Результат интеллектуальной деятельности: Установка локального обогрева поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для создания требуемых температурных параметров в зоне нахождения поросят в свинарнике - маточнике.

Известна система напольного обогрева для свинарников, которая стабилизирует температурный режим непосредственно в зоне нахождения животных, состоящая из электронагревательного элемента – герметичной термоплиты »ТЕПЛОПОЛ-03У-100ПП», которая изготовлена из пластика, стойкого к агрессивным средам, в том числе к аммиаку, фенолу и едким органическим субстанциям, плита укомплектована термодатчиком и терморегулятором типа «ТЕРМОПОЛ-ДТП-01 (razumlab.ru/teplopol.html.).

Известен напольный электрообогреватель для поросят, включающий теплоизолирующий элемент, источник нагрева в виде многожильного провода из хромоникилиевого сплава в термостойкой силиконовой изоляции (патент РФ № 2442322, МПК А01К 29/00, опубл. 20.01.2012, Бюл.№5).

Недостатками известной системы напольного обогрева для свинарников и напольного электрообогревателя для поросят является повышенный расход электроэнергии и невозможность использовать возобновляемую энергию.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электрообогреваемая панель с теплоизолирующим элементом, в которой нагревательный элемент выполнен из нагревательного провода со стабилизацией температурных параметров, снабженный регулятором температуры, состоящим из датчика - реле температуры и диода (а.с. № 1814505, МПК, опубл. 07.05.93. Бюл. № 17).

Недостатком известной электрообогреваемой панели с теплоизолирующим элементом является большой расход электроэнергии на создание комфортных условий поросятам по сравнению с затратами энергии установками, использующими возобновляемую энергию, такими как термоэлектрические тепловые насосы, а также возможность поражения электрическим током поросят находящихся на электрической термоплите.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение расхода энергии на локальный обогрев поросят, использование возобновляемой энергии и обеспечение электробезопасности в локальной зоне обогрева поросят

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность содержания поросят в комфортных условиях при одновременном снижении тепловой мощности и расхода энергии на создание микроклимата в зоне нахождения поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в станке для выращивания поросят.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемая установка локального обогрева поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса, содержащая термопанель для обогрева поросят с теплоизоляцией, блок управления с датчиком и регулятором температуры, согласно изобретению, снабжена компактным термоэлектрическим тепловым насосом по схеме «жидкость – воздух», представляющим собой термоэлектрическую сборку с расположенной в ней жидкостным теплообменником горячего спая, воздушным радиатором холодного контура, и расположенным между ними термоэлектрическим модулем, который соединен с блоком управления, имеющим датчик температуры панели, при этом теплообменник горячего спая соединен трубопроводом через циркуляционный насос горячего контура с термопанелью и обратным трубопроводом с теплообменником горячего спая, образуя замкнутый контур для циркуляции теплоносителя, а другая сторона термоэлектрического модуля охлаждает воздушный радиатор, установленный в байпасном канале вытяжной вентиляционной шахты и обдуваемом электровентилятором, ассимилируя при этом теплоту удаляемого из помещения воздуха, передавая ее теплоносителю на горячий спай термоэлектрического модуля для нагрева термопанели.

При подключении термоэлектрического модуля к блоку управления одна сторона модуля выделяет тепло в жидкостной радиатор горячего спая, которое передается теплоносителю, при этом теплообменник горячего спая соединен трубопроводом горячего контура через циркуляционный насос горячего контура с термопанелью и обратным трубопроводом горячего контура с теплообменником горячего спая, образуя замкнутый контур для циркуляции теплоносителя, а другая сторона термоэлектрического модуля охлаждает воздушный радиатор, установленный в байпасном канале вытяжной вентиляционной шахты и обдуваемом электровентилятором, ассимилируя при этом теплоту удаляемого из помещения воздуха, передавая ее теплоносителю на горяий спай термоэлектрического модуля , тем самым экономя энергозатраты на обогрев поросят.

