Устройство для обогрева грунта

СОЮЗ СОВЕтСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) ИИ СБ 1) А 01 С ГОСУД АРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗО КОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аког(72) И,М.Иихайленко и.В.Н.Судаченко 171) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной эоны РСФСР (53) 631.3(088,8)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 060 ГРЕВА ГРУН ТА, содержащее водяной генератор теп ла, замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурой грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчиком температуры прямого теплоносителя, приЧем водяной генератор тепла выполнен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубо проводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе пер вый трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автоматического управления температу рой грунта выполнена по блок-схеме последовательно соединенных и имеющи обратную связь первого элемента срав нения инормации от датчика температуры грунта по задатчику, преобразов теля с усилителем и регулятора темпе ратуры грунта, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыаения точ ности регулирования температуры грун та, система автоматического управления температурой грунта снабжена дат чиком температуры обратного теплонос теля, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грун" та и дачиком уровня солнечной радиации, а водяной генератор тепла снабжен регулятором расхода теплоносителяи вторым трехходовым перепускным клапаном с управляющим элементом, который установлен на прямом трубопроводе входа водяного подогревателя, при этом . эадатчик снабжен вычислительным блоком, вход которого соединен с датчиком температуры обратного теплоносите" ля, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грунта, датчиком температуры прямого теплоносителя и датчиком уровня солнечной радиации, а выход - с преобразователем и первым элементом сравнения, преобразователь снабжен интегратором, блоком коррекции, сумматором, вторым элементом сравнения, причем вход интегратора соединен с вычислительным Я блоком, а вход блока коррекции - с первым элементом сравнения, выходы интегратора и блока коррекции под" ключены к сумматору, последовательно соединенному с вторым элементом сравнения, регулятор температуры грунта выполнен двухканальным, при этом один выходной канал последовательно подключен к управляющему элементу второго трехходового перепускного клапана, а второй выходной канал снабжен третьим элементом сравнения, вход которого соединенс датчиком температуры теплоносителя на подающем трубопроводе замкнутого контура теплоносителя, при этом выход третьего элемента сравнения подключен к управляющему элементу первого трехходового перепуско клапана..81 2блоком, а вход блока коррекции " с первым элементом сравнения, выходы интегратора и блока коррекции подключены к сумматору, последовательно соеди 1 102 ВРИзобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для регулирования температуры почвы в теплицах.Известно устройство для обогрева грунта, содержащее водяной генератор тепла, замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурой грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчи О ком температуры прямого теплоносителя, причем водяной генератор тепла выпол" нен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопрово де циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый ,трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автома тического управления температурой грун" та выполнейй по блок"схеме последова" тельно соединенных, и .имеющих обратную ,связь первого элемента сравнения информации от датчика. температуры грунта по задатчику преобразователя с усилителем и регулятора температуры грун" та 1Недостатком этого устройства явля" ется невысокая точность регулирования температуры грунта.Цель изобретения - повышение точ- Зф ности регулирования температуры грунта. Поставленная цель достигается тем,что система автоматического управления температурой грунта снабжена датчиком температуры обратного .теплоно"сителя, датчиком температуры поверх"ности труб водяной системы обогрева ;грунта и датчиком уровня солнечной.радиации, а водяной генератор тепла снабжен регулятором расхода теплоноси-,теля и вторым трехходовнм перепускным клапаном с управляющим элементом, который установлен на прямом трубопрово" де входа водяного подогревателя, при этом задатчик снабжен вычислительнымблоком, вход которого соединен с датчиком температуры обратного теплоноси. теля, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грун 50 та, датчиком температуры прямого тепло. носителя и датчиком уровня солнечной радиации, а выход " с преобразователем и первым элементомсравнения, преобразователь снабжен интегратором, 55 блоком коррекции, сумматором, вторым . элементом сравнения, причем вход интегратора соединен с вычислительным ненному со вторым элементом сравнения,регулятор температуры грунта выполнен двухканальным, при этом один выходной канал последовательно подключен к управляющему элементу второго трехходового перепускного клапана, авторой выходной канал снабжен тре"тьим элементом сравнения, вход которого соединен с датчиком температуры теплоносителя на подающем трубопроводе замкнутого контура теплоносителя,при этом выход третьего элемента срав" нения подключен к управляющему элементу первого трехходового перепуск" ного клапана.