Устройство для регулирования концентрации углекислого газа в воздухе теплицы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 01 8 926 ИЗОБРЕ ЕНИ АВТОРСКОМУ РЕ ГУЛИРОВАНИЯ ОГО ГАЗА В ВОЗсель мьпнлениях соЦель айности отоуг 2 ип ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИЕ(71) Научно-исследовательскийи проектно-технологический институтмеханизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоныРСФСР(56) Система подкормки растений втеплицах углекислотой от отходящихгазов котельных. - Типовой проектУ 810-09-1.85 УкрНИИГипросельхоз,Киев, 1985,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯКОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛДУХЕ ТЕПЛИЦЫ(57) Изобретение относитсяму хозяйству, а именно к прному растениеводству в услооружений защищенного грунтизобретения - повышение ур,801556 растений и снижение энергозатрат приих выращивании. Устройство позволяет управлять подачей углекислого газа от источника 10 в теплицу в зазисимости от уровня освЮценности, значений концентрации углекислого газав воздухе теплицы и температуры воздуха в теплице. Уровень освещенностирастений контролируется датчиком 4освещенности. Концентрация углекислого газа определяется с помощью газоанализатора 11. Температура воздуха в теплице измеряется датчиком 1температуры. Сигналы датчиков обрабатываются схемой управления и поступают на соответствующие входы блок8 выработки режимной работы исполнительного блока 9. Блок 8 обеспечивает два режима функционирования блока 9: непрерывный и прерывистый.Блок 8 выработки состоит иэ двухреле времени, задающих требуете ннтервалы работы и пауз блока 9, крый управляет подачей в теплицулекислого газа от источника 10.51 О15 20 25 30.35 40 45 50 55 Изобретение относится к сельскому хозяйству к промышленному растениеводству в условиях сооружений защищенного грунта.Цель изобретения - повышение уро-, жайности растений и снижение энергозатрат при их выращивании.На Фиг.1 представлена блок-схема устройства; на Фиг.2 - временная диыграмма работы элементов и блоков устройства.Устройство для регулирования концентрации углекислого газа в воздухе теплицы, содержит программный блок 1, предназначенный для формиро" вания команд, по которым возможно начать подкормку растений углекислым газом или закончить ее в течение суток. Этот блок соединен с первым и вторым элементами И 2 и 3, представляющими собой блоки логического умножения. Датчик 4 освещенности, предназначенный для измерения уровня солнечной радиации в теплице, связан с первым и вторым пороговыми элементами 5 и 6 соответственно. ПороЮговые элементы 5 и 6 служат для формирования сигнала разрешения подкормки углекислым газом при более низком или более высоком уровне освещенности в теплице соответственно (при пасмурной и солнечной погоде) и соединены следующим образом: первый пороговый элемент 5 подключен к первому элементу И 2, второй пороговый элемент 6 подключен к второму элементу И 3 и через элемент Н 7 - к первому элементу И 2Первый элемент НЕ 7 служит для запрещения прохождения сигнала с первого порогового элемента 5 при появлении сигнала на Фтором пороговом элементе 6. Блок 8 выработки режимов, связанный своими входами с элементами И 2 и 3, служит для задания режимов работы исполнительного блока 9 в зависимости от освещенности, Он может реализовать циклическую и непрерывную программы работы блока 9.Исполнительный блок 9 предназначен для включения источника 10 углекислого газа. Концентрация углекислого газа в воздухе теплицы контролируется газоанализатором 11, соединенным с третьим и четвертым пороговыми элементами 12 и 13.Элементы 12 и 13 предназначены для выработки команд, сигнализирующих о достижении заданных пороговых значений величиной концентрации углекислого газа в воздухе теплицы, соответствующих пасмурной и солнечнойпогоде, Выход пороговых элементов 12и 13 через второй и третий элементы НЕ 14 и 15 соединены соответственно с первым и вторым элементами И.