Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1544295 51)5 А 01 С 7 ие относится к сельу, в частности к уствтономного обогрева с ти- ской эк оном ретения - расширен ие функциоема обогрегатом 1 ементы 2, и работы ектроэнергии и теи, Сист нергоагре ельные эл альных возможно а почвы с ветро СССР 986. содержит нагрева помещенные в поч у. Прфвц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвторскоеМ 1312240, кл. Бюл, У 7политехнический иния Великой Октяброй революцииенко, А.Ф.Домраче(54) СИСТИНА О ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ (57) Изобретен скому хозяйств ройствам для а почвы. Дель из ОГРЕВА ПОЧВЫ С ВЕТРОУСТАНОВКОЙ1544295 нагревательных элементов 2 основан на беспламенном окислении паров бензина в присутствии катализатора при достижении ими определенной темпера 5 туры. Нагревательные элементы 2 связаны с трубопроводами 15 с топливным насосом 3 и трубопроводами 16 - с компрессором 5, Каждый нагревательный элемент 2 имеет электронагреватель 33 для предварительного нагрева корпуса нагревательного элемента 2.Процесс нагрева контролируется термо" датчиками 34, которые посредством логического блока 8 управления регламенИзобретение относится к сельскомухозяйству, в частности к устройствамдля автономного обогрева почвы.Цель изобретения - экономия электроэнергии и расширение функциональных возможностей, 25На Фиг. 1 представлена принципиальная схема системы обогрева почвыс ветроэнергоагрегатом; на фиг. 2схема расположения нагревательныхэлементов в почве; на Фиг. 3 - схеманагревательного элемента; на фиг, 4 схема логического блока.Система обогрева почвы с ветроэнергоагрегатом 1 (фиг. 1) содержитнагревательные элементы 2, помещенные 35в почву, насос 3 с приводным двигате-лем 4, компрессор 5 с приводным двигателем 6, блок 7, связывающий систему с электросетью. Логический блок 8управления связан с пультом 9 управления, датчиком 10 температуры почвы,установленным в почве. Пульт 9 управгленни и датчик 11 ветрового давлениячерез логический элемент И 12 связаныс включателем 13 ветроэнергетической 45установки 1, а логическйй блок 8 - свключателем 14 приводных двигателей4 и 6 насоса 3 компрессора 5,Каждый нагревательный элемент 2(Фиг, 1 и 2) топливопроводом 15соединен с насосом 3, воздухопроводом 1 6 - с компрессором 5, а токопроводом 17 - с электросетью 18 и посредством включателя 19 связан с логическим блоком 8. Насос 3 соеди 5.,нен с емкостью 20 с жидким топливом.Нагревательные элементы могут бытьсоединены между собой отводящими трубопроводами 21, заканчивающимися оготируют работу электронагревателей 33через включатели 9, Ветроэнергетическая установка 1 подключена к системекак автономный источник питания. Придостаточной мощности установки 1 датчик 11 ветрового давления выдает через элемент И сигнал на отключение силовойэлектрической сети включателем 13. Питание системы осуществляется от ветроэнергетической установки до падения ниже установленной мощности, когда происходит переключение на питание от силовой электросети. 1 з,п. Ф-лы, 4 ил 3 табл. ловками 22 выпуска продуктов окисления топлива.Нагревательный элемент 2 (фиг, 3) смонтиро ван в тепло изолированном корпусе 2 Э, закрытом теплопроводной крышкой 24, внутри которого установлен корпус 25. В последнем расположен дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня, камера 28 с питающим Фитилем 29 и его направляющей 30, емкость 31, запопненная влагопоглощающк 4 наполнителем, а также каталитический патрон 32, электрический нагреватель 33 в вице проволочной спирали и термодатчик 34. Корпус 23 имеет отверстия для подвода топлива 35, для подвода воздуха 36, для отвода продуктов окисления 37. Дозатор 26 топлива установлен в камере 38, соединенной каналом 39 с камерой 28, в которой помещен Фитиль 29, Фитиль с направляющей 30 расположен в емкости 31 с влагопоглощающим наполнителем, сверху которого помещен каталитический патрон 32, Термодатчик 34 каждого нагревательного элемента 2 (Фиг, 1 ) связан с логическим блоком 8.Термодатчик 34 (Фиг. 4) каждого нагревательного элемента через последовательно установленные логические элементы НЕ 40 и 41 логического блока 8 связан с включателем 1 9 электронагревателя 33 (Фиг, 3) соответствующего нагревательного элемента 2, Выходы элементов НЕ 40 (Фиг. 4) связаныс многовходовымло/гическим элементом И 42 логического блока 8, Датчик 10 температуры почвы (Фиг. 1) через логический элеТаблица 3 т,х,О О О О 55 О О мент НЕ 43 логического блока 8 (Аиг. 4) и многоходовой элемент И 42 связан с включателем 14 насоса и компрессора. Пульт 9 управления связан с элементами И 41 и 42 логического блока 8. Электролиния 44 (Ьиг, 1), связывающая блок 7 с включателем 13 и 14, через включатель 45 связана с логическим блоком 8. При этом орган управления включателя 45 связан с пультом 9 управления.