СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОКРЫТИЯ ХРАНИЛИЩА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК A01F25/00 A01F25/22 

Описание патента на изобретение RU2279208C1

Предлагаемое изобретение относится к области долгосрочного хранения сельскохозяйственной продукции в камерах хранения, реализующих хранение продукции в условиях активной вентиляции, преимущественно при навальном способе складирования продукции.

Известен способ уменьшения конденсации влаги с целью улучшения условий хранения продукции, при котором измеряют температуру воздуха верхней зоны, сравнивают температуру воздуха верхней зоны и массы продукции, по результату сравнения формируют сигнал на подачу тепла в верхнюю зону, нагревают воздух верхней зоны хранилища, а мощность источника тепла регулируют в зависимости от температуры наружного воздуха.

Устройство, реализующее известный способ, описано в [1]. Устройство содержит нагреватель воздуха верхней зоны, расположенный на площади потолка, датчики температуры воздуха верхней зоны, массы и наружного воздуха, усилитель мощности, дифференциальный регулятор температуры. Устройство и способ, описанные в [1], приняты за прототип.

Недостатком способа и устройства является его малая эффективность уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия (потолка) и повышенный расход энергии для уменьшения конденсации влаги. Малая эффективность такого способа и устройства обусловлены тем, что периоды нагрева внутренней поверхности с целью уменьшения вероятности конденсации на нем влаги и периоды подачи тепла в верхнюю зону с целью сохранения нужной разности температур массы и воздуха верхней зоны могут не совпадать во времени. Для предотвращения выпадения конденсата из воздуха верхней зоны на поверхность продукции следует поддерживать определенную разность температур между температурой воздуха верхней зоны и температурой массы. С этой целью тепло подается нагревателем, когда результат сравнения этих температур показывает, что это необходимо делать. При этом греется и потолок, хотя в этом может не быть необходимости, т. е. затраты тепла на нагрев потолка будут излишними. В случае, когда условия разности температур воздуха верхней зоны и массы соблюдены, тепло в верхнюю зону не подается, потолок остывает под действием холодного наружного воздуха. Если похолодание интенсивное, то внутренняя поверхность потолка, в зависимости от величины термосопротивления покрытия, через некоторое время может остыть до температуры точки росы для внутреннего влажного воздуха верхней зоны и выпадение конденсата на поверхности потолка, а затем и на поверхность продукции, окажется неизбежным. При этом тепло в верхнюю зону нагревателем не подается, т. к. по условию его подачи нагреватель отключен. Таким образом, в первом случае затраты тепла на обогрев потолка оказываются излишними, а во втором случае нужное тепло не подается и выпадение конденсата не предотвращается.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия и уменьшение энергозатрат для предотвращения конденсации.

Указанный в задаче результат достигается тем, что в предлагаемом способе уменьшения конденсации влаги дополнительно измеряют относительную влажность воздуха верхней зоны и температуру внутренней поверхности покрытия, определяют температуру точки росы воздуха верхней зоны, определяют по температуре точки росы температуру уставки, при которой необходимо формировать сигнал на подачу тепла, сравнивают температуру уставки с измеренной температурой внутренней поверхности покрытия и по результату сравнения формируют сигнал на подачу тепла для увеличения температуры внутренней поверхности покрытия до установленного значения, подают тепло к внутренней поверхности покрытия, при достижении установленного значения температуры прекращают подогрев внутренней поверхности покрытия.

Устройство для уменьшения конденсации влаги согласно изобретению содержит нагреватель внутренней поверхности покрытия, датчик температуры воздуха верхней зоны, управляемый коммутатор, источник энергии, управляемый коммутатор имеет силовые вход, выход и управляющий вход, источник энергии через силовые вход и выход коммутатора подключен к нагревателю, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик относительной влажности воздуха верхней зоны, датчик температуры внутренней поверхности покрытия, вычислительный блок, задатчик величины запаса по температуре точки росы, вычислительный блок имеет четыре информационных входа и один выход, выходы датчиков относительной влажности воздуха верхней зоны, температуры воздуха верхней зоны, температуры внутренней поверхности покрытия подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам, к четвертому информационному входу подключен выход задатчика величины запаса по температуре точки росы, выход вычислительного блока подключен к управляющему входу коммутатора, а нагреватель внутренней поверхности покрытия встроен в тело покрытия и размещен ближе к обогреваемой поверхности.

