RU2520805C2 - Application of energy sources of sun and biomass in farming - Google Patents
Application of energy sources of sun and biomass in farming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2520805C2 RU2520805C2 RU2010148229/06A RU2010148229A RU2520805C2 RU 2520805 C2 RU2520805 C2 RU 2520805C2 RU 2010148229/06 A RU2010148229/06 A RU 2010148229/06A RU 2010148229 A RU2010148229 A RU 2010148229A RU 2520805 C2 RU2520805 C2 RU 2520805C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- greenhouse
- reactor
- hot water
- biogas
- boiler
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству для комплексного использования возобновляемых источников энергии солнца и биомассы (навоза) преимущественно в малых фермерских, крестьянских и семейных смешанных животноводческих и земледельческих хозяйствах, в которых на привязи содержится крупный рогатый скот, имеются теплица, участки плодовых и овощебахчевых культур.The invention relates to agricultural production for the integrated use of renewable energy from the sun and biomass (manure) mainly in small farms, peasant and family mixed livestock and agricultural farms, in which the leash contains cattle, there is a greenhouse, areas of fruit and vegetable melons.
В таких хозяйствах (в особенности в южных районах) для непрерывной работы имеющейся биогазовой установки ежедневно от содержащихся животных получают достаточное количество навоза, а также имеется возможность комбинировать биогазовую установку с оборудованием тепличного хозяйства. В течении года, когда тепловой сезон в среднем составляет 265 дней, в качестве теплового агента для подогрева навозного субстрата используется вода в трубопроводах теплицы, нагреваемая солнечной энергией и определяющая основной «тепловой агент» с температурой порядка 60…70°С. В сезон холодных месяцев же, когда теплица отапливается для подогрева навозного субстрата, используется часть теплового агента, производимая в котельной теплицы с использованием части получаемого биогаза.In such farms (especially in the southern regions), for the continuous operation of the existing biogas plant, a sufficient amount of manure is received from the animals kept daily, and it is also possible to combine the biogas plant with greenhouse equipment. During the year, when the heat season averages 265 days, water in the pipelines of the greenhouse, heated by solar energy and determining the main “thermal agent” with a temperature of about 60 ... 70 ° C, is used as a heat agent for heating the dung substrate. In the cold season, when the greenhouse is heated to heat the dung substrate, part of the heat agent produced in the boiler house of the greenhouse using part of the produced biogas is used.
Таким образом, существенно упрощается конструкция всего устройства биогазовой установки, позволяющая до 30% сократить затраты на ее изготовление и монтаж.Thus, the design of the entire device of a biogas plant is greatly simplified, which allows up to 30% reduction in the cost of its manufacture and installation.
В качестве наиболее близких аналогов и прототипа можно привести описания существующих технологий и устройств, приведенные в трудах 3-й Международной Научно-Технической конференции (14-15 мая 2003 года, г.Москва, ГНУ ВИЭСХ), часть 4 - нетрадиционные источники энергии, вторичные энергоресурсы, экология, энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве (стр.308-314).As the closest analogues and prototype, descriptions of existing technologies and devices can be given in the proceedings of the 3rd International Scientific and Technical Conference (May 14-15, 2003, Moscow, GNU VIESH), part 4 - non-traditional energy sources, secondary energy resources, ecology, energy supply and energy saving in agriculture (pp. 308-314).
В отличие от прототипа предлагаемый способ для выработки теплового агента не использует солнечные батареи, а использует в теплый сезон только солнечную энергию для получения горячей воды из труб теплицы в нагревательный элемент реактора посредством нагнетательного насоса и вентилей, регулирующих тепловой агент, а в сезон холодных месяцев использует тепличную котельную как для подогрева навозного субстрата нагревательным элементом, помещенным внутри реактора, так и для подогрева теплицы, то есть только лишь в холодное зимнее время года.Unlike the prototype, the proposed method for generating a heat agent does not use solar panels, but uses only solar energy in the warm season to receive hot water from the pipes of the greenhouse into the heating element of the reactor by means of a pressure pump and valves that regulate the heat agent, and in the cold season use a greenhouse boiler house both for heating the dung substrate with a heating element placed inside the reactor, and for heating the greenhouse, that is, only in the cold winter season a.
Целью изобретения является увеличение объема потребления энергии солнца и биомассы навоза, повышение эксплуатационных показателей и снижение себестоимости продукции растениеводства.The aim of the invention is to increase the amount of energy consumed by the sun and biomass of manure, increase performance and reduce the cost of crop production.