В предлагаемом устройстве тепловая энергия для нагрева теплоносителя, используемого в термопанели, вырабатывается термоэлектрическим тепловым насосом на основе термоэлектрического модуля Пельтье, когда тепловая энергия с помощью теплоносителя по трубопроводам передается от горячей стороны термоэлектрического модуля к термопанели.

Воздушный радиатор закрепленный на холодной стороне термоэлектрического модуля установлен в байпасном канале вентиляционной шахты отбирает теплоту удаляемого нагретого воздуха из животноводческого помещения при этом тепло выделенное из вентиляционного воздуха поглощённое теплоносителем с помощью теплообменника горячего контура термоэлектрического модуля используется для нагрева термопанели.

Холодный контур термоэлектрического модуля с помощью воздушного радиатора отводит теплоту нагретого удаляемого из помещения воздуха, передает ее холодной стороне термоэлектрического модуля, что приводит к повышению выработки тепловой энергии на горячей стороне термоэлектрического модуля и существенной экономии энергии при местном обогреве поросят.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема установки и станка для содержания животных.

Установка локального обогрева поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса содержит термоэлектрический тепловой насос 1, представляющий собой термоэлектрическую сборку с расположенными в ней воздушным радиатором холодного контура 2, помещенным в байпасый канал 3, жидкостным теплообменником горячего спая 4 и расположенным между ними термоэлектрическим модулем 5, также установка содержит блок управления 6, датчик температуры 7 панели 9, прямоточный трубопровод 8, термопанель 9 с имеющей снизу теплоизоляцию 14, циркуляционный насос 10 обратный трубопровод 11, вентилятор 12, шахты вытяжной вентиляции помещения 13, зона расположения свиноматки в станке 15, разделительная стенка 16 между зоной расположения свиноматки 15 и зоной нахождения поросят на термопанели 9, установленной в станке для содержания свиноматки с поросятами, проход 17 в разделительной стенке 16.

Датчик температуры 7 термопанели 9 соединен с блоком управления 6,

Выходной патрубок теплообменника горячего спая 4 соединен прямоточным трубопроводом 8 с входным патрубком термопанели 9, а выходной патрубок термопанели 9 через циркуляционный насос 10 обратным трубопроводом 11 соединен с входным патрубком теплообменника горячего спая 4, образуя, таким образом замкнутый контур для теплоносителя. Блок управления 6 с помощью датчика температуры 7 обеспечивает управление работой термоэлектрического модуля 5, циркуляционного насоса 10 и вентилятора 12.

Работает установка локального обогрева поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса следующим образом.

При подключении термоэлектрического модуля 5 к блоку управления 6 на горячей стороне модуля выделяется теплота, которая через теплообменник горячего спая 4 нагревает теплоноситель. С помощью циркуляционного насоса 10 по трубопроводу горячего контура 11 теплоноситель из термопанели 9 подается в теплообменник горячего спая 4, где нагревается, и возвращается в термопанель 9 по трубопроводу 8, образуя замкнутый контур для циркуляции теплоносителя.

На холодной стороне термоэлектрического модуля 5 обратно происходит ассимиляция тепла из проходящего с помощью электровентилятора 12 сквозь воздушный радиатор холодного контура 2, нагретого вентиляционного воздуха помещения.

Установка работает по схеме «жидкость-воздух» и содержит термоэлектрическую сборку 1, которая в свою очередь состоит из термоэлектрического модуля 5, воздушного радиатора холодного контура 2, установленных в байпасе 3 с вентилятором 12, шахты вытяжной вентиляции помещения 13, радиатора водяного охлаждения горячего спая 4, соединенного прямым 10 и обратным 11 трубопроводами через циркуляционный насос 10 с термопанелью 9, имеющей снизу теплоизоляцию 14. Поросята из зоны расположения свиноматки 15 через проход 17 в разделительной стенке 16 располагаются на термопанели 9 для содержания их в комфортных условиях при одновременном снижении тепловой мощности и расхода энергии за счет использования возобновляемой энергии с помощью тепловых насосов на создание микроклимата в зоне нахождения поросят с использованием термоэлектрического теплового насоса для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в станке для выращивания поросят, тем самым экономя энергозатраты на обогрев поросят.