Заявляемый способ уменьшения конденсации влаги отличается от известного, принятого за прототип, тем, что дополнительно измеряют относительную влажность воздуха верхней зоны и температуру внутренней поверхности покрытия, рассчитывают значение температуры точки росы, задают значение величины запаса по температуре точки росы, рассчитывают значение температуры уставки, при которой возникает необходимость поднятия температуры внутренней поверхности покрытия при ее снижении, рассчитывают заданное значение температуры внутренней поверхности покрытия, сравнивают измеренное значение температуры внутренней поверхности с рассчитанными значениями температур и формируют сигнал на подачу тепла к внутренней поверхности покрытия. При таком способе тепла будет подано к поверхности внутреннего покрытия столько, сколько нужно именно для предотвращения выпадения конденсата, и в те моменты, когда это необходимо. Таким образом обеспечивается повышение эффективности уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия и уменьшаются затраты энергии (тепла) на предотвращение конденсации.

Устройство для реализации способа отличается от известного, принятого за прототип, тем, что содержит дополнительно датчик относительной влажности воздуха верхней зоны, датчик температуры внутренней поверхности покрытия, вычислительный блок и задатчик величины запаса по температуре точки росы, причем выходы датчиков и задатчика подключены к информационным входам вычислительного блока, а выход вычислительного блока подключен к управляющему входу коммутатора. Устройство позволяет точно определить периоды, когда необходим подогрев внутренней поверхности покрытия, уменьшает излишние потери энергии на обогрев этой поверхности, обеспечивает автоматическую корректировку продолжительности подачи тепла в зависимости от изменяющихся значений температуры и влажности воздуха верхней зоны, наружной температуры и термосопротивления покрытия.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии его критерию изобретения "новизна".

Из патентной и научно-технической литературы не известны вышеуказанные отличительные признаки способа и устройства в их совокупности. Таким образом, заявляемые способ и устройство удовлетворяют критерию изобретения "изобретательский уровень".

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут быть использованы в системах регулирования параметров микроклимата хранилищ сельскохозяйственной продукции, в складских помещениях, где требуется защита от конденсации влаги при изменяющихся погодных условиях. Макетирование устройства показало, что предлагаемый способ и устройство обеспечивают эффективную защиту от выпадения конденсата при условиях, близких к реальным условиям хранения сочной сельскохозяйственной продукции. Таким образом, предлагаемые способ и устройство удовлетворяют критерию изобретения "промышленная применимость".

Способ и устройство поясняются чертежами, где на фиг.1 показаны упрощенные временные диаграммы изменения температур, а на фиг.2 представлена структурная схема устройства. На фиг.1 обозначено: T, t - обозначения соответственно осей температуры и времени; Твз - измеренная температура воздуха верхней зоны; Тпз - температура внутренней поверхности покрытия заданная; Тп - температура внутренней поверхности покрытия измеренная; Ту - расчетная температура уставки по точке росы; Тр - расчетная температура точки росы для воздуха верхней зоны; Тз - величина запаса по температуре точки росы; "С" - сигнал на подачу тепла для обогрева внутренней поверхности покрытия.

На диаграммах показано, что сигнал "С" на подачу тепла для поднятия температуры внутренней поверхности покрытия Тп при ее снижении появляется в момент достижения температурой Тп значения уставки Ту (точка а на диаграмме фиг.1). Значение Ту определяется расчетным значением температуры точки росы Тр, увеличенным на выбранную величину запаса Тз, т.е.

Величина запаса Тз определяется инструментальной погрешностью измерения температур и должна быть задана при реализации способа в конкретных условиях. Ориентировочное значение Тз, например, в условиях хранения картофеля составляет около 0,3°С. Температура точки росы Тр - определяется по измеренным значениям относительной влажности воздуха верхней зоны и температуры Твз по известным формулам, одна из которых приведена, например, в [2]:

где F - относительная влажность воздуха верхней зоны, о.е.

Подача тепла прекращается, когда температура Тп достигнет заданного значения Тпз (точка б, фиг.1), при этом исчезает сигнал "С", и подача тепла прекращается. Значение Тпз рассчитывается по измеренной температуре Твз, ориентируясь на промежуточное значение между Твз и Ту:

По мере остывания внутренней поверхности покрытия процесс повторяется (точки в, г, фиг.1). Продолжительность циклов нагрева-охлаждения будет зависеть от соотношений скоростей охлаждения наружной поверхности покрытия, его термосопротивления, скорости нагрева, но сигнал на подачу тепла будет существовать только в те периоды времени, когда это необходимо для изменения температуры Тп, тем самым минимизируются потери энергии, затрачиваемой на процесс уменьшения конденсации.