Для достижения поставленной цели первоначально в период с апреля по октябрь месяцы проводят основной режим обогрева теплицы водотрубопроводами, нагреваемыми исключительно одной энергией солнца до температуры 60…70˚С при непрерывной циркуляции горячей воды в их замкнутом контуре «теплица-реактор-теплица», при этом одновременно подают в реактор фильтруемый навозный субстрат, вырабатывают биогаз и выводят его через коммуникационные газотрубопроводы в газгольдер и к приборам бытового потребления и в нагреватель котельни, посредством которых обеспечивают циркуляцию горячей воды и регулирование постоянной температуры в водопроводах замкнутого контура «теплица-реактор-теплица», одновременно отрабатывают массу биошлама органических удобрений и подают ее через трубопроводы непосредственно в теплицу и участки садово-овощебахчевых культур, затем в последующий период с ноября по март месяцы используют два промежуточных режима: первый режим, когда нет необходимости в обогреве теплицы по причине рекультивационных и прочих работ, проводят обогрев только навозного субстрата при непрерывной циркуляции горячей воды в замкнутом контуре водотрубопроводов «котельня-реактор-котельня», второй режим проводят, одновременно обогревая теплицу и навозный субстрат соответственно путем циркуляции горячей воды в замкнутых контурах водотрубопроводов «котельня-теплица-реактор-теплица» и «котельня-реактор-теплица». Выработанную массу биошлама также используют аналогично первоначальному основному режиму, после чего последовательность основного первоначального и двух промежуточных режимов работы повторяют.To achieve this goal, initially, from April to October, the main mode of heating the greenhouse is carried out with water pipelines heated solely by solar energy to a temperature of 60 ... 70 ° C with continuous circulation of hot water in their closed loop "greenhouse-reactor-greenhouse", while at the same time, filtered manure substrate is fed into the reactor, biogas is produced and it is removed through gas pipelines to the gas holder and to household appliances and to the boiler heater, by means of They provide hot water circulation and constant temperature control in the water supply systems of the closed loop “greenhouse-reactor-greenhouse”, at the same time they process a lot of bio-sludge of organic fertilizers and feed it through pipelines directly to the greenhouse and sections of garden and vegetable melons, then in the following period from November to March months use two intermediate modes: the first mode, when there is no need for heating the greenhouse due to remediation and other works, only the dung substrate is heated and with continuous circulation of hot water in a closed loop of boiler-reactor-boiler-water pipelines, the second regime is carried out while heating the greenhouse and dung substrate, respectively, by circulating hot water in closed loop of the boiler-greenhouse-reactor-greenhouse and boiler-house pipelines greenhouse reactor. " The generated bio-sludge mass is also used similarly to the initial main mode, after which the sequence of the main initial and two intermediate operating modes is repeated.
Вместе с тем, в способе для использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве теплообменник помещен в нижнюю цилиндрическую часть реактора, выполнен комбинированным с входным и выходным трубопроводами горячей воды и регулированием постоянной температуры обогрева навозного субстрата и теплицы в замкнутом контуре с котлом-водонагревателем.At the same time, in the method for using solar and biomass energy sources in a farm, the heat exchanger is placed in the lower cylindrical part of the reactor, is made combined with the inlet and outlet pipelines of hot water and the constant temperature control of heating the dung substrate and the greenhouse in a closed circuit with a boiler-water heater.
На фигуре приведена технологическая схема работы способа использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве.The figure shows the flow chart of the method of using the energy sources of the sun and biomass in the farm.
Как видно из схемы, способ технологического процесса осуществляется посредством автономно (изолированно) расположенного реактора 1 с оптимальной планировкой, соответствующей наикратчайшему расстоянию от теплиц, участков садовых и овощебахчевых культур, а также компактно-экономной эксплуатации коммуникационных трубопроводов с нагнетательным насосом и трубопроводами 17, 18, 19 горячей воды с регулируемыми вентилями 20, 21, 22, 23, 24 горячей воды, которые опоясывают в замкнутом контуре реактор 1 слева, теплицу 16 в центре и котельню теплицы 15 справа, которая имеет расположенную над ней по выводному контуру в напралении подачи горячей воды расширительный бак 28 с патрубком. Реактор 1 имеет расположенный с наружной стороны в его нижней части цилиндра приемный патрубок 5 навозного субстрата с заправочной горловиной фильтра 4 навозного субстрата. Причем патрубок 5 выполнен наклонно сверху вниз под углом подачи от фильтруемого навозного субстрата в центральной части реактора 1 под внтренний нагревательный элемент 2.As can be seen from the diagram, the process method is carried out by means of an autonomously (isolated) located reactor 1 with an optimal layout corresponding to the shortest distance from greenhouses, sections of garden and vegetable melons, as well as compact-economical operation of communication pipelines with a discharge pump and pipelines 17, 18, 19 hot water with adjustable valves 20, 21, 22, 23, 24 hot water, which surround the reactor 1 on the left in a closed loop, the greenhouse 16 in the center and the boiler room of the greenhouse 15 right a, which has an expansion tank 28 with a nozzle located above it along the outlet circuit in the direction of the hot water supply. The reactor 1 has a receiving nozzle 5 of the manure substrate located on the outside in its lower part of the cylinder with a filler neck of the filter 4 of the manure substrate. Moreover, the pipe 5 is made obliquely from top to bottom at an angle of supply from the filtered manure substrate in the Central part of the reactor 1 under the internal heating element 2.