Нв выходе последнего датчиком 11 ветрового давления, датчиком 10 температуры почвы (Фиг. 1 и 3), логическими элементами И 12, НЕ 43 вырабатываютс я сигналы ХХу, на выходе многовходового элемента И 42 - сигнал У, на выходе логических элементов не 40 - сигналы 1,111, где и - количество нагревательных элементов 2, на выходе логических элементов И 41 - сигналы Ч Ч, на вьиоде термодатчиков 34 - сигналы Е, 7,. Сигналы Х,Х, , г, Е, 11,. Д Ч, Ч могут принимать два значения "О" и , Логическая операция НЕ, выполняемая логическими элементами НЕ 40 и 43, приведена в табл. 1, логическая операция И, выполняемая логическими элементами И 12 и 41, приведена в табл. 2, логическая операция И, выполняемая многовходовым логическим элементом И 42, приведена в табл. 3.Ф Как видно из табл. 3, сигнал 1= на выходе многонходового элемента И 42 появляется лишь в случае, если все сигналы на его входах Х = Х 3= = 1 = Ц == 1,1, = . Во всех остальных случаях т = О.Дозатор 26 топлива с регулятором 27 уровня выполнен аналогично поплавковому доватору топлива карбюратора двигателя внутреннего сгорания автомобиля. В качестве топлива нагревательных элементов могут быть использованы бензины марки Б, "Калоша", для зажигалок, а также другие марки бензинов и топлив, обеспечивающих их беспламенное горениев присутствии катализатора.Блок 7 представляет собой функциональный блок, обеспечивающий подачу электроэнергии от ветроэнергетической установки в сеть при включенном включателе 13 и питание приводных двигателей 4 и 6 насоса 3 и вентилятора 5 от электросети, аккумуляторной батареи или генератора(не. показаны) при включенном вклю"чателе 13,Система обогрева почвы может бытьвыполнена и без ветроэнергетическойустановки. В этом случае установка 1,датчик 11 ветрового давления и включатель 13 отсутствуют, а приводныедвигатели 4 И 6 насоса 3 и компрессора 5 связаны через включатель 14 с электросетью, аккумуляторной батареей или электрогенератором.Система обогрева почвы с ветроэнергетической установкой работает следующим образом.Пуск установки осуществляется включеннем соответствующей кнопки на пульте 9 управления (Аиг. 1 и 4), благодаря чему сигнал Х= 1 поступает на вход логического элемента И 12, а также на ьходы логических элементов И 41 и 42 логического блока 8 и орган управле:;ня включателя 45 питания логит-еского блока 8 электроэнергией, Если есть достаточное ветровое давление, сигнал Х = 1 с датчика 11 ветрового давления поступает на второй нхсд логического элемента И 12, сигнал Хтт на его выходе (Х =1, табл, 2) обеспечивает замыкание контактов включателя 13 и электроэнергия, вырабатываемая ветро, энергетической установкой 1, через блок 7 поступает в электросеть. Ес 1544295ли при этом требуется подогрев почвы, сигнал Х на выходе датчика 10температуры почвы (Х = 0) поступает на вход логического элементаНЕ 43 (фиг, 4) блока 8 сигнал Ху5на выходе этого элемента (Х - = 1,табл. 1) подается на вход многовходового логического элемента И 42,Если температура на поверхностикаталитических элементов 32 нагревательных элементов 2 (фиг. 3) недостаточна для интенсивного испаренияи реакции окисления топлива, сигналы3Х(фиг, 4) на выходе термодатчиков 34 (Фиг. 3) равны нулю иконтакты включателя 14 (фиг, 1 итабл. 3) не замкнуты, благодаря чемуприводные двигатели 4 и 6 насоса 3й компрессора 5 обеспечены. Сигналы на выходе логических элементовНЕ 40 П 1 Ц, = 1 (табл, 1) постуПают на вторые входы логическихэлементов И 41, благодаря чему сигналы Ъ7 = 1 (табл, 2) обеспечивают замыкание контактов включателей 1 9 электронагревателей 33 и происходит нагрев каталитических элементов 32 нагревательных элементов2 до температуры, необходимой для начала процесса беспламенного горенияПаров топлива и интенсивного обраэования этих паров, Как только этатемпература достигается на всех нагревательных элементах 2, сигналыЗЕ = 1 (фиг, 4) поступают навход многовходового логического элемента И 42, благодаря чему сигнал Уна его выходе (У = 1, табл. 3) обеспечивает замыкание контактов включателя 14 приводных двигателей 4 и 5(фиг, 1) насоса 3 и компрессора 5.