Устройство регулирования температуры воздуха в теплице Советский патент 1984 года по МПК A01G9/26 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а частности к тепличному, преимущественно к теплицам с водяным отоплением

По основному авт. св. № 1017222 известно устройство регулирования температуры воздуха в теплнце, включающее вычислительный блок, подключенный входами к выходам датчиков погодных ус;1овий и датчиков влажности воздуха и температуры почвы в теплице, а также задатчик и датчик температуры воздуха в теплице, и исполннтельный орган, связанный с трехходовым перепускным клапаном.

Устройство снабжено также основным каналом регулирования,, имеющим задатчик температуры воздуха в теплице и регулятор, и корректирующим каналом, имеющим датчик температуры теплоносителя, регулятор и электронный ключ, причем входы регулятора основного канала регулирования подключены к выходам датчика и задатч1 ка температуры воздуха в теплице, при этом последний выходом связан с вычислительным блоком, а регулятор корректирующего канала входами подключен к выходам вычислительного блока и датчика температуры теплоносителя, связанного с отопительной системой, при этом электронный ключ входами подключен к выходам регулятора основного и корректирующего каналов регулирования, связанных с входами исполнительного органа 1.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность, обусловленная неравномерностью температурного поля в теплице и потерей тепловой энергии.

. Цель изобретения - обеспечение равномерности теплового поля в теплице и уменьщение расхода тепловой энергии.

Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введен верхний контур отопления с каналом регулирования, содержащим схему ИЛИ, второй и третий электронные ключи, датчик температуры теплоносителя верхнего контура, трехходовой смесительный клапан верхнего контура с исполнительным механизмом, источник питания и датчик наличия осадков, при этом один из входов схемы ИЛИ соединен с выходом регулятора основного канала регулирования температуры теплоносителя в ниж(ем контуре отопления, второй ее вход - с датчиком наличия осадков, а выход подключен к первым входам второго и третьего электронных ключей, причем второй вход электронного ключа соединен с датчиком температуры теплоносителя в верхнем контуре, второй вход третьего электронного ключа подключен к источнику питания, а выходы второго и третьего электронных ключей соедииены и подключены к исполнительному механизму трехходового смесительного клапана верхнего контура отопления.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчики погодных условий, такие как датчик I температуры tn наружного воздуха, датчик 2 уровня солнечной радиации Е, датчик 3 скорости ветра V, датчик 4 наличия осадков DO, а также датчик 5 влажности воздуха в /еплице ip , датчик б температуры tf, почвы, задатчик 7 требуемой температуры tg, воздуха, которые совместно с датчиками 1-3 подключены к. входу вычислительного блока 8, выход задатчика 7 требуемой температуры соединен с одним из входов регулятора 9 основного канала регулирования, на второй вход которого подключен датчик 10 текущей температуры te воздуха, а выход подключен к исполнительному механизму 11, связанному с трехходовым смесительным клапаном 12 нижнего контура 13 системы отопления теплицы. Выход вычислительного блока 8 подключен к одному из входов регулятора 14 корректирующего канала, иа второй вход которого подключен датчик 15 текущей температуры i г теплоносителя в нижнем контуре а его выход подключен к одному из входов электронного ключа 16, второй вход которого соединен с выходом регулятора 9 основного канала регулирования, а выход подключен к исполнительному механизму 11 трехходового смесительного клапаиа 12 нижнего контура 13 системы отопления. Выход регулятора 9 одновременно через контакт конечного выключателя верхнего положения клапаиа 12 исполнительного механизма соединен со схемой ИЛИ 17, второй вход кО торой подключен к выходу датчика 4 наличия осадков, а выход схемы ИЛИ 17 подключен к первым входам электронных ключей 18 и 19. Причем второй вход электронного ключа соединен с датчиком 20 температуры теплоносителя верхнего контура системы отопления, а второй вход электронного ключа 19 соединен с источником питания, а их выходы подключены к исполнительному механизму 21 трехходового смесительного клапана 22 верхнего контура 23 системы отопления теплицы.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчиков I -3, а также 5, 6 и задатчика 7 требуемой температуры tea воздуха поступают на вход вычислительного блока 8. Последний на основании полученной информации вырабатывает сигнал, пропорциональный требуемой для данных условий (погодиых и микроклимата) температуре trs теплоносителя в нижнем контуре 13, т.е. вычис.,-1ительиый блок 8 совместно с датчиками 1-6 выполняет роль задатчика требуемой для данных условий температуры теплоносителя в нижнем контуре системы отопления. Основным каналом регулирования температуры теплоносителя в нижнем конуре является канал, состояишй из датчика 10 текущей t R температуры, задатчика 7 ребуемой температуры t ej воздуха и регуятора 9.

