RU2167512C1

RU2167512C1 - Greenhouse heating apparatus

Info

Publication number: RU2167512C1
Application number: RU2000110998/13A
Authority: RU
Inventors: А.А. Кудинов; М.В. Калмыков; Ю.В. Левушкина
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: heat engineering. SUBSTANCE: apparatus has boiler, hipped roof greenhouse heating system connected to boiler, contact-type combustion product heat recovery unit, subsurface heating system, accumulating tank, air decarbonizer with evaporated product discharge branch pipe connected via pipeline to suction box of boiler blowing fan, two air heaters. Outlet branch pipe of one air heater is connected via pipeline through exhaust fan to channel for discharging exit combustion products into atmosphere and of other air heater to air decarbonizer. Apparatus is further provided with greenhouse gas distribution system connected via filter through pipeline to channel for discharging combustion products into atmosphere and is further connected via pipeline to carbon dioxide generator. Employment of air heaters allows economy to be increased by supplying heated air to decarbonizer to improve water degassing quality and increase blowing air temperature, as well as to slightly dry exit combustion product by mixing in hot air. EFFECT: increased efficiency by increased amounts of combustion products discharged through recovery unit, reduced productional costs and enhanced reliability in operation. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах отопления теплиц. The invention relates to a power system and can be used in heating systems of greenhouses.

Известна установка для отопления теплицы, включающая котел, систему обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу, контактный утилизатор теплоты продуктов сгорания с замкнутым водяным циркуляционным контуром, систему подпочвенного обогрева теплицы, бак аккумулятор нагретой воды, воздушный декарбонизатор с отводящим газовым патрубком, соединенным трубопроводом с всасывающим коробом дутьевого вентилятора котла, систему газораспределения, имеющую генератор углекислого газа, сообщенную трубопроводом через фильтр очистки дымовых газов от оксидов азота и углерода с каналом отвода продуктов сгорания в атмосферу и принятая за прототип (см. патент РФ N 2087094, кл. A 01 G 9/24, 1997). A known installation for heating a greenhouse, including a boiler, a heating system of a tent of a greenhouse connected to a boiler, a contact heat exchanger of the products of combustion with a closed water circulation circuit, a system of underground heating of a greenhouse, a heated water storage tank, an air decarbonizer with a gas outlet connected to a suction pipe a boiler blower box, a gas distribution system having a carbon dioxide generator communicated by a pipeline through a flue gas filter from nitrogen and carbon oxides with a channel for the removal of combustion products into the atmosphere and adopted as a prototype (see RF patent N 2087094, class A 01 G 9/24, 1997).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной установки для отопления теплицы, принятой за прототип, относится то, что известная установка для отопления теплицы обладает пониженной экономичностью и надежностью за счет расхода теплоты на нагрев воздуха в декарбонизаторе и из-за подогрева уходящих продуктов сгорания методом байпасирования части неохлажденных газов. Байпасирование части неохлажденных газов снижает производительность контактного утилизатора теплоты и повышает влагосодержание уходящих продуктов сгорания, что снижает надежность работы установки. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known installation for heating the greenhouse adopted as a prototype include the fact that the known installation for heating the greenhouse has reduced efficiency and reliability due to the heat consumption for heating the air in the decarbonizer and due to the heating of the outgoing Combustion products bypassing part of uncooled gases. Bypassing part of the uncooled gases reduces the performance of the contact heat recovery unit and increases the moisture content of the exhaust products of combustion, which reduces the reliability of the installation.

