RU2234028C2

RU2234028C2 - Gas-air system of ir-burner for agriculture rooms

Info

Publication number: RU2234028C2
Application number: RU2002105361/06A
Authority: RU
Inventors: Д.П. Лебедев (RU); Д.П. Лебедев; А.А. Пенкин (RU); А.А. Пенкин; В.А. Федин (RU); В.А. Федин
Original assignee: Лебедев Дмитрий Пантелеймонович; Пенкин Александр Александрович
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2004-08-10

Abstract

FIELD: heating of agriculture rooms.

SUBSTANCE: gas-air system of the IR-burner has the gas IR-burner with the reflector, ceramic nozzle, gas nozzle with an injector-mixer, interrupter of the gas-air flow, grid-radiator with a thermocouple, and electrical device for gas ignition. The IR-burner is provided with a grid-stop mounted above the ceramic nozzle and secured to the reflector. The IR-burner is connected to the common gas-air pipe line. The inlet of the IR-burner is connected with the duct for fresh atmospheric air, control valve, filter, and chamber for mixing natural gas with air. The combustion products are discharged from the space between ceramic nozzle and grid-stop through the wall of the reflector, collector, filter, valve, heat exchanger, and duct connected with ambient of the room.

EFFECT: decreased heat loss.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам газового инфракрасного обогрева животноводческих и птицеводческих помещений. Известны световые газовые горелки инфракрасного излучения, в дальнейшем ИК-горелки, с керамическим насадком (Богомолов А.И., Вигдорчик Д.Я., Маевский М.А. Газовые горелки инфракрасного излучения и их применение. М., Издательство литературы по строительству, 1967, 254 с; Каталог промышленной продукции. Запсибгазпром, 2000 г.), осуществляющие обогрев производственных помещений. ИК-горелки с керамическим насадком обеспечивают равномерный обогрев облучаемой поверхности. Однако для сельскохозяйственной практики в большинстве газовых ИК-горелок с керамическим насадком имеются следующие недостатки:The invention relates to devices for gas infrared heating of livestock and poultry facilities. Known light gas burners for infrared radiation, hereinafter IR burners, with a ceramic nozzle (Bogomolov A.I., Vigdorchik D.Ya., Maevsky M.A. Gas infrared burners and their application. M., Publishing House of Construction Literature, 1967, 254 s; Catalog of industrial products. Zapsibgazprom, 2000), heating industrial premises. IR burners with ceramic nozzle provide uniform heating of the irradiated surface. However, for agricultural practice, the majority of gas infrared burners with ceramic nozzles have the following disadvantages:

- для организации горения используется обедненный кислородом и запыленный воздух, забираемый в горелку непосредственно из сельскохозяйственного помещения, например, для животноводческого сельскохозяйственного (далее с/х) помещения (фермы) на 200 голов молодняка расход воздуха составляет до 6 м³/ч; при этом при влажности 50-85% его составляющими могут быть NН₃ до 20 мг/м³, CO₂ до 10 мг/м³, СО до 20 мг/м³; это приводит к значительному ухудшению процесса горения в камере сгорания;- for the organization of combustion, oxygen-depleted and dusty air is used, taken to the burner directly from the agricultural building, for example, for livestock farming (hereinafter agricultural) premises (farms) for 200 young animals, air consumption is up to 6 m ³ / h; at a humidity of 50-85%, its components can be NH ₃ up to 20 mg / m ³ , CO ₂ up to 10 mg / m ³ , CO up to 20 mg / m ³ ; this leads to a significant deterioration of the combustion process in the combustion chamber;

- выброс продуктов сгорания в сельскохозяйственное помещение и повышение концентрации СО, СO₂ и других газов.- emission of combustion products into the agricultural building and increasing the concentration of CO, CO ₂ and other gases.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение энергосбережения газового ИК-обогрева (инфракрасного обогрева) путем повышения экологии сельскохозяйственного помещения.The objective of the invention is to increase energy saving gas infrared heating (infrared heating) by increasing the ecology of the agricultural premises.