На чертеже дана функциональная схема устройства.Устройство включает водяную систему обогрева, состоящую из труб 1, размещенных под слоем грунта 2,Контур теплоносителя состоит из подающего 3 и обратного 4 трубопроводов, соединенных с водяным подогревателем 5, На обратном трубопроводе установлен циркуляционный насос 6,На подающем трубопроводе 3 установлен первый трехходовой перепускной клапан 7, соединенный с обратным трубопроводом 5 перепускным трубопроводом 8.Водяной подогреватель 5 соединен с питающей теплосетью прямым 9 и обратным 10 трубойроеодами. Второй трехходовой перепускной клапан 11 установлен на прямом трубопроводе 9 и перепускном трубопроводе 12, которыйподключен к обратному трубопроводу 10,На подающем трубопроводе 3 установлен датчик температуры 13, а на обратном трубопроводе 4 установлен датчик температуры 14. На поверхности труб водяной системы обогрева установлены датчики температуры 15. Датчик температуры воздуха 16 .установлен в теплице, а датчик. солнеч" ной радиации 17 установлен на улице. Датчики 13-17 подключены к вычисли" тельному блоку 18,Датчики температуры грунта 19 установлены в его поверхностном слое и подключены к первому элементу сравнения,20, к которому также подключен выход вычислительного блока 18. Кроме3 102828 . того, выход вычислительного блока 18 подключен к интегратору 21.Выход первого элемента сравнения 20 соединен с блоком коррекции 22, который вместе с интегратором 21 подклю" чен к блоку сумматора 23, выход которого подключен ко второму блоку сравнения 24. Выход элемента сравнения 24 подключен к двухканальному регулятору температуры грунта 25 Один канал ре" 10 гулятора температуры грунта 25 подключены к третьему элементу сравнения.26,который .соединен с регулятором расхода теплоносителя 27, второй канал подключен к управляющему элементу 28 . 15 первого трехходового смесительногоклапана. Кроме того, вход третьегоэлемента сравнения 26 соединен с датчиком 29 температуры теплоносителя, установленном на подающем трубопрово де 3.Выход регулятора расхода теплоносителя 27 подключен к управляющему элементу 30 второго трехходового перепускного клайана 11. 25Устройство работает следующим образом..Теплонаситель, например горячая вода из водяного подогревателя 5 по"ступает по подающему трубопроводу 3 щ .в систему обогрева 1, осуществляющую нагрев грунта 2. Отработанный тепло- носитель по обратному трубопроводу 4 возвращается из системы обогрева в водяной. подогреватель 5. Датчиками температуры 13-16 измеряются соответст"35 венно температуры прямого, обратного теплоносителя, а также температура поверхности труб в системе обогрева и температура воздуха в теплице. Кро"40 ме того, датчиком 17 измеряется уровень солнечной радиации. Все эти данные поступают в вычислительный блок 18, который высчитывает .распре" деление температуры в объеме грунта. Полученный .результат о распределении температур грунта в объеме интегрируется по объему в блоке интегратора 21, Одновременно в нескольких точках из" меряется температура почвы датчиками 19 которая сравнивается в первом 50 элементе сравнения 20 с результатом, полученным в. вычислительном блоке 18,Если эти результаты не равны, тона выходе первого элемента сравне.ния 20 появляется сигнал, который,поступая на блок коррекции 22. преобразовывается в виде поправки к .сигна"лу блока интегратора 21, суммируясь с 1ним в блоке сумматора 23. Сигнал бло"ка сумматора 23 поступает на второйэлемент сравнения 24, где он сравнивается с заданным сигналом. Если тем"пература объема грунта превышает заданную, на выходе второго элементасравнения 24 Формируется сигнал отрицательной полярности, который поступает на двухканальный регулятортемпературы грунта 25. Сигнал перво"го канала поступает на управляющийэлемент 28 трехходового смесительного клапана 7, который уменьааетподачу теплоноситель в систему обо"грева 1 и пропускает его по перепускному трубопроводу 8 на вход цирку"ляционного насоса 6. Сигнал второ"го канала двухканального регуляторатемпературы грунта 25 поступает натретий элемент сравнения 26, где онсравнивается с сигналом датчика тем"1пературы теплоносителя 29 на подаю"щем трубопроводе 3,Если сигнал второго канала двухканального регулятора температурыгрунта 2 меньие сигнала, поступающего от датчика температуры 29 теп"лоносителя на подающем трубопроводе 3,тогда на выходе третьего элементасравнения 26 Формируется сигнал отри"цательной полярности, который поступает на регулятор расхода теплоносителя 27. Сигнал регуляторе теплоноси"теля 27 воздействует на управляющийэлемент 30 трехходового смесительного клапана 11, который уменьщает подачу теплоносителя из теплосети на водный подогреватель 5 и перепускает егопо трубопроводу 12 до-тех пор, покасигнал датчика температуры 29 не срав"нивается с сигналом двухканального ре"гулятора температуры грунта 25.Если сигнал второго канала двухканального регулятора температурыгрунта 26 больне сигнала датчика тем"пературы 29 теплоносителя на подающемтрубопроводе 3, то на выходе третьегоэлемента сравнения 26 Формируется сигнал положительной полярности, которыйпоступает на регулятор расхода теплоносителя 27. Сигнал регулятора теплоно"сителя 27 воздействует на управляющийэлемент 30 трехходового перепускногоклапана 11, который увеличивает пода"чу теплоносителя из теплоносителя наводяной подогреватель 5 до тех пор,пока сигнал датчика температуры 29теплоносителя на прямом трубопроводене уровняется с сигналом двухканально