Сущность изобретения заключается в следующем. В газоход между котлом и контактным утилизатором теплоты продуктов сгорания устанавливаются последовательно по ходу движения уходящих дымовых газов два воздухоподогревателя, при этом воздушный тракт первого воздухоподогревателя подключается на выходе трубопроводом к каналу отвода продуктов сгорания в атмосферу, а воздушный тракт второго воздухоподогревателя подключается на выходе трубопроводом к воздушному декарбонизатору. Установка воздухоподогревателей позволяет повысить экономичность и надежность работы установки за счет подачи в декарбонизатор подогретого воздуха и подсушки уходящих продуктов сгорания путем подмешивания к ним горячего воздуха. The invention consists in the following. Two air heaters are installed sequentially in the flue between the boiler and the contact heat exchanger of the combustion products, sequentially in the direction of the exhaust flue gases, while the air duct of the first air heater is connected at the outlet to the exhaust gas duct to the atmosphere, and the air path of the second air heater is connected to the air decarbonizer. The installation of air heaters improves the efficiency and reliability of the installation by supplying heated air to the decarbonizer and drying the exhaust products of combustion by mixing hot air with them.

Технический результат - повышение экономичности и надежности работы установки за счет подачи в декарбонизатор подогретого воздуха и подсушки уходящих продуктов сгорания путем подмешивания к ним горячего воздуха. The technical result is an increase in the efficiency and reliability of the installation by supplying heated air to the decarbonizer and drying the exhaust products of combustion by mixing hot air with them.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной установке для отопления теплицы, содержащей 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 всасывающим коробом дутьевого вентилятора котла, систему газораспределения, имеющую генератор углекислого газа, и сообщенную трубопроводом через фильтр очистки дымовых газов от оксидов азота и углерода с каналом отвода продуктов сгорания в атмосферу. Особенность заключается в том, что установка дополнительно снабжена двумя воздухоподогревателями, установленными последовательно по ходу движения уходящих дымовых газов в газоходе между котлом и контактным утилизатором теплоты продуктов сгорания. Кроме того, особенность установки для отопления теплицы заключается в том, что воздушный тракт первого по ходу движения продуктов сгорания воздухоподогревателя подключен на выходе трубопроводом к каналу отвода продуктов сгорания в атмосферу. Кроме того, особенность установки для отопления теплицы заключается в том, что воздушный тракт второго по ходу движения продуктов сгорания воздухоподогревателя подключен на выходе трубопроводом к воздушному декарбонизатору. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a known installation for heating a greenhouse containing a boiler, a heating system of a tent of a greenhouse connected to the boiler, a contact heat exchanger of the heat of combustion products, a subsurface heating system, a storage tank of heated degassed water, an air decarbonizer with a discharge a gas pipe connected by a pipe to the suction duct of the boiler blower fan, a gas distribution system having a carbon dioxide generator, and communicated piping through a filter for cleaning flue gases from nitrogen and carbon oxides with a channel for the removal of combustion products into the atmosphere. The peculiarity lies in the fact that the installation is additionally equipped with two air heaters installed sequentially in the direction of the flue gas in the gas duct between the boiler and the contact heat recovery unit of the combustion products. In addition, a feature of the installation for heating the greenhouse is that the air path of the first air heater in the direction of combustion products is connected at the outlet by a pipeline to the channel for the removal of combustion products into the atmosphere. In addition, a feature of the installation for heating the greenhouse is that the air path of the second in the direction of the combustion products combustion air heater is connected at the outlet by a pipeline to the air decarbonizer.

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 заявленной установки, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the applicant perceived technical result of the distinguishing features of the claimed installation set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

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.To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant, in particular, the following transformations are not provided for by the claimed invention:
- addition of a known product by any known part (s) attached to it according to known rules to achieve a technical result in respect of which the effect of such additions is established;
- replacement of any part (s) of a known product with another known part to achieve a technical result, in respect of which the effect of such a replacement is established;
- the exclusion of any part (element) of the product with the simultaneous exclusion of its function and the achievement of the usual result for such exclusion (simplification, reduction of mass, dimensions, material consumption, increased reliability, etc.);
- an increase in the number of elements of the same type to enhance the technical result due to the presence in the tool of just such elements;
- the implementation of a known tool or part (s) of a known material to achieve a technical result due to the known properties of this material;
- creating a tool consisting of known parts, the choice of which and the connection between them are based on known rules, recommendations, and the technical result achieved in this case is due only to the known properties of the parts of this tool and the connections between them.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется ввиду 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. The described invention is not based on a change in the quantitative characteristic (s), the presentation of such signs in relationship, or a change in its form. This refers to the case when the fact of the influence of each of the indicated features on the technical result is known, and new values of these features or their relationship could be obtained on the basis of known dependencies and patterns.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На чертеже представлена схема установки для отопления теплицы. The drawing shows a diagram of an installation for heating a greenhouse.