Решение поставленной задачи осуществляется за счет повышения полноты сгорания газа и вывод продуктов сгорания из сельскохозяйственного помещения.The solution of this problem is carried out by increasing the completeness of gas combustion and the removal of combustion products from the agricultural premises.

Технический результат достигается тем, что газовоздушная система ИК-горелки (инфракрасной горелки) для сельскохозяйственных помещений, включающая газовую ИК-горелку с рефлектором, керамический насадок, газовую форсунку с инжектором-смесителем, прерыватель газовоздушного потока, сетку-радиатор с термопарой и электрическим устройством для поджога газа, при этом в ИК-горелку введена сетка-ограничитель, установленная над керамическим насадком и укрепленная к рефлектору, а ИК-горелка включена в единую газовоздушную магистраль по потоку воздуха, при этом вход ИК-горелки связан с коробом чистого атмосферного воздуха, регулировочным вентилем, фильтром, камерой смешения природного газа и воздуха, а продукты сгорания через сетку рефлектора отводятся из объема, заключенного между керамическим насадком и сеткой-ограничителем, через коллектор, фильтр, вентиль, теплообменник, короб, связанный с окружающей средой сельскохозяйственного помещения.The technical result is achieved by the fact that the gas-air system of the IR burner (infrared burner) for agricultural premises, including a gas IR burner with a reflector, a ceramic nozzle, a gas nozzle with an injector-mixer, a gas-air flow chopper, a radiator grid with a thermocouple and an electric device for gas arson, at the same time, a limiter grid installed above the ceramic nozzle and fixed to the reflector is introduced into the IR burner, and the IR burner is included in a single gas-air line downstream air, while the input of the IR burner is connected to a box of clean atmospheric air, a control valve, a filter, a chamber for mixing natural gas and air, and the combustion products through the reflector grid are removed from the volume enclosed between the ceramic nozzle and the restrictor grid, through a collector, a filter , valve, heat exchanger, duct associated with the environment of the agricultural premises.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Система состоит из ИК-горелки 1, включающей: рефлектор 2, керамический насадок 3; газовую форсунку с инжектором-смесителем 4; вентиль прерыватель 5 газовоздушного потока; коллектор 6 сброса продуктов сгорания; камеру смешения 7; сетку-радиатор с термопарой 8; фильтр 15 очистки продуктов сгорания, сетку ограничитель 9. Система контроля потока газа, связанная с вентилем прерывателем 5, на чертеже не показана. На входе камера смешения 7 соединена с фильтром 10, регулировочным вентилем 11, коробом 12 с нагнетающим вентилятором 13. Короб 12 укреплен к потолку 14 сельскохозяйственного помещения. Продукты сгорания, выходящие из керамического насадка 3 через коллектор 6, фильтр 15, вентиль 16, соединены с теплообменником 17 утилизатором тепла отходящих газов. Теплообменник 17, в одном изолированном воздушном канале удаления продуктов сгорания, соединен через вентиль 18 с коробом 19 с вытяжным вентилятором 20, а в другом изолированном воздушном канале вентилятор 30 организует рециркуляционное движение воздуха внутри помещения. Короб 19 укреплен к потолку 14. Горелка 1 укреплена к планке 21. Планка 21 через блок 22 соединена с устройством 23 перемещения по вертикали горелки 1 относительно пола 24. Через вентили 25, 26 подсоединяются коллекторы сброса продуктов сгорания от других горелок сельскохозяйственного помещения. К коллекторам 27, 28 подсоединяются воздушные фильтры других горелок сельскохозяйственного помещения. Вентиль 29 служит для пуска газа в горелку 1. Под сеткой 8 располагается электрическое устройство 31 поджога газа.The invention is illustrated in the drawing. The system consists of an IR burner 1, including: reflector 2, ceramic nozzles 3; gas nozzle with injector-mixer 4; valve air-flow interrupter 5; the collector 6 discharge of combustion products; mixing chamber 7; grid-radiator with thermocouple 8; filter 15 for cleaning the combustion products, the grid limiter 9. The gas flow control system associated with the valve by the chopper 5 is not shown in the drawing. At the inlet, the mixing chamber 7 is connected to the filter 10, the control valve 11, the duct 12 with the blower fan 13. The duct 12 is attached to the ceiling 14 of the agricultural building. The combustion products leaving the ceramic nozzle 3 through the manifold 6, the filter 15, the valve 16, are connected to the heat exchanger 17 by the exhaust gas heat utilizer. The heat exchanger 17, in one insulated air duct for the removal of combustion products, is connected through a valve 18 to a duct 19 with an exhaust fan 20, and in another insulated air duct a fan 30 organizes recirculated air movement indoors. The duct 19 is fixed to the ceiling 14. The burner 1 is fixed to the rail 21. The rail 21 is connected through a block 22 to the device 23 for moving the burner 1 vertically relative to the floor 24. Headers from the combustion products from other burners in the farm building are connected via valves 25, 26. To the collectors 27, 28 are connected the air filters of other burners of the agricultural premises. The valve 29 is used to start the gas in the burner 1. Under the grid 8 is an electrical device 31 for gas ignition.

Газовоздушная система работает следующим образом. Gas system works as follows.

При закрытом вентиле 29 приоткрываются вентили 11 и 18. Включаются вентиляторы 13 и 20. Горелка 1 с помощью устройства 23 через планку 21 устанавливается на заданную высоту от пола 24, соответствующую нормам РНТП4-93, а также возрасту молодого животного или птицы. Вентиль 29 приоткрывается, вентиль прерыватель 5 открывается полностью, обеспечивая поток газа в горелку 1. Устройством 31 осуществляется поджог газа у керамического насадка 3 горелки 1. Регулировочным вентилем 11 и вентилем прерывателем 5 регулированием потока газа по термопаре 8 осуществляется контроль изменения температуры керамического насадка 3 (для "светлых горелок" в пределах 800-1000°С). Для устойчивой работы горелок должен обеспечиваться непрерывный поток газовоздушной смеси по газовоздушной магистрали от короба 12 через регулировочный вентиль 11, фильтр 10, камеру смешения 7, горелку 1, коллектор 6 сброса продуктов сгорания, фильтр 15, вентиль 16, теплообменник 17, вентиль 18, короб 19. При этом до горелки 1 обеспечивается устойчивый поток газовоздушной смеси, после горелки 1 через одну из стенок рефлектора 2 выводятся продукты сгорания через фильтр 15, теплообменник 17 в короб 19 и далее из сельскохозяйственного помещения. Сетка-ограничитель 9 препятствует инерционному проникновению продуктов сгорания в сельскохозяйственное помещение. When the valve 29 is closed, the valves 11 and 18 open. The fans 13 and 20 are turned on. The burner 1, using the device 23, is installed through the bar 23 to a predetermined height from the floor 24, corresponding to the norms of RNTP4-93, as well as the age of the young animal or bird. The valve 29 opens, the valve interrupter 5 opens completely, providing a gas flow to the burner 1. The device 31 ignites the gas at the ceramic nozzle 3 of the burner 1. The control valve 11 and the valve chopper 5 control the gas flow through the thermocouple 8 and control the temperature change of the ceramic nozzle 3 ( for "light burners" within 800-1000 ° C). For stable operation of the burners, a continuous flow of the gas-air mixture through the gas-air line from box 12 through the control valve 11, filter 10, mixing chamber 7, burner 1, collector 6 for the discharge of combustion products, filter 15, valve 16, heat exchanger 17, valve 18, box 19. In this case, a stable flow of the gas-air mixture is ensured before the burner 1, after the burner 1, through one of the walls of the reflector 2, combustion products are discharged through the filter 15, the heat exchanger 17 into the duct 19 and further from the agricultural room. The grid-limiter 9 prevents the inertial penetration of combustion products into the agricultural building.

Вентилятор 13, короб 12 и фильтр 10 обеспечивают процесс горения чистым обогащенным кислородом воздуха. Вывод продуктов сгорания через коллектор 6 у одной из стенок рефлектора 2, фильтр 15, через вентиль 16 в теплообменник 17 значительно (до 80%) снижает их попадание в сельскохозяйственное помещение, а также повышает концентрации СО и СО₂ в нем. При этом одновременно снижается нагрузка на общую вентиляционную систему сельскохозяйственное помещения. Как правило, для "светлых" горелок отводимые в коллектор 6 продукты сгорания имеют температуру 450-500°С. Например, при объемной скорости отвода продуктов сгорания 3,24 м³/с и температуре до 500°С в горелке 1 тепловой мощностью 3,2 кВт в теплообменнике 17 может быть передано тепловой мощности не менее 827 Вт. Введение через вентили 25, 26 (показано как пример для трех горелок) повышает количество утилизированной тепловой мощности до 2,5 кВт. Например, для птичника в 20 тыс. голов такая утилизация тепловой мощности в соответствии с нормами РНТП4-95 обеспечивает в зимнее время на 80% подогрев вентилируемого воздуха в первые 10 дней развития и роста цыплят. При этом концентрация СО в птичнике от продуктов сгорания повышается в незначительных пределах. Горелка 1 при снижении давления в газовоздушной линии отключается вентилем-прерывателем 5, убирается подача газа в горелку 1 и прекращается его горение в термическом насадке 3. Аналогичная ситуация происходит при закрытии вентилей 11, 29 и выключении вентилятора 13.The fan 13, the duct 12 and the filter 10 provide the combustion process with clean oxygen-enriched air. The output of the combustion products through the collector 6 at one of the walls of the reflector 2, the filter 15, through the valve 16 to the heat exchanger 17 significantly (up to 80%) reduces their entry into the agricultural room, and also increases the concentration of CO and CO ₂ in it. At the same time, the load on the general ventilation system of the agricultural premises is simultaneously reduced. As a rule, for "light" burners the combustion products discharged to the collector 6 have a temperature of 450-500 ° C. For example, at a volumetric rate of removal of combustion products of 3.24 m ³ / s and a temperature of up to 500 ° C in burner 1 with a thermal power of 3.2 kW, a heat output of at least 827 W can be transmitted in a heat exchanger 17. The introduction through the valves 25, 26 (shown as an example for three burners) increases the amount of utilized thermal power to 2.5 kW. For example, for a poultry house of 20 thousand heads, such utilization of thermal power in accordance with RNTP 4-95 standards ensures 80% heating of ventilated air in the first 10 days of development and growth of chickens in winter. In this case, the concentration of CO in the house from combustion products increases to insignificant limits. Burner 1, when the pressure in the gas line is reduced, is turned off by the shut-off valve 5, the gas supply to the burner 1 is removed and its combustion in the thermal nozzle 3 stops. A similar situation occurs when the valves 11, 29 are closed and the fan 13 is turned off.

Claims

The gas-air system of an infrared burner (infrared burner) for agricultural premises, including a gas infrared burner with a reflector, a ceramic nozzle, a gas nozzle with an injector-mixer, a gas-air flow interrupter, a radiator grid with a thermocouple and an electric gas ignition device, characterized in that a limiter mesh is installed in the IR burner, mounted above the ceramic nozzle and fixed to the reflector, while the IR burner is included in a single gas-air line through the air flow, while the IR input the burner is connected to a box of clean atmospheric air, a control valve, a filter, a chamber for mixing natural gas and air, and the combustion products through the wall of the reflector are removed from the volume enclosed between the ceramic nozzle and the grid-limiter, through a collector, a filter, a valve, a heat exchanger, a box, associated with the environment of the agricultural premises.