На фиг.2 обозначены: 1 - верхняя воздушная зона камеры хранения; 2 - покрытие камеры хранения, имеющее встроенный нагреватель 3 (например, изолированный провод высокого сопротивления, по которому можно пропускать электрический ток); 4 - датчик температуры воздуха верхней зоны; 5 - датчик относительной влажности воздуха верхней зоны; 6 - датчик температуры внутренней поверхности покрытия; 7 - вычислительный блок, реализующий выражения (1), (2), (3); 8 - задатчик значения величины запаса по температуре очки росы Тз; 9 - управляемый коммутатор, имеющий вход управления 10, силовые вход 11 и выход 12, источник энергии 13 (например, электрический генератор).

Устройство работает следующим образом. Информация от датчиков непрерывно поступает на входы вычислительного блока 7, на один из входов должно быть подано значение Тз от задатчика 8. Вычислительный блок на своем выходе формирует сигнал, который через вход управления 10 дает команду коммутатору 9 замкнуть силовую цепь 11-12, через которую источник энергии 13 подает электрический ток в нагреватель 3. Такая команда формируется вычислительным устройством, если Тпу, т.е. измеренная датчиком 6 температура внутренней поверхности покрытия сравняется в процессе охлаждения с рассчитанным значением Ту. Если в процессе нагрева достигнуто условие Тппз, дается команда на отключение силовой цепи 11-12 и подача энергии на нагрев поверхности прекращается. Таким образом устройство отслеживает изменение контролируемых температур и минимизирует потери энергии на предотвращение выпадения конденсата на внутренней поверхности покрытия.

Технический результат, создаваемый изобретением, состоит в повышении эффективности уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия и уменьшении энергозатрат для предотвращения конденсации.

Похожие патенты RU2279208C1

название год авторы номер документа
Гигрометр точки росы 1982
  • Вульфсон Александр Вениаминович
  • Квасников Владимир Яковлевич
  • Леонов Сергей Васильевич
SU1056020A1
УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ СБРОСНОГО ТЕПЛА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ПРИТОЧНОГО ВОЗДУХА 2006
  • Лебедев Дмитрий Пантелеймонович
  • Шаталов Максим Петрович
RU2326528C2
Способ управления процессами помола и сушки материала в шаровой барабанной вентилируемой мельнице 1984
  • Колотилин Владимир Николаевич
  • Федоров Юрий Степанович
  • Энгель Петр Станиславович
  • Бойко Юрий Васильевич
SU1222313A1
ХОЛОДИЛЬНИК И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО 2008
  • Камисако Тойоси
  • Уеда Йосихиро
  • Наканиси Казуя
  • Адати Тадаси
  • Хамада Казуюки
  • Табира Кийотака
  • Окамото Ясуюки
  • Окабе Кенити
  • Юаса Масаси
  • Какита Кенити
  • Мори Кийоси
  • Мамемото Тосиаки
  • Хории Кацунори
RU2421667C1
ХОЛОДИЛЬНИК И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО 2011
  • Камисако Тойоси
  • Уеда Йосихиро
  • Наканиси Казуя
  • Адати Тадаси
  • Хамада Казуюки
  • Табира Кийотака
  • Окамото Ясуюки
  • Окабе Кенити
  • Юаса Масаси
  • Какита Кенити
  • Мори Кийоси
  • Мамемото Тосиаки
  • Хории Кацунори
RU2537196C2
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПОДОГРЕВОМ СМЕСИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА 2008
  • Рабочий Александр Александрович
RU2380621C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДЫ ИЗ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 2022
  • Дроздов Николай Николаевич
RU2782080C1
СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ 1996
  • Доронин А.С.
  • Столяревский А.Я.
RU2110026C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ МИКРОКЛИМАТА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ 2002
  • Лебедев Д.П.
  • Пенкин А.А.
  • Шаталов М.П.
RU2219764C2
Способ регулирования микроклимата в теплице и система для его осуществления 1991
  • Хребтович Анатолий Матвеевич
  • Гарбуз Владимир Матвеевич
  • Иванов Владимир Иванович
SU1819537A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 279 208 C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОКРЫТИЯ ХРАНИЛИЩА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области долгосрочного хранения сельскохозяйственной продукции и может быть использовано при хранении продукции в условиях активной вентиляции, преимущественно при навальном способе складирования продукции. Способ предусматривает измерение температуры воздуха верхней зоны, сравнение температуры воздуха верхней зоны с выбранным значением, по результату сравнения формирование сигнала на подачу тепла в верхнюю зону, нагрев воздуха верхней зоны и регулирование мощности источника тепла в зависимости от температуры наружного воздуха. Дополнительно измеряют относительную влажность воздуха верхней зоны и температуру внутренней поверхности покрытия, определяют температуру точки росы воздуха верхней зоны, по температуре точки росы определяют температуру уставки, при которой необходимо формировать сигнал на подачу тепла. Сравнивают температуру уставки с измеренной температурой внутренней поверхности покрытия, по результату сравнения формируют сигнал на подачу тепла для увеличения температуры внутренней поверхности покрытия до установленного значения и подают тепло к внутренней поверхности покрытия, а при достижении установленного значения температуры прекращают подогрев внутренней поверхности покрытия. Устройство для осуществления способа содержит нагреватель внутренней поверхности покрытия, датчик температуры воздуха верхней зоны, управляемый коммутатор и источник энергии. Управляемый коммутатор имеет силовые вход, выход и управляющий вход, причем источник энергии через силовые вход и выход коммутатора подключен к нагревателю. В устройство дополнительно введены датчик относительной влажности воздуха верхней зоны, датчик температуры внутренней поверхности покрытия, вычислительный блок, задатчик величины запаса по температуре точки росы. Вычислительный блок имеет четыре информационных входа и один выход, выходы датчиков относительной влажности воздуха верхней зоны, температуры воздуха верхней зоны и температуры внутренней поверхности покрытия подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам, а к четвертому информационному входу подключен выход задатчика величины запаса по температуре точки росы. Выход вычислительного блока подключен к управляющему входу коммутатора, а нагреватель внутренней поверхности покрытия встроен в тело покрытия и размещен ближе к обогреваемой поверхности. Изобретение позволяет повысить эффективность способа и уменьшить энергозатраты. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 279 208 C1

1. Способ уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия хранилища, в котором измеряют температуру воздуха верхней зоны, сравнивают температуру воздуха верхней зоны с выбранным значением, по результату сравнения формируют сигнал на подачу тепла в верхнюю зону, нагревают воздух верхней зоны, а мощность источника тепла регулируют в зависимости от температуры наружного воздуха, отличающийся тем, что дополнительно измеряют относительную влажность воздуха верхней зоны и температуру внутренней поверхности покрытия, определяют температуру точки росы воздуха верхней зоны, определяют по температуре точки росы температуру уставки, при которой необходимо формировать сигнал на подачу тепла, сравнивают температуру уставки с измеренной температурой внутренней поверхности покрытия, по результату сравнения формируют сигнал на подачу тепла для увеличения температуры внутренней поверхности покрытия до установленного значения, подают тепло к внутренней поверхности покрытия, при достижении установленного значения температуры прекращают подогрев внутренней поверхности покрытия.2. Устройство для уменьшения конденсации влаги на внутренней поверхности покрытия хранилища, содержащее нагреватель внутренней поверхности покрытия, датчик температуры воздуха верхней зоны, управляемый коммутатор, источник энергии, управляемый коммутатор имеет силовые вход, выход и управляющий вход, источник энергии через силовые вход и выход коммутатора подключен к нагревателю, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик относительной влажности воздуха верхней зоны, датчик температуры внутренней поверхности покрытия, вычислительный блок, задатчик величины запаса по температуре точки росы, вычислительный блок имеет четыре информационных входа и один выход, выходы датчиков относительной влажности воздуха верхней зоны, температуры воздуха верхней зоны, температуры внутренней поверхности покрытия подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам, к четвертому информационному входу подключен выход задатчика величины запаса по температуре точки росы, выход вычислительного блока подключен к управляющему входу коммутатора, а нагреватель внутренней поверхности покрытия встроен в тело и размещен ближе к обогреваемой поверхности.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2279208C1

Устройство регулирования температуры воздуха в хранилище 1983
  • Михеев Владимир Федорович
  • Печорин Алексей Вениаминович
SU1245285A1
RU 2060001 C1, 20.05.1996
ХРАНИЛИЩЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ 1990
  • Крючков А.Г.
  • Курлаев А.П.
RU2023380C1
JP 4346720 A, 02.12.1992.

RU 2 279 208 C1

Авторы

Рабочий Александр Александрович

Даты

2006-07-10Публикация

2005-02-08Подача