система мультизональной трехконтурной дифференцированной терморегуляции напольных электрообогреваемых панелей для молодняка животных

Формула изобретения

Система мультизональной трехконтурной дифференцированной терморегуляции напольных электрообогреваемых панелей для молодняка животных, состоящая из трех нагревательных контуров прямоугольной формы с независимой терморегуляцией каждого из них, отличающаяся тем, что все контуры концентрично охватывают друг друга, причем один расположен в центре панели, другой - вдоль ее периметра, а третий занимает промежуточное между ними положение, в зоне расположения каждого контура размещены по два температурных датчика, подключенных к терморегулятору, способному осуществлять управление нагревом по усредненному показателю между двумя датчиками таким образом, что при одновременном терморегулировании в нескольких зонах компенсируется падение температуры от центра панели к ее периферии.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования в конструкциях напольных электрообогреваемых панелей для молодняка животных.

Уровень техники

Известна электронагревательная панель для молодняка животных, состоящая из полимерного нагревательного провода любой длины с самостабилизацией температурных параметров, намотанного на прямоугольный трубчатый каркас, замурованный в бетон. При этом принципиальной основой конструкции является наличие у провода положительного температурного коэффициента сопротивления, что ведет к автономному поддержанию температуры в каждой отдельной точке по длине провода, что позволяет избежать перегрева зон, в которых лежат животные и компенсирует теплопотери по краям панели.

Недостатки известного решения: отсутствует возможность изменения температуры обогрева в зависимости от возраста и вида животных; использованный нагревательный провод не способен к корректной и высокоточной терморегуляции, необходимой животным, так как он был разработан для применения в конструкциях, где не обязательно поддержание точной температуры, например, обогрев труб, системы антиобледенения и т.п.

Известен напольный обогреватель для животных, представляющий собой круглую металлическую панель с концентричными кольцевыми канавками.

Между канавками, снизу, установлен резистивный нагревательный элемент, при этом шаг между канавками уменьшается от центра к наружному краю панели, что компенсирует увеличение теплопотерь с удалением от центра к краю (см. а. с. SU 1318209 А, кл. А01К 1/015).

Недостатки известного решения: выбранный способ компенсации теплопотерь от центра к периферии не позволяет менять величину этой компенсации в зависимости от количества, размеров животных и конкретных микроклиматических условий в помещениях, где эксплуатируется обогреватель; в данной конструкции не используется регуляция температуры нагрева панели; отсутствует возможность изменения температуры обогрева в зависимости от возраста и вида животных; в момент, когда животное лежит на панели, в месте их соприкосновения теплоотдача от панели уменьшается, а так как регуляция и поддержание температуры происходит по всей панели в целом, то зона контакта животного с панелью перегревается.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является электрообогревательная панель, содержащая нагревательный элемент в виде змеевика, разделенный на три нагревательных контура, имеющих одинаковое электрическое сопротивление и расположенных послойно друг над другом с разной площадью укладки каждого. При этом подразумевается, что один из контуров уложен только в центральной части панели, другой занимает всю ее площадь, а третий занимает промежуточное положение (см. а. с. SU 1099910 А, кл. А01К 1/00).

Недостатки известного решения: в данной конструкции отсутствует компенсация теплопотерь от центра к периферии панели; а кроме того, в момент, когда животное лежит на панели, в месте их соприкосновения теплоотдача от панели уменьшается, а так как регуляция и поддержание температуры происходит по всей панели в целом, то зона контакта животного с панелью перегревается.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению точности терморегуляции, предотвращению теплопотерь от центра к периферии панели, обеспечению возможности адаптации панели к нахождению на ней животных, обеспечению адаптации панели к занятию животными различной площади рабочей поверхности, а также к возможности изменения температуры обогрева в зависимости от возраста и биологического вида животных.