Топливо из емкости 20 по топливопроводу 15, а воздух по воздухопроводу 16 подается к нагревательным элементам 2,Топливо через отверстие 35(фиг, 3) поступает в дозировочнуюкамеру, через канал 39 в камеру 28,откуда фитилем 29 подается в емкость31 с влагопоглощающим наполнителем,Испаряясь с влагопоглощающего наполнителя, топливо окисляется на каталитическом патроне 32, благодаря чему обеспечивается беспламенное горение Тепло с нагревательных элементов 2 через топливопроводную крьппку24 поступает непосредственно к к орневой системе растений (фиг. 2),обогревая верхний спой почвы и прилегающий к ней воздух.Как только сигналы 7,1 = 7Е,= 1, сигналы И11 на выходе логических элементов НЕ 40 11, === О (табл.1), сигналы Ч = 4 ==Ч, = 0 (табл. 3) и включатели 1 9 отключают электронагреватели 33 (фиг. 3) от электросети 18 (Фиг, 1).В случае недостаточного ветрового давления или полного отсутствия ветра сигнал на выходе датчика 11 ветрового давления Х = О, сигнал Х, = О (табл. 2) обеспечивает размыкание контактов включателя 13 ветроэнергетической установки 1 и питание при; водных двигателей 4 и 6 насоса 3 и компрессора 5 осуществляется через блок 7 от сети, аккумуляторной батареи или генератора.Как только температура почвы достигла заданной, сигнал Хна выходе датчика температуры почвы Ху на выходе логического элемента НЕ 43 (фиг, 4) Х- = О (табл, 1), сигнал У = 0 (табл. 3) обеспечивает размыкание контактов включателя 14, приводные двигатели 4 и 6 (фиг. 1) останавливаются, подача топлива и воздуха к нагревательным элементам 2 прекращается. Система обеспечи"1 вает автоматическое поддержание температуры верхнего слоя почвы и контактирующего с ней воздуха не ниже заданной.Формула изобретенияСистема обогрева почвы с ветроэнергетической установкой, содержащая нагревательные элементы, насос, датчик ветрового давления, связанный с ветродвигателем, трубопроводы, токопроводы, логический блок управления, соединенный с пультом управления, датчик температуры почвы, блок связи с электросетью и включатели электросети ветроэнергетической установки и электрапровода насоса, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью экономии электроэнергии и расширения Функциональных возможностей, она снабжена компрессором с электроприводом, топливным Насосом с емкостью цля топлива и электроприводом, при этом нагревательные элементы соединены соответ 1 544295ствующими трубопроводами с топливным насосом и компрессором, а токопроводами посредством выключателейс логическим блоком, причем каждыйнагревательный элемент выполнен ввиде теплоизолированного корпуса степлопроводной крышкой и снабжендозатором топлива с регуляторомуровня, камерой с питающим фитилем,емкостью с влагопоглощающим наполнителем, патроном с катализатором,электронагревателем и термодатчиком,причем дозатор топлива установлен вкамере с питающим фитилем, а направляющая фитиля размещена в емкости свлагопоглощающим нагнетателем, ограниченной патроном с катализатором,кроме того, на корпусе камеры с питающим фитилем закреплен электронагреватель, а в полости каждогонагревательного элемента, совмещенной с трубопроводом компрессора, помещен термодатчик, при этом выходытермодатчиков, датчика температурыпочвы и пульта управления соединеныс соответствующими входами логического блока управления, выходы которого подключены к включателям электропитания электронагревателей нагревательных элементов, компрессора и топливного насоса, а датчик ветрового давления через элемент И соединен с пультом управления и соот" ветствующим входом логического блока управления, одновременно с последним связан посредством выключателей блок связи с электросетью и выключатель приводного двигателя ветроэнергетической установки. 2. Система обогрева по п. ), о тличающаяс я тем, чтологический блок управления снабжен элементами И и НЕ по числу нагреватель"ных элементов и многовходовым элементом И, соответствующие входы которого соединены с термодатчикаминагревательных элементов, пультом 2 Оуправления и вторыми входами элементов И и через элемент НЕ - с датчиком температуры почвы, а выход совмещен с включателями топливного на соса и компрессора, при этом терМодатчики связаны с включателем соот"ветствующих электронагревателей нагревательных элементов через последовательно соединенные элементы И ЗО и НЕ,1544295 ЩГ,ФСоставитель С, 3Техред А.Кравчук Бобко ак раж 251 Подписноега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб д, 4/5здательскцй комбинат 1 атент Ужгород, ул, Гагари 1 ро 1 зва нотвея аказ 44 б Т 1 ПП 1 1 о -.;дарственного комит 113035, Мос квцк ии КорректоР Э. Лончаков