение позволит сократить затраты энергии на обогрев и аэрацию почвы парника и создать благоприятные условия для развития надземной и подземной части растений. 2 ил.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, в частности к картофелеводству. Устройство включает стеллаж с подставками и кронштейнами. При этом стеллаж включает верхние крепежные элементы, вертикальные крепежные элементы, подставки с кронштейнами для размещения контейнеров с рассадой, контейнеры, осветители светодиодного освещения и коллектор для сбора питательного раствора. Крепежные элементы, включая подставки для контейнеров, выполнены с возможностью протока питательного раствора из магистрали подачи раствора до коллектора сбора питательного раствора с последующим его удалением, регенерацией и возвратом в систему кругооборота раствора. В способе получают безвирусный материал, подращивают рассаду до стандартного для данного контейнера размера, высаживают рассаду в простерилизованный контейнер и организуют проток питательного раствора через контейнер. В корневую зону растений подают газовоздушную смесь, проводят стерилизацию контейнера и системы протока питательного раствора. Культивацию растения проводят в контейнере, выполненном с возможностью динамического изменения параметров культивации. При этом культивацию осуществляют при светодиодном освещении с параметрами спектра в режиме работы утро-день-вечер-ночь. Изобретения обеспечивают получение экологически чистой продукции с высоким уровнем автоматизации процесса. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается оборудования для создания в тепличных комплексах для выращивания овощей и цветов оптимальной концентрации газообразной углекислоты в любое время года и суток. Устройство содержит технологический трубопровод с подключенными к нему резервуаром 3 для длительного хранения углекислоты (РДХУ), устройствами для газификации жидкой двуокиси углерода в виде воздушного испарителя 4 и системы жиклеров 6, редуктором и электропозиционером 9 для регулировки давления жидкой углекислоты. Устройство обеспечивает подачу газообразной углекислоты в теплицу посредством транспортировки жидкой углекислоты из РДХУ под давлением 18-22 бар через электропозиционер 9 и далее на устройство газификации в виде системы жиклеров 6, откуда газообразная углекислота поступает в теплицу, или посредством транспортировки газообразной углекислоты из РДХУ под давлением 10-18 бар через отключенный электропозиционер на понижающий редуктор 7 и далее под давлением 6-8 атм через отключенное устройство газификации в виде системы жиклеров в теплицу, или посредством транспортировки жидкой углекислоты из РДХУ под давлением 18-22 бар на устройство для газификации в виде воздушного испарителя 4, откуда газообразная углекислота через отключенный электропозиционер подается на понижающий редуктор 7 и далее под давлением 4-8 атм через отключенное устройство газификации в виде системы жиклеров поступает в теплицу. Такое выполнение обеспечит плавную корректировку концентрации газообразной углекислоты и доведения ее до оптимального для жизнедеятельности растений уровня, снижение энергозатрат и себестоимости сельхозпродукции. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к тепло- и гелиотехнике, а именно к ресурсосберегающим и энергосберегающим устройствам, основанным на солнечной энергии и обеспечивающим микроклимат в различных сооружениях, использующих водоемы, находящиеся вблизи них. Наземная часть гелиоэнергетического сооружения состоит из солнечно-теплового теплообменника в форме двойной крыши, состоящей из двух частично или полностью прозрачных покрытий 19 и 20, смесительного 5 и поверхностного 8 теплообменников, теплоаккумулятора 1, эффективность которого повышена за счет конструкции приемного и заборного температурных распределителей. Наземная часть сооружения соединена трубами с прудом или бассейном, с которым происходит водообмен водонаполненного теплоаккумулятора 1 посредством смесительного 5 и поверхностного 8 теплообменников, в которых в процессе их функционирования происходит аэрация воды. Наземная часть гелиоэнергетического сооружения может быть связана с плавучей наводной частью, включающей выравнивающие емкости с выравнивающим распределителем, посредством которого обеспечивается выравнивание плавучей части сооружения по уровню, плавающие солнечные коллекторы, а также коллекторы, конструктивно совмещенные с солнечными батареями, с экономичными приводами их ориентации на солнце. При таком выполнении повышается эффективность использования гелиоэнергетического сооружения. 