Вырабатываемый биогаз собирается в верхней цилиндрической части реактора со сферической выпуклой поверхностью колпака (наголовника) 13, контролирующего давление биогаза манометром 14, выводным трубопроводом 12 подачи биогаза в газгольдер 11, который посредством выводной трубы 27 подает биогаз непосредственно к приборам бытового потребления - газовым горелкам плиты 25 и котла 26.The biogas produced is collected in the upper cylindrical part of the reactor with a spherical convex surface of the cap (head) 13, which controls the biogas pressure with a manometer 14, a biogas outlet pipe 12 to the gas holder 11, which, through the outlet pipe 27, delivers biogas directly to household appliances - gas burners of the stove 25 and boiler 26.
При выполнении технологического процесса навозный субстрат через фильтр 4 и приемный патрубок 5 подается в реактор 1 под нагревательный элемент винтообразной формы, где происходит анаэробное брожение и вырабатывается биогаз 10, который накапливается предварительно в колпаке 13 (наголовнике), где контролируется давление газа посредством манометра 14 и подается через трубопровод 12 в газгольдер 11, где накапливаемый газ из газгольдера 11 посредством выводной трубы 27 подается в приборы бытового потребления 25 и 26. После анаэробного брожения полученный в реакторе 1 биошлам выводится через разгрузочный патрубок 6 и в качестве удобрений подается через центральный выводной трубопровод 7 соответственно трубопроводом 9 в теплицу и трубопроводом 8 в участок плодо-овощебахчевых культур. Как отмечалось, для подогрева навозного субстрата в реакторе 1 горячая вода в холодный сезон вырабатывается в котельной 15 теплицы 16, а в теплый сезон - исключительно солнечной энергией в нагревательных трубопроводах 17 теплицы, который нагнетательным насосом 3 принудительно подается в нагревательный элемент 2 реактора 1 при соответствующем открытом положении вентилей 22 и 24 и закрытом положении вентиля 23. Соответственно, регулирование потока теплового агента в режиме холодного сезона года производится вентилями 20, 21 и 23. При этом котельня 15, нагреваемая прибором бытового потребления 26 и снабженная баком 28 через отводной патрубок, из которого выводятся излишки пара и горячей воды, обеспечивается регулированием объема горячей воды.When performing the technological process, the manure substrate through the filter 4 and the receiving pipe 5 is fed into the reactor 1 under a screw-shaped heating element, where anaerobic fermentation takes place and biogas 10 is produced, which is accumulated previously in the cap 13 (cap), where the gas pressure is controlled by means of a manometer 14 and is supplied through a pipe 12 to a gas holder 11, where the accumulated gas from a gas holder 11 is supplied via a discharge pipe 27 to household appliances 25 and 26. After anaerobic fermentation, the floor enny reactor 1 bioshlam discharged through the discharge pipe 6 as fertilizers and fed through the central outlet conduit 7 respectively duct 9 to the greenhouse and in the conduit portion 8 fruit and melons. As noted, to heat the dung substrate in reactor 1, hot water is produced in the boiler room 15 of the greenhouse 16 in the cold season, and exclusively by solar energy in the heating pipes 17 of the greenhouse during the warm season, which is forcedly pumped into the heating element 2 of the reactor 1 by the pressure pump 3 with the corresponding the open position of the valves 22 and 24 and the closed position of the valve 23. Accordingly, the regulation of the flow of thermal agent in the cold season is made by the valves 20, 21 and 23. In this case, the boiler room 15, heated by a household appliance 26 and provided with a tank 28 through a branch pipe, from which excess steam and hot water are discharged, is provided by regulating the volume of hot water.