Второй и третий элементы НЕ 14 и 15предназначены для отключения устройства при достижении уровня концентрации углекислого газа заданных величин. Датчик 16 температуры предназ"начен для змерения температуры воздуха в теплице с пятым пороговымэлементом 17, который служит для выработки команды управления для электромагнитного реле 18 и для снятия,питания с исполнительного блока 9 при снижении температуры воздуха в теплице ниже установленного порога.Устройство может быть реализовано на простейших элементах.При этом возможны 2 варианта исполнения: 1-й вариант - на элементах релейных, 2-ой вариант - на элементах микропроцессорной техники. Программный блок 1 может бьггь реализован на базе реле времени типа 2 РВМ или таймера, собранного на элементах серии К 176, Элементы И 2 и 3 могут быть реализованы на базе реле типа РЭС, либо элементах серии К 176 ЛА 8. Датчиком освещенности может быть либо пиранометр Янишевского, либо оторезистор ФСК-П 1. Пороговые элементы 5, 6, 12 и 13 собраны на базе усилителей К 553 УД 1 и элементах 511 ЛИ 1 нли реле РЭС 10. Элементы НЕ 14 и 15 могут быть собраны на тех же элементах. Датчик 16 температуры представляет собой термометр сопротивления типа ТСМ. Пороговый элемент 17 и элект,ромагнитное реле 18 реализованы в регулятором РТ. Блок 8 выработки режимов реализован на двух реле времени типа ВЛили реле 2 РВМ, либо собранные на элементах серии 176 ИЕ 12. Исполнительный блок 9 представляет собой магнитный пускатель типа МП и электродвигатель вентилятора типа АО. Источником 10 углекислого газамогут бьггь, например, отходящий газ1котельной, отбираемый вентилятором, или газогенераторы типа УГ,5, УГ-б,. УГГ"7,5, или любой другой источник.Усгройство для регулирования концентр ции углекислого газа в воздухе теплицы работает следующим образом.35 55 5 155658В заданное программным блоком 1 время сигнал разрешения с программно- го блока 1 поступает на входы первого элемента И 2 и второго элемента И 3, подготавливая устройство к работе.5Устройство начинает работать, когда уровень освещенности в теплице до" стигает значения, предусматривающего углекислотную подкормку. Если Уровень освещенности соответствует пасмурной погоде (низкий), срабатывает первый пороговый элемент 5 и сигнал поступает на вход первого элемента И 2, выходной сигнал которого поступает на первый вход блока 8 выработки режимов, по которому вырабатывается режим работы исполнительного блока 9, соответствующего пасмурной погоде, при котором концентрация углекислого 20 газа в теплицах должна быть низкой, например равной 0,052 объемных единиц. Режим работы, задаваемый исполнительным блоком 9, например магнитным пускателем, в пасмурную погоду пРедстав ляет собой циклическое включение и отключение источника 10 углекислого газа в заданном блоком выработки 8 режимов интервале, например: 30 мин - работа и 50 мин - пауза, при поступлении сигнала на катушку магнитного пускателя блока 9.замыкаются его силовые контакты, подающие электропитание к электродвигателю привода вентилятора, нагнетающего углекислый газ в теплицы. При снятии сигнала с питающей катушки пускателя размыкаются силовые контакты и электродвигатель останавливается. В случае использования в качестве источника 40 углекислоты газогенератора или, газовых баллонов применяются магнитные пускатели и газовые электромагнитные клапаны. Если концентрация углекислого газа в теплицах, контроли руемая газоанализатором 11, достигнет установленного значения по третьему пороговому элементу 12, на выхоле третьего порогового элемента 12 появится сигнал, который через второй элемент НЕ 14 поступит на первый элемент И 2 и обеспечит прекращение подачи сигнала с первого элемента И 2 и соответственно с выхода исполнительного блока 9. Таким образом, источник 10 углекислого газа окажется отключенным.Если в течение времени концентрация углекислого газа в теплице по 4 6низится таким образом, что с выхода третьего порогового элемента 12 поступление сигнала прекратится, то на входе первого элемента И 2 снимается сигнал запрета после второго элемента НЕ 14 и источник 10 углекислого газа снова окажется включенным в соответствии с описанным ре"жимом.