Если температура воздуха в теплице соответствует заданной агротребованиями te 1б4, сигнал Ц с выхода регулятора 9 основного канала отсутствует (). При отклонении текущей температуры tg от заданной tBi(tj,) в ту или иную сторону, на выходе регулятора 9 появляется сигнал Ui, соответствующий полярности, который оступает на исполнительный механизм 11

и одновременно запирает электронный ключ 16. Исполнительный механизм 11, поворачивая трехходовой смесительный клапан 12 в соответствующую сторону, меняет соотнощение между прямой (горячей) и обратной (холодной) водой, а значит, и температуру теплоносителя в нижнем контуре 13

системы отопления теплицы. Второй контур (корректирующий) состоит из датчика 15 текущей температуры ir теплоносителя, задатчика требуемой для данных условий температуры t BS теплоносителя в нижнем контуре 13 системы отопления, состоящего из датчиков I-б, вычислительного блока 8, регулятора 14 и электронного ключа 16. Если температуратеплоносителя tr в данный момент отвечает требуемой trj (t-r 1тз), которая определяется вычислительным блоком 8 на основании информации о погодных условиях и параметрах микроклимата, сигнал Uj на выходе регулятора 14 корректирующего канала отсутствует (Уг 0) и регулирование температуры теплоносителя в нижнем контуре ведется по основному каналу. Если температура теплоносителя отличаетсяот прогнозируемой, то появляется сигнал U соответствующей полярности, который поступает на электронный ключ 16. Если при этом электронный ключ 16 открыт, т.е. регулятор 9 основного канала не работает (U, 0), что соответствует заданной температуре внутреннего воздуха, сигнал Uj с выхода регулятора 14 корректирующего канала через электронный ключ 16 поступает на исполнительный механизм 11, благодаря чему, температура теплоносителя в нижнем контуре 13 системы отопления устанавливается в соответствии с заданной. Если при этом нет осадков, сигнал с выхода датчика осадков 4 отсутствует (Уз 0), а конечный выключатель клапана 12 выключен,сигнал с выхода схемы ИЛИ 17 отсутствует, электронный ключ 19 открыт, а значит исполнительный механиз.м 21 клапана 22 подключен к источнику 24 питания и находится в крайнем нижнем положении, что соответствует минимальной температуре теплоноси теля в верхнем контуре систе.мы отопления, а значит, и минимальному расходу тепловой энергии.

В холодное время суток в зимний период, когда для поддержания заданной температуры воздуха в теплице трехходовой смесительный клапан 12 занимает крайнее верхнее 5 положение (температура теплоносителя в нижнем контуре достигает максимального значения), срабатывает его конечный выключатель и подключается выход регулятора 9 к входу схемы ИЛИ 17. Если при этом температуру воздуха в теплице не удается повысить до заданного уровня, сигналом IJi через схему ИЛИ 17 и электронный ключ 18 включается исполнительный механизм 21, при этом сигнал Ui запирает ключ 19 и отключает исполнительный ме5 ханизм от дополнительного источника питания. Исполнительный механизм 21, поворачивая трехходовой смесительный клапан 22 верхнего контура 23 системы отопления, повышает температуру теплоносителя, увеличивая температуру воздуха в теплице.

0 Когда температура воздуха в теплице достигнет заданного уровня, срабатывает ис(Полнительный механизм 11 нижнего контура и конечный выключатель клапана 12 от. ключает регулятор 9 от схемы ИЛИ 17, сиг5 нал с ее выхода пропадает, электронный кл1оч 19 открывается, подключая исполнительный механизм 21 к источнику 24 питания и возвращает клапан 22 верхнего контура 23 в исходное состояние, тем самым уменьшая расход тепловой энергии. Чтобы

0 исключить Оледенение кровли в холодное время года и одновременно экономно расходовать тепловую энергию, верхний контур 23 автоматически включается также при наличии сигнала от датчика 4 осадков, который через схему ИЛИ 17 и электрон5 ный ключ 18 поступает на исполнительный механизм 21, который как и в случае сигнала с регулятора 9 увеличивает температуру теплоносителя в верхнем контуре. Клапан 22 возвращается в исходное состояние сразу после того, как исчезает сигнал с выхода датчика 4 наличия осадков.

С целью экономии тепловой энергии максимальная температура теплоносителя в верхнем котуре 23 ограничена уставкой на

датчике 20 температуры теплоносителя, выход которого подключен к второму входу электронного ключа 18. Когда температура теплоносителя в верхнем контуре достигает установленного значения, сигнал с датчика 20 закрывает электронный ключ 18 и сигнал Uj с выхода регулятора 9 не проходит на исполнительный механизм 20.

Таким образом,наличие датчика осадков и канала регулирования температуры теплоносителя в верхнем контуре системы отопления, связанного с каналами регулирования температуры теплоносителя в нижнем - контуре, позволяет расширить функциональные возможиости устройства регулировання температуры воздуха в теплице и обеспечивает более экономное расходоваиие тепловой энергии в течение всего отопительиого сезоиа, осовеино во время осад-5 ков. Более равномерное температурное поле, рациональное использование тепловой энергни повышает эффективность использования системы отопления « течение всего периодг эксплуатации, создает благоприятные ус Ловия для роста и развития растений.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ТЕПЛИЦЕ по авт. св. № 1017222, отличающееся тем, что, с целью обеспечения номерности температурного поля в теплице и уменьшения расхода тепловой энергии, в него дополнительно введен верхний контур отопления с каналомрегулирования,содержащим схему ИЛИ, второй и третий электронные ключи, датчик температуры теплоносителя верхнего контура, трехходовой смесительный клапан верхнего контура отопления с исполнительным механизмом, источник питания и датчик наличия осадков; при этом один из входов схемы ИЛИ соединен с выходом регулятора основного каиала регулирования температуры теплоносителя в нижнем контуре отопления, второй ее вход с датчиком наличия осадков, а выход подклю-. чен к первым входам второго и третьего электронных ключей, причем второй вход второго электронного ключа соединен с датчиком температуры теплоносителя в верхнем контуре, второй вход третьего электроннаго ключа подключен к источиику питания, а выходы второго и третьего электронных ключей соединены и подключены к исполнительному механизму трехходового смесительного к.папана верхнего контура отопления.