Технический результат достигается с помощью использования трех независимых друг от друга нагревательных контуров, при этом один занимает центральную часть рабочей панели, другой самую крайнюю - периферическую и третий - промежуточную между ними часть. Терморегуляция всех трех контуров проводится одновременно, при этом для каждого контура - независимо друг от друга, с этой целью в зоне расположения каждого контура размещается по два температурных датчика, подключенных к терморегулятору, способному осуществлять управление нагревом по усредненному показателю между двумя датчиками. Животные во время отдыха имеют тенденцию сбиваться в плотные группы округлой формы, таким образом, в раннем возрасте молодняк занимает зону центрального нагревательного контура, и теплоотдача в этой зоне уменьшается, что компенсируется терморегулятором данной зоны, два других нагревательных контура в данном случае предотвращают снижение температуры от центра к периферии. Более взрослый молодняк занимает уже площадь, контролируемую двумя нагревательными контурами, при этом независимая терморегуляция этих двух контуров позволяет предотвращать снижение температуры от центра к периферии, а третий контур позволяет более надежно компенсировать падение температуры по краям рабочей панели. Использование для каждого контура двух температурных датчиков (всего - шесть) позволяет более достоверно оценивать температуру в обогреваемых зонах, а также позволяет снизить вероятность артефактов, связанных с перегревом или переохлаждением какой-либо небольшой части обогреваемой зоны, например, из-за загрязнения фекалиями животных.

На чертеже дана система мультизональной трехконтурной дифференцированной терморегуляции напольных электрообогреваемых панелей для молодняка животных.

Осуществление изобретения

Система мультизональной трехконтурной дифференцированной терморегуляции напольных электрообогреваемых панелей для молодняка животных содержит центральный нагревательный контур 1, промежуточный нагревательный контур 2, периферический нагревательный контур 3, которые подключены (каждый к своему терморегулятору) путем соединительных муфт 4 к «холодным» проводам 5, при этом оценка температуры терморегулятором для центрального контура осуществляется посредством температурных датчиков 6, для промежуточного контура - посредством температурных датчиков 7, для периферического нагревательного контура - посредством температурных датчиков 8.

Нагревательные провода и температурные датчики фиксируются друг относительно друга и замоноличиваются в бетон по любой известной технологии. Для сборки используется двужильный экранированный нагревательный провод, который в центральном и промежуточном контурах укладывается змеевидно, а в периферическом контуре - по периметру панели.

Устройство работает следующим образом.

Терморегуляция каждого контура осуществляется независимым терморегулятором, посредством усреднения параметров от двух температурных датчиков, при этом может использоваться любой терморегулятор, способный оценивать температуру двумя датчиками. Терморегуляторы всех трех контуров могут иметь общий контрольный блок для задания единой результирующей температуры на панели, так как терморегуляция всех трех контуров проводится одновременно.

Животные во время отдыха имеют тенденцию сбиваться в плотные группы округлой формы, таким образом, в раннем возрасте молодняк занимает зону центрального нагревательного контура, и теплоотдача в этой зоне уменьшается, но температура зоны при этом не возрастает, так как терморегуляция данной зоны проводится независимо, два других нагревательных контура в данном случае предотвращают снижение температуры от центра к периферии. Более взрослый молодняк занимает уже площадь, контролируемую двумя нагревательными контурами, при этом независимая друг от друга терморегуляция этих двух контуров позволяет предотвращать снижение температуры от центра к периферии, а третий контур позволяет более надежно компенсировать падение температуры по краям рабочей панели. Использование для каждого контура двух температурных датчиков (всего - шесть) позволяет более достоверно оценивать температуру в обогреваемых зонах, а также позволяет снизить вероятность артефактов замеров температуры, связанных с перегревом или переохлаждением какой-либо небольшой части обогреваемой зоны, например, из-за загрязнения фекалиями животных.

Именно три нагревательных контура являются тем минимально необходимым количеством контуров, позволяющим достигать желаемого результата без чрезмерного увеличения сложности, стоимости конструкции и вероятности ее отказа.

Предлагаемое изобретение по сравнению с другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- повышение точности терморегуляции;

- предотвращение теплопотерь от центра к периферии панели;

- обеспечение возможности адаптации панели к нахождению на ней животных;

- обеспечение адаптации панели к занятию животными различной площади рабочей поверхности;

- возможность изменения температуры обогрева, в зависимости от возраста и биологического вида животных;

возможность обеспечивать параметры обогрева в точном соответствии с зоотехническими требованиями.