Установка для отопления теплицы содержит котел 1, систему 2 обогрева шатра теплицы, подключенную к котлу, контактный утилизатор 3 теплоты уходящих продуктов сгорания, систему 4 подпочвенного обогрева теплицы, бак-аккумулятор 5, воздушный декарбонизатор 6 с патрубком отвода выпара, соединенным трубопроводом 7 с всасывающим коробом дутьевого вентилятора котла, воздухоподогреватель 8, выходной патрубок которого соединен трубопроводом 9 через дымосос 10 с каналом 11 отвода уходящих продуктов сгорания в атмосферу, воздухоподогреватель 12, выходной патрубок которого соединен трубопроводом 13 с воздушным декарбонизатором, систему 14 газораспределения теплицы. Система 14 газораспределения теплицы соединена через фильтр 15 трубопроводом 16 с каналом 11 отвода продуктов сгорания в атмосферу и дополнительно трубопроводом 17 - с генератором 18 углекислого газа. The installation for heating the greenhouse comprises a boiler 1, a heating system of a tent of a greenhouse connected to the boiler, a contact heat exchanger 3 of the heat of the exhaust products, a heating system 4 of a subsoil, an accumulator tank 5, an air decarbonizer 6 with a vapor outlet pipe connected by a suction pipe 7 to a suction pipe by the boiler blower fan box, an air heater 8, the outlet pipe of which is connected by a pipe 9 through a smoke exhauster 10 to a channel 11 for exhaust gas discharge into the atmosphere, an air heater 12, is output the first nozzle of which is connected by a pipe 13 to an air decarbonizer, a gas distribution system 14 of a greenhouse. The gas distribution system 14 of the greenhouse is connected through a filter 15 by a pipe 16 to a channel 11 for the removal of combustion products into the atmosphere and, optionally, by a pipe 17 - with a carbon dioxide generator 18.

Работа установки для отопления теплицы осуществляется следующим образом. The operation of the installation for heating the greenhouse is as follows.