Способ находится на стадии внедрения в смешанном фермерском хозяйстве, где в первом году эксплуатации был получен весьма ощутимый экономический эффект при реализации выращиваемой сельскохозяйственной продукции в закрытом и открытом грунте, обусловленный, во-первых, широким использованием энергии солнца для выработки биогаза и удобрения, во-вторых, получением экологически чистого органического удобрения, исключающего приобретение минерального удобрения и необходимость использования различных химикатов для борьбы с сорняками и болезнями растений; в-третьих, экономией горюче-смазочных материалов на транспортировку удобрений и биологического газа и, в-четвертых, широким использованием биологического газа в приборах бытового потребления в домах и хозяйственных помещениях.The method is at the implementation stage in mixed farming, where in the first year of operation a very tangible economic effect was obtained in the sale of cultivated agricultural products in indoor and outdoor soil, due, firstly, to the widespread use of solar energy to generate biogas and fertilizer, secondly, by obtaining environmentally friendly organic fertilizer, which excludes the purchase of mineral fertilizers and the need to use various chemicals to control weeds and znyami plants; thirdly, saving fuel and lubricants for the transportation of fertilizers and biological gas, and fourthly, the widespread use of biological gas in household appliances in homes and utility rooms.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Application of energy sources of sun and biomass in farming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Application of energy sources of sun and biomass in farming |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010148229A RU2010148229A (en) | 2012-05-27 |
RU2520805C2 true RU2520805C2 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=46231531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (en) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Application of energy sources of sun and biomass in farming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520805C2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186475C2 (en) * | 2001-07-23 | 2002-08-10 | Винаров Александр Юрьевич | Manure water reprocessing method and apparatus |
WO2008142007A2 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Wilhelm Gantefort | Fermenter for generating biogas from pumpable organic material |
-
2010
- 2010-11-25 RU RU2010148229/06A patent/RU2520805C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186475C2 (en) * | 2001-07-23 | 2002-08-10 | Винаров Александр Юрьевич | Manure water reprocessing method and apparatus |
WO2008142007A2 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Wilhelm Gantefort | Fermenter for generating biogas from pumpable organic material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010148229A (en) | 2012-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107651822B (en) | Livestock and poultry manure liquid ecological treatment system and method | |
CN102140856A (en) | Design method of energy ecological greenhouse | |
Ošlaj et al. | Biogas as a renewable energy source | |
CN106064872A (en) | Plant's feces step utilization system and fermentation process | |
CN103195270A (en) | Comprehensive planting, cultivation and ensiling circulating system and method | |
Calise et al. | Technical and economic analysis of a cogeneration plant fueled by biogas produced from livestock biomass | |
CN102924135B (en) | Cyclic utilization system for renewable energy and organic ecological resources in farming and livestock husbandry | |
CN203226086U (en) | Buried soil warming, sterilizing and air fertilizer applying device | |
WO2009044623A1 (en) | Solar heat utilization system and plant cultivation employing it, and domestic animal breeding method employing it | |
Muxtoraliyevich | BIOGAS IS AN ALTERNATIVE ENERGY SOURCE | |
CN103195271A (en) | Comprehensive planting and cultivation circulating system and method | |
RU2545737C2 (en) | Bioenergy complex for production of biogas and granular biofuel | |
KR101533721B1 (en) | Clean Energy Farming System | |
RU2520805C2 (en) | Application of energy sources of sun and biomass in farming | |
CN102992564A (en) | Comprehensive utilization method for biogas in pig breeding farm | |
CN203034851U (en) | Comprehensive circulation system for planting, cultivating and silaging | |
Ergashev et al. | Mathematical Modeling of the Temperature Regime of the" Livestock-Heliogreenhouse Complex" with Water Tank and Underground Heat Accumulator | |
Adouani et al. | Control of a farm anaerobic digester for agricultural wastes | |
Ferrell et al. | Case study: promoting sustainable energy greenhouse heating systems to small-scale local farms | |
CN203097365U (en) | Planting and cultivation comprehensive circulation system | |
CN201470372U (en) | Agricultural waste pretreatment hydrolyzing device | |
CN104542327A (en) | Water drinking system for dairy cattle of dairy cattle farm | |
CN109430143A (en) | The comprehensive body device of a kind of novel solid aquatic products case fish, dish, bacterium, fruit | |
CN202829860U (en) | Renewable energy source and agricultural and animal husbandry organic ecological resource recycling system | |
Favi et al. | Agrivoltaic System: Current and Future Water, Energy, Food, and Land (WEFL) Needs in Benin, West Africa |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20130405 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20130405 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140427 |