RU2520805C2 - Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве - Google Patents
Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве 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
Изобретение относится к технологии использования возобновляемых источников энергии солнца и биомасс в сельских фермерских и приусадебных хозяйствах, занимающихся производством продуктов животноводства и растениеводства. Способ включает комплексное использование возобновляемых источников энергии солнца и биомассы навоза, биогаза, шлама в качестве органических удобрений в теплице и на участках садово-овощебахчевых культур. 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», когда 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 путем непрерывной циркуляции горячей воды в замкнутом контуре водотрубопроводов «котельня-реактор-котельня», выработанную же массу биошлама используют аналогично первоначально основному режиму, а биогаз - к приборам бытового потребления, посредством которых обеспечивают циркуляцию горячей воды и регулирование постоянной температуры в водотрубопроводах замкнутого контура «теплица-реактор-теплица», второй режим проводят, одновременно обогревая и теплицу, и навозной субстрат соответственно путем циркуляции горячей воды в замкнутых контурах водотрубопроводов «котельня-теплица-реактор-теплица» и «котельня-реактор-теплица», а выработанный биогаз и массу биошлама также используют аналогично первоначальному основному режиму, после чего последовательность основного первоначального и двух промежуточных режимов работы повторяют. Изобретение должно обеспечить использование энергии солнца для выработки биогаза и удобрения, во-вторых, получение экологически чистого органического удобрения, исключающего использование минерального удобрения и химикатов для борьбы с сорняками и болезнями растений и т.д. 1 ил.
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.
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.
Таким образом, существенно упрощается конструкция всего устройства биогазовой установки, позволяющая до 30% сократить затраты на ее изготовление и монтаж.
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).
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.
Целью изобретения является увеличение объема потребления энергии солнца и биомассы навоза, повышение эксплуатационных показателей и снижение себестоимости продукции растениеводства.
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.
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.
На фигуре приведена технологическая схема работы способа использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве.
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.
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.
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.
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.
Claims (1)
- Способ для использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве, включающий комплексное использование возобновляемых источников энергии солнца и биомассы навоза, биогаз, шлам в качестве органических удобрений в теплице и участки садово-овощебахчевых культур, отличающийся тем, что 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», когда 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 путем непрерывной циркуляции горячей воды в замкнутом контуре водотрубопроводов «котельня-реактор-котельня», выработанную же массу биошлама используют аналогично первоначально основному режиму, а биогаз - к приборам бытового потребления, посредством которых обеспечивают циркуляцию горячей воды и регулирование постоянной температуры в водотрубопроводах замкнутого контура «теплица-реактор-теплица», второй режим проводят, одновременно обогревая и теплицу, и навозной субстрат соответственно путем циркуляции горячей воды в замкнутых контурах водотрубопроводов «котельня-теплица-реактор-теплица» и «котельня-реактор-теплица», а выработанный биогаз и массу биошлама также используют аналогично первоначальному основному режиму, после чего последовательность основного первоначального и двух промежуточных режимов работы повторяют.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010148229A RU2010148229A (ru) | 2012-05-27 |
RU2520805C2 true RU2520805C2 (ru) | 2014-06-27 |
Family
ID=46231531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010148229/06A RU2520805C2 (ru) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2520805C2 (ru) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186475C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2002-08-10 | Винаров Александр Юрьевич | Способ переработки навозных стоков и установка для его реализации |
WO2008142007A2 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Wilhelm Gantefort | Fermenter zur erzeugung von biogas aus pumpbarem organischen material |
-
2010
- 2010-11-25 RU RU2010148229/06A patent/RU2520805C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2186475C2 (ru) * | 2001-07-23 | 2002-08-10 | Винаров Александр Юрьевич | Способ переработки навозных стоков и установка для его реализации |
WO2008142007A2 (de) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Wilhelm Gantefort | Fermenter zur erzeugung von biogas aus pumpbarem organischen material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010148229A (ru) | 2012-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107651822B (zh) | 一种畜禽粪污液体生态治理***及方法 | |
Ošlaj et al. | Biogas as a renewable energy source | |
CN106064872A (zh) | 养殖场粪便梯级综合利用***及发酵方法 | |
CN103195270A (zh) | 一种种植、养殖、青储综合循环***及方法 | |
Calise et al. | Technical and economic analysis of a cogeneration plant fueled by biogas produced from livestock biomass | |
CN102924135B (zh) | 一种可再生能源与农畜牧业有机生态资源循环利用*** | |
CN203226086U (zh) | 地埋式土壤升温、消毒及气肥施用装置 | |
WO2009044623A1 (ja) | 太陽熱利用システム及びそれを用いた植物栽培、家畜飼育方法 | |
Muxtoraliyevich | BIOGAS IS AN ALTERNATIVE ENERGY SOURCE | |
CN103195271A (zh) | 一种种植、养殖综合循环***及方法 | |
RU2545737C2 (ru) | Биоэнергетический комплекс получения биогаза и гранулированного биотоплива | |
KR101533721B1 (ko) | 청정에너지 농업시스템 | |
RU2520805C2 (ru) | Способ использования энергоисточников солнца и биомассы в фермерском хозяйстве | |
CN102992564A (zh) | 一种猪场沼气的综合利用方法 | |
CN203034851U (zh) | 一种种植、养殖、青储综合循环*** | |
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 (zh) | 一种种植、养殖综合循环*** | |
CN201470372U (zh) | 农用废弃物预处理水解装置 | |
CN104542327A (zh) | 奶牛养殖场奶牛饮水*** | |
CN109430143A (zh) | 一种新型立体水产箱鱼、菜、菌、果综合体装置 | |
CN202829860U (zh) | 一种可再生能源与农畜牧业有机生态资源循环利用*** | |
Khatawkar et al. | Energy self-sufficient farmstead: Design analysis | |
Schmidt | Aquaculture as an ecosystem-aquaponics with membranebio reactor |
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 |