Вода, нагретая в котле 1, циркулирует в системе 2 обогрева шатра теплицы, охлаждается и возвращается в котел 1. Уходящие продукты сгорания после котла 1 последовательно проходят воздухоподогреватели 8 и 12. Воздух, нагретый в воздухоподогревателе 8, подается в канал 11 с целью подсушки продуктов сгорания перед отводом их в атмосферу, что повышает надежность работы наружных газоходов и дымовой трубы (на чертеже не показана). Установка воздухоподогревателя 8 позволяет отказаться от байпасирования части неохлажденных газов в канал 11. При этом повышается производительность контактного утилизатора 3 за счет увеличения количества проходящих через него продуктов сгорания. Воздух, нагретый в воздухоподогревателе 12, подается в декарбонизатор 6, что повышает качество дегазации воды и температуру дутьевого воздуха. После воздухоподогревателя 12 продукты сгорания поступают в контактный утилизатор 3, где нагревают воду, циркулирующую в системе 4 подпочвенного обогрева теплицы. При этом вода последовательно проходит воздушный декарбонизатор 6, где происходит удаление из нее растворенного углекислого газа, бак-аккумулятор 5, систему 4 подпочвенного обогрева и возвращается в утилизатор 3 теплоты уходящих продуктов сгорания. Воздух, подогретый в воздухоподогревателе 12 и насыщенный водяными парами после декарбонизатора 6, через патрубок отвода выпара по трубопроводу 7 подается во всасывающий короб дутьевого вентилятора котла 1. Подача в топку увлажненного дутьевого воздуха уменьшает выход оксидов азота, увеличивает срок службы высоконапряженных элементов топки и влагосодержание уходящих из котла 1 дымовых газов, тем самым повышается теплопроизводительность контактного утилизатора 3. The water heated in the boiler 1 circulates in the heating system of the tent of the greenhouse, is cooled and returned to the boiler 1. The exhaust products after the boiler 1 pass through the air heaters 8 and 12. The air heated in the air heater 8 is fed into the channel 11 in order to dry the products combustion before their removal to the atmosphere, which increases the reliability of the outdoor gas ducts and chimney (not shown). The installation of an air heater 8 eliminates the bypassing of part of the uncooled gases in the channel 11. At the same time, the productivity of the contact utilizer 3 is increased by increasing the number of combustion products passing through it. The air heated in the air heater 12 is supplied to the decarbonizer 6, which increases the quality of water degassing and the temperature of the blast air. After the air heater 12, the combustion products enter the contact utilizer 3, where they heat the water circulating in the underground heating system 4 of the greenhouse. In this case, the water passes sequentially through the air decarbonizer 6, where the dissolved carbon dioxide is removed from it, the storage tank 5, the subsoil heating system 4, and is returned to the heat utilizer 3 of the waste combustion products. The air heated in the air heater 12 and saturated with water vapor after the decarbonizer 6, is fed through the outlet pipe through the pipe 7 to the suction box of the boiler blower fan 1. The supply of humidified blast air to the furnace reduces the output of nitrogen oxides, increases the service life of highly stressed elements of the furnace and the moisture content of the outgoing from the boiler 1 flue gas, thereby increasing the heat output of the contact utilizer 3.

Часть подсушенных продуктов сгорания, насыщенных углекислым газом по трубопроводу 16 через фильтр 15 очистки дымовых газов от оксидов азота и углерода подается в систему 14 газораспределения теплицы. Требуемое дополнительное количество углекислого газа поступает в систему 14 газораспределения теплицы по трубопроводу 17 от генератора 18 углекислого газа. В периоды, когда в теплицу нет необходимости подавать углекислый газ, продукты сгорания полностью отводятся в атмосферу по каналу 11. Part of the dried combustion products saturated with carbon dioxide through a pipe 16 through a filter 15 for the purification of flue gases from nitrogen oxides and carbon is fed into the gas distribution system 14 of the greenhouse. The required additional amount of carbon dioxide enters the gas distribution system 14 of the greenhouse through a pipe 17 from the carbon dioxide generator 18. During periods when there is no need to supply carbon dioxide to the greenhouse, the combustion products are completely discharged into the atmosphere through channel 11.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленную установку 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.Thus, the above information indicates the following conditions are met when using the claimed device:
- the tool embodying the claimed installation in the implementation is intended for use in the energy sector, namely in the power system;
- for the claimed device in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. Installation for heating a greenhouse comprising a boiler, a heating system of a tent of a greenhouse connected to the boiler, a contact heat exchanger of the products of combustion, a subsurface heating system, a storage tank of heated degassed water, an air decarbonizer with a gas outlet pipe connected by a pipe to the suction duct of the blower fan the boiler, a gas distribution system having a carbon dioxide generator and communicated by the pipeline through a filter for purifying flue gases from nitrogen and carbon oxides with an exhaust channel yes combustion products into the atmosphere, characterized in that the installation is additionally equipped with two air heaters installed sequentially in the direction of the exhaust flue gases in the duct between the boiler and the contact heat recovery unit of the combustion products.

2. Installation for heating the greenhouse according to claim 1, characterized in that the air path of the first air heater in the direction of combustion of the combustion products is connected at the outlet by a pipeline to the channel for removing combustion products into the atmosphere.

3. Installation for heating the greenhouse according to claim 1, characterized in that the air path of the second in the direction of the combustion products of the air heater is connected at the outlet by a pipeline to the air decarbonizer.