Если уровень освещенности достигнет значения, заданного вторым пороговым элементом 6, появится сигнална входе второго элемента И 3 и одновременно сигнал запрета с выходапервого элемента НЕ 7 на входе пер-:вого элемента И 2. Несмотря на то,что сигнал с выхода первого порого-,е Жвого элемента 5 продолжает поступатьна соответствующий вход первого элемента И 2, сигнал с выхода первогоэлемента И 2 не приходит на первый.вход блока 8 выработки режимов, апоступает сигнал на второй вход с вью.хода второго элемента И 3. При этомот блока 8 выработки режимов поступает сигнал на исполнительный блок 9,соответствующий режиму работы источника 10 углекислого газа в солнечную погоду, при котором концентрацияуглекислого газа в воздухе теплицыдоювкна быть более высокой, напримерО, 1 Х объемных единиц. Если при этомконцентрация углекислого газа достигнет заданного значения, появится сигнал на выходе четвертого пороговогоэлемента 13, который через третийэлемент НЕ 15 отключит сигнал с выхода второго элемента И 3, и источник 10 углекислого газа окажетсяотключенным до тех пор, пока концентрация углекислого газа не снизится(пока не исчезнет сигнал с выходачетвертого порогового элемента 13).Режим работы исполнительного блока 9 задает блок 8 выработки режима:1 программа - непрерывная работа бло"ка 9 от Тс, до Тон, 2 программа -прерывистая "работа - пауза" - ТТг.о 3 (фиг. 2),В процессе углекислотной подкормки производится непрерывный контрольтемпературы воздуха в теплице с помощью датчика 16 температуры, с выхода которого поступает сигнал на входпятого порогового элемента 17.Если температура воздуха в теплицеокажется ниже заданной (при которойпроизводить подкормку растений угле1556584 Составитель Л, Пантелееватор М. Недолуженко Техред Л.Олийнык Коррект М. Самборская 69 ТиражГосударственного комитета113035, Москва,дписно аказ и дственно-издательский комбинат "Патент", г.ужго Гагарина, 1 роиз кислым газом неэффективно), с выхода пятого порогового элемента 17 поступает сигнал на обмотку электромагнитного реле 18, контакты которого разомкнут цепь питания исполнительного блока 9 и отключат источник 10 углекислого газа.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить точность регулирования параметров углекислотной подкормки и повысить урожайность сельскохозяйственных тепличных растений, одновременно сократив расход электроэнергии на их выращивание. Формула изобретенияУстройство для регулирования концентрации углекислого газа в воздухе теплицы, содержащее газоанализатор, программный блок, первый и второй пороговые элементы, входы которых обьединены и связаны с выходом датчика освещенности, а также последовательно соединенные исполнительный блок и источник углекислого газа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения урожайности растений и снижения энергозатрат при их выращивании, оно снабжено блоком выработки режимов, третьим, четвертым, пятымпороговыми элементами, тремя элементами НЕ, двумя элементами И, датчиком 5температуры воздуха в теплице, приэтом входы первого элемента И соединены соответственно с выходом программного блока, первого пороговогоэлемента, первого и второго элементовНЕ, а выход второго порогового элемента связан с входом первого элемента НЕ и первым входом второго элемента И, остальные входы которогоподключены. соответственно к выходампрограммного блока и третьего элемен 1та НЕ, при этом выходы элементов Исоединены с соответствующими входамиблока выработки режимов, выход которого связан с входом исполнительного блока, причем выход газоанализатора подключен к входам третьего и четвертого пороговых элементов, выходыкоторых соответственно соединены свходами второго и третьего элементов 25 НЕ, причем датчик температуры воздухав теплице через пятый пороговый элемент связан с катушкой электромагнитного реле, управляющие контактыкоторого включены в цепь питания ис полнительного блока. тениям и открытиям при ГКНТ СССскан наб., д. 4/5