Устройство для обогрева ангарной теплицы Советский патент 1992 года по МПК A01G9/24 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к тепличному хозяйству, а именно к устройствам для поддержания температуры воздуха в ангарных сборных теплицах, оснащенных комбинированными (водяной и воздушной) системами обогрева.

Целью изобретения является улучшение темп$раЈур|ЮЈ0 режима теплицы.

4 На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - зависимость температуры воздуха в теплице от ее теплопотерь.

Устройство содержит систему подводящих 1 и отводящих 2 теплоноситель трубопроводов, проходной регулирующий клапан 3, регистры системы 4 трубного обогрева, отопительно-вентиляционные агрегаты 5, датчик 6 температуры воздуха в теплице.ре- гуляторы 7 и 8 и блок 9 для уменьшения или увеличения частоты вращения вентиляторов относительно исходного ее значения, представляющий собой тиристорную станцию управления, изменяющую величину действующего значения напряжения по фазовому принципу, либо преобразователь частоты, изменяющий пропорционально частоту и напряжение переменного тока на выходе блока.

Примером блока первого типа может служить серийно выпускаемая станция управления ТСУ2-КЛУЗ Климатика 1, а примером второго - преобразователи частоты типа ПЧНСили ЭКТ2.

Устройство для обогрева ангарной теплицы работает следующим образом.

При изменении температуры воздуха в теплице, измеряемой датчиком б, регулятор 7, имеющий большее быстродействие за счет меньшей инерционности объекта по каналу работа отопительно-вентиляционных агрегатов 5 - температура воздуха в теплице через блок 9 изменяет частоту вращения электродвигателей вентиляторов отопительно-вентиляционных агрегатов 5. При этом стабилизация температуры происходит со статической ошибкой, поскольку регулятор 7 поддерживает соотношение температура воздуха - частота вращения вентиляторов агрегатов 5, реализуя пропорциональный (П) закон ре улирования. Величина ошибки регулирования зависит от коэффициента усиления регулятора, задаваемого при наладке.

Регулятор 8, имеющий меньшее быстродействие из-за большей инерционности объекта по каналу расход теплоносителя в системе 4 - температура воздуха в теплице, изменяет расход воды через регистры системы 4 трубного обогрева, воздействуя на проходной регулирующий клапан 3. Изменение расхода теплоносителя происходит

до тех пор, пока температура воздуха в теплице, измеряемая датчиком 6, не вернется к заданной (ошибка регулирования отсутствует), поскольку регулятор 8 работает по пропорционально-интегральному (ПИ) закону. По мере возвращения температуры воздуха к заданному значению регулятор 7, поддерживающий соотношение температура воздуха - частота вращения вентиляторов

0 агрегатов 5, изменяет частоту вращения в обратном направлении и в установившемся режиме она равна частоте, существовавшей до момента появления возмущения, вызвавшего изменение темературы воздуха в теп5 лице.

Например, при понижении температуры наружного воздуха и, следовательно, увеличении теплопотерь теплицы, мощность системы обогрева теплицы увеличивается, в первую очередь, за счет увеличения

0 мощности отопительно-вентиляционных агрегатов 5, поскольку канал частота вращения вентиляторов агрегатов 5 - температура воздуха в теплице обладает меньшей инерционностью, чем канал расход воды в систе5 ме 4 трубного обогрева - температура воздуха в теплице.

П-регулятор 7 компенсирует возмущение, поддерживая соотношение температура воздуха - частота вращения

0 вентиляторов агрегатов 5, но температура воздуха при этом не возвращается к заданной на величину ошибки регулирования.

В дальнейшем эта ошибка устраняется за счет увеличения мощности системы 4

5 трубного обогрева, управляемой ПИ-регуля- тором 8. При этом мощность отопительно- вентиляционных агрегатов 5 возвращается к первоначальному значению, соответствующему заданной температуре. Таким обра0 зом, в установившемся режиме увеличение теплопотерь теплицы будет скомпенсировано целиком за счет увеличения мощности системы 4 трубного обогрева, а мощность отопительно-вентиляционных агрегатов 5

5 будет соответствовать середине рабочего

диапазона, что особенно ценно, учитывая

относительно небольшую мощность этой

системы обогрева ( 30% от суммарной).

Изобретение имеет следующие преиму0 щества, Постоянство работы вентиляторов агрегатов 5 исключает нарушение температурных полей по площади теплицы как в установившихся, так и в переходных режимах. Использование для компенсации таких

5 возмущений, как изменение интенсивности солнечной радиации, температуры наружного воздуха, направления и силы ветра быстродействующего канала работа отопительно-вентиляционных агрегатов 5 температура воздуха в теплице и автоматические возвращение регулирующего воздействия (частота вращения вентиляторов) в рабочий диапазон улучшает качество стабилизации температурного режима.

Известно, что превышение температуры в теплице на 1°С над заданной, норматино обоснованной, приводит к перерасходу тепловой энергии для обогрева теплицы на 13%. При наблюдаемой неравномерности температурных полей по площади теплицы от 2 до 5°С перерасход составит 13-30%. Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает экономию теплоты на обогрев теплицы и существенную прибавку урожайности за счет стабилизации температурных полей по площади теплицы.

Формула изобретения Устройство для обогрева ангарной теплицы, содержащее трубные регистры и ото- пительно-вентиляционные агрегаты с подключенной к ним системой подводящих и отводящих теплоноситель трубопроводов, установленный на отводящем трубопроводе проходной регулирующий клапан, связанный через ПИ-регулятор с датчиком температуры воздуха в теплице, который также через дополнительный регулятор связан с отопительно-вентиляционным агрегатом, отличающееся тем, что, с целью улучшения температурного режима, дополнительный регулятор выполнен в виде П-ре- гулятора, а отопительно-вентиляционный агрегат снабжен блоком для уменьшения или увеличения частоты вращения вентиляторов относительно исходного ее значения.

Использование: в тепличном хозяйстве и в устройствах для регулирования температуры воздуха в ангарных теплицах, оснащенных комбинированными системами обогрева. Сущность изобретения: устройство обеспечивает выравнивание температурных полей по площади теплицы и улучшение качества стабилизации температурного параметра на требуемом уровне за счет раз- дельного управления системами калориферного и трубного обогрева. Система управления устройства включает датчик 6 температуры воздуха в теплице, регулятор 7, управляющий каналом работа отопитель- но-вентиляционных агрегатов 5 - температура воздуха в теплице и действующий по П-закону регулирования, и регулятор 8, управляющий каналом расход теплоносителя в трубной системе 4 обогрева - температура воздуха в теплице и реализующий ПИ-закон регулирования. В установившемся режиме последний обеспечивает стабилизацию значения температуры воздуха на заданном уровне, при этом частота вращения вентиляторов агрегатов 5 в этом режиме поддерживается на уровне середины рабочего диапазона.2 ил. СО с