24 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к системам солнечного теплоснабжения, размещенным на строительных конструкциях зданий и сооружений, и предназначенным для обогрева и (или) горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, сельских усадебных домов, офисов, общественных зданий, теплиц и других объектов. Система солнечного теплоснабжения состоит из опорной конструкции, на которой размещены солнечные коллекторы, соединенные входными и выходными патрубками с баком-аккумулятором, при этом в качестве опорной конструкции использованы дугообразные трубы, пристроенные к арочной теплице и выполненные с конструкцией теплицы заодно, изготовленные с отверстиями одного диаметра, выполненными с равным шагом, при этом коаксиально на каждую дугообразную трубу установлена с небольшим зазором дугообразная труба большего диаметра и меньшей длины, с отверстиями того же диаметра, что и на внутренней трубе и с тем же шагом, с возможностью перемещения наружной трубы относительно внутренней и фиксацией ее положения путем жесткого соединения труб через совпавшие отверстия, причем верхние и нижние концы наружных труб соединены горизонтально между собой стержнями, образуя раму для размещения каждого солнечного коллектора, при этом в баке-аккумуляторе установлен теплообменник, который соединен с солнечными коллекторами, а к баку-аккумулятору подсоединен приемник тепловой энергии. Технический результат - простота конструкции для установки солнечных коллекторов системы солнечного теплоснабжения. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение при выращивании лимонов в условиях защищенного грунта. Лимонарий включает сооружение траншейного типа, оборудованное системами вентиляции, а также дождевания и увлажнения почвы, подключенными с помощью трубопровода к водоисточнику. Дождеватели выполнены в виде дисковых распылителей жидкости 4, каждый из которых снабжен электроприводом с регулируемой скоростью вращения и накопителем жидкости с подводящей трубкой, снабженной поплавковым регулятором расхода. Накопитель жидкости соединен дополнительной трубкой, оборудованной запорным краном, с водоприемной камерой, к которой подключен микропористый внутрипочвенный увлажнитель. Система вентиляции представляет собой установленные вдоль стенок траншеи вентиляционные трубы 11 с эжектором в верхней части и воздухоприемным отверстием - в нижней. При таком выполнении обеспечивается поддержание микроклимата в траншее в пределах оптимальной величины температуры и влажности воздуха и почвы в период цветения-плодообразования лимона при одновременном сохранении водопроницаемости почвы, снижается опасность распространения в лимонарии грибковых заболеваний, а также при необходимости обеспечивается возможность внесения удобрений непосредственно к корням растений, проведения внекорневой подкормки растений и опрыскивания растений пестицидами. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологии выращивания растительной продукции в промышленных теплицах. Тепличный процесс для выращивания растений с применением питательных растворов характеризуется тем, что для предотвращения засорения форсунок или трубочек полива осадками солей маточные насыщенные растворы получают с применением ультразвуковых колебаний, которые затем разделяют микрофильтрацией на загрязненный и чистый потоки. Загрязненный поток далее центрифугируют с выделением плотного грязевого осадка. Чистый насыщенный фильтрат выдерживают в охлаждаемых отстойниках для отделения избытка солей кристаллизацией. Система полива выполнена зонной, при которой разные растворы, в рамках общей рецептуры, подают к растению по своим собственным трубочкам. Для локального освещения и вентилирования выполнены подвижными фото- и вентблоки, передвигающиеся на подвесных тележках, которые могут использоваться для перемещения людей и оборудования. При обработке семян перед выращиванием рассады на семени формируют растворимую композитную оболочку, включающую помимо микроэлементов добавки веществ, улучшающих будущий фотосинтез в листьях. На осветительной аппаратуре создают цветовое покрытие, оптимизирующее спектральные характеристики освещения для данного вида растений. Тепличный комплекс обеспечивает высокую степень автоматизации и механизации работ при стандартных системах регулирования микроклимата и существующих системах приготовления и подачи питательных растворов, экономичен и производителен. 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, а именно к способам автоматического управления свето-температурным режимом в теплицах или других сооружениях защищенного грунта. Согласно предложенному способу в определенные промежутки времени производят измерение температуры, освещенности, влажности воздуха в теплице, возраста растений, задают длительность фотопериода для работы досвечивающей аппаратуры. Рассчитывают среднюю за прошедшую ночь температуру, и с ее учетом компьютерный задатчик вычисляет и устанавливает многомерные оптимальные значения температуры и освещенности. Для импульсной работы досвечивающей аппаратуры по измеренным датчиками суммарной радиации и суммарной освещенности значениям компьютерный задатчик вычисляет и устанавливает многомерные оптимальные значения суммарной радиации и времени световой экспликации, на которую осветительное оборудование будет включено, и времени темновой паузы, на которую оборудование будет выключено. Если время темновой паузы будет превышать один час, уменьшают температуру воздуха в теплице до значений оптимальных и вычисленных компьютерным задатчиком по измеренным показаниям датчиков. За счет импульсной работы досвечивающей аппаратуры появляется возможность экономить электроэнергию. Способ обеспечивает эффективное использование световой и тепловой энергии, что позволит увеличить продуктивность растений и уменьшить их срок вегетации до начала плодоношения. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх