Устройство для регулирования температуры воздуха и поливной воды в теплице

(54ТЕМПВ Т ЛИРОВАНИЧЛИВНОЙ ВОДЬ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТпо изОБРетениям и ОтнрытиПРИ ПСНТ ССО ПИСАНИЕ ИЭОБ(71) Белорусский институт мсельского хозяйства(56) Судаченко В,И, и дри автоматизация работ вте. - Л.; Колос, 1982, с63.) УСТР 011 СТВО ДЛЯ РЕГУЕРАТУРЫ ВОЗДУХА И ПОЕПЛИЦЕ 801554822 А 1 57) Изобретение относится к сельско= му хозяйству, к области растение в .водства в сооружениях защищенного грунта. Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования путем предотвращения перегрева растений и использования солнечной энергии для подогрева поливной воды. Устройство содержит источник 1 горячего теплоносителя, который подается транспортирующим насосом 2 в теплицу. Система 3 отопления соединена через первый циркуляционный насос 4 с входным пат" рубком первого трехходового смеси- тельного клапана 5. Клапан 5 управляется регулятором 6, первый вход кото- е1554822 рого соединен с датчиком 7 темпера-туры теплоносителя, второй и третий соответственно связаны с датчиками 8 9 солнечной радиации и температуУ5 ры воздуха в теплице. В период высокой солнечной радиации после прекращения подачи горячего теплоносителя для предотвращения повышения температуры воздуха в теплице выше оптимальной включаются в работу второй трехходовой смесительный клапан, управляемый вторым выходом регулятора. Входной патрубок второго трех- .ходового смесительного клапана 10 соез 5 динен с транспортирующим насосом 2, а первый выходной патрубок - с первымвходом теплообменника 11, Первый выход теплообменника 11 связан с вхоИзобретение относится к сельскому хозяйству в частности к растениеводству в условиях защищенного грунта,Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования путем предотвращения перегрева растений и использования солнечной энергии для подогрева поливной воды.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 структурная схема регулятора.Устройство регулирования темпера 35 туры воздуха и поливной воды в теплице включает источник 1 горячего теплоносителя, который транспортирующим насосом 2 подается в теплицу, систему 3 отопления соединенную через пер 40 вый циркуляционный насос 4 с входнымЪпатрубком первого трехходового смеси- тельного клапана 5, управляемого первым выходом регулятора б, первый вход последнего соединен с датчиком 7 тем-пературы теплоносителя, первый выходной патрубок первого трехходового смесительного клапана 5 соединен с входом источника 1 горячего теплоносителя второй выходной патрубок - с выхо 950 дом транспортирующегося насоса 2, на второй и третий входы регуляторов подключены датчики 8 и 9 соответствен. но солнечной радиации и температурь воздуха в теплице, входной патрубок второго трехходового смесительного клапана,10, управляемого вторым выходом регулятора 6, соединен с транспортирующим насосом 2, а первый выходдом системы отопления 3, Накопительная емкость 12 подключена черезвторой циркуляционный насос 13 с вторым входом теплообменника 11, Второйвыход теплообменника 11 через третийтрехходовой смесительный клапан 14управляемый сигналом с третьего выхода регулятора 6, соединен с системой 15 полива растений и накопительной емкостью 12. Датчик 16 температуры воды после теппообменника 11 подсоединен к четвертому входу регулятора 6, что позволяет предотвратитьперегрев растений и использоватьэнергию солнца для подогрева поливной воды в период высокой солнечнойрадиации, а также уменьшить потеривлаги с вентиляцией. 2 ил. ной патрубок - с первым входом теплообменника 11, первый выход которого соединен с вторым выходным патрубкомвторого трехходового смесительногоклапана 10 и входом системы 3 отопления, накопительную емкость 12, связанную через второй циркуляционныйнасос 13 с вторым входом теплообменника 11, второй выход которого через третий трехходовой смесительный клапан 14, управляемый третьим выходомрегулятора 6, соединен с системой 15 полива растений и накопительной емкостью 12, и датчик 16 температуры воды после теплообменника 11, подсоединенный к четвертому входу регулятора. Регулятор 6 (Фиг.2) состоит из двухпоэиционных блоков-регуляторов17-19 и пропорционально-интегральных блоков-регуляторов 20 и 21, Бло-" ки-регуляторы построены на базестандартных функциональных элементов; ЗС - звуковая сигнализация, 3Ъадатчик, ЭС - элемент сравнения, У -усилитель, Р - регулятор, Т - триггер. Остальные элементы блоков обозначены функционально.Блок-регулятор 17 регулятора 6 служит для контроля температуры поливной воды, Если температура отклоняется от заданной, подается сигнал с третьего выхода регулятора 6 на третий; трехходовой смесительный клапан 14, и поливная вода - поступает в накопительную емкость до тех пор, пока не достигнет заданной. Темпеоа 1554322тура поливной воды задается и регулируется блоком-регулятором 20,к четвертому входу регулятора 6 подключен датчик 16 температуры поливной5воды после теплообменника, а вторымвыходом регулятор 6 управляет первымтрехходовым смесительным клапаном 10,от положения которого зависит количество теплофикационной воды, подаваемой в теплообменник 11.Блок-регулятор 18 регулятора 6служит для сигнализации снижения илипревышения температуры теплоФикационной воды от допустимого значения. Блок регулятор 2 1 управляет температуройвоздуха в теплице путем изменения положения второго трехходового смесительного клапана 5, при этом изменяется количество теплоФикационной воды, 20подмешиваемой из обратного трубопровода (второй выходной патрубок второготрехходового смесительного клапана 5)в прямой (входной патрубок первоготрехходового смесительного клапана 2510), датчик 9 температуры воздуха втеплице подключен к третьему входу регулятора 6, а первый выход блока-регулятора 2 1 регулятора 6 - к исполнительному механизму трехходового смееительного клапана 5. Блок-регулятор 19,. воздействуя на эадатчик блокрегулятора 20, изменяет задание наподдерживание температуры в теплице в зависимости от уровня солнечнойрадиации (второй вход регулятора 6 отдатчика 8 солнечной радиации),В качестве теплообменника 11 применяют любой типовой водо-водяной подогреватель с соответствующей площадью 40нагрева и расходом воды. Поливнаявода, поступив через второй вход втеплообменник 11, проходя по множеству тонких трубок, нагревается и выходит через второй выход, а теплофикационная вода, попадая в теплообменник 11 через первый вход, проходитв межтрубном пространстве, нагреваетполивную воду, не смешиваясь с ней,и выходит через первый выход. 50Источник 1 горячего теплоносителяв период высокой солнечной радиацииможет отключаться оператором в ручномрежиме работы, а в автоматическом -от сигнала онечно выключателей второго трехходового смесительного клапана 5 (когда вся теплоФикационная вода из всасывающего патрубка поступа-,ет на первый патрубок и далее - на входной патрубок первого трехходового смесительного клапана 10) или от блока-регулятора 19, подключенного к датчику 8 солнечной радиации.Устройство работает следующим образом.В холодный период года регулирование температуры воздуха в теплицепроизводится путем изменения количества горячего теплоносителя, подаваемого в систему 3 отопления от источника 1 горячего теплоносителя транспортирующим насосом 2, через второй трехходовой смесительный клапан 10, через теплообменник 11 в момент подогрева воды для полива (первый вход -первый выход теплообменника 11), илимимо него в остальное время (второйвыход второго трехходового смесительного клапана 10 - вход системы 3 отопления) и далее первым циркуляционнымнасосом 4 - на вход первого трехходового смесительного клапана 5, управляемого первым выходом регулятора 6, который в этот период получаетсигналы от датчика 7 температуры теплоносителя и датчика 9 температурывоздуха в теплице,Температура теплоносителя, поступающего в систему 3 отопления (а соответственно, и температура в теплице),зависит от температуры теплоносителя,поступающего от источника 1, и количества теплоносителя, подмешиваемогоиз обратного трубопровода (с второговыхода первого трехходового смесительного клапана 5) в прямой трубопроводна выход транспортирующего насоса 2,а количество теплоносителя, подмешиваемого из обратного трубопровода,зависит от положения затвора трехходового смесительного клапана 5, управляемого регулятором 6 в зависимости оттемпературы воздуха в теплицеВ период высокой солнечной радиации даже при прекращении подачи горячего теплоносителя в теплице наблюда-.ется перегрев растений и нарушение водного баланса растений, растения отэтого теряютдо 252 урожая. Перегреврастений может возникать и в летниемесяцы при полном открытии Фрамуг, аранней весной Фрамуги нельзя открывать из-за их обледенения и большогоперепада температур наружного и внутреннего воздуха. По данным, полученным в ходе экспериментальных работна тепличном комбинате, первые пере 1554822гревы растений были зафиксированыуже н конце февраля,а число часов стемпературой листа большей или равной28 С в теплице с января по июнь меоУ5сяц составляет 519 ч,В период высокой солнечной радиацииустройство работает следующим образом.Прекращается подача горячего теплоносителя транспортирующим насосом 2,10а циркуляция теплоносителя происходитпо контуру: система 3 отопления, первый циркуляционный насос 4, первыйтрехходовой смесительный клапан 5(вход - второй выход), второй трехходовой смесительньп клапан 10 (нход -первый выход) и теплообменник 11 (первый вход - первый выход), в которомтеплота забирается из теплицы и отдается поливной воде, циркулирующейпо второму контуру: накопительная емскость 12, второй циркуляционный насос 13, теплообменник 11 (второйвход - второй выход) и третий трехходовой смесительный клапан 14, который управляясь регулятором б, в зависимости от сигнала датчика 1 б температуры ноды после теплообменника 11может направлять подогретую водуили в систему 15 полива или в нако Опительную емкость 12.В период высокой солнечной радиации источник 1 горячего теплоносителяотключается, теплоноситель (сетеваявода), циркулируя й трубах системы 3отопления, нагревается, охлаждая воздух теплицы (в среднем на 1 м площади зимних теплиц приходится 0,8 мповерхности труб системы водного обогрева, а в теплообменнике 11 (кото Орый работает по принципу "труба в трубе", чтобы не смешивать химическиочищенную сетевую и химически не очищенную поливную воду) отдает свое тепло холодной воде, циркулирующей по 45второму контуру и предназначеннойдля полива. Регулятор б может быть реализован на базе серийных регуляторов РТ-Р 25.Применение, предлагаемого устройства для регулирования температуры воздуха и поливной воды в теплице позволяет предотвратить перегрев растенийи использовать энергию солнца дляподогрева поливной воды, кроме этоголиквидируются потери влаги, которыеимеют место при интенсивной вентиляции во время охлаждения теплицы иэвестными методами,формула изобретенияУстройство для регулирования температуры воздуха и поливной нодь 1 н теплице, содержащее источник горячего теплоносителя, сообщенный через транспортирующий насос с входным патрубком первого трехходоного смесительного клапана, первый выходной патрубок которого посредством подающего трубопровода связан с системой отопления, первьп циркуляционный насос регулятор, первый вход которого соединен с датчиком температуры, а второй вход - с датчиком солнечной радиации воздуха в теплице, а третий вход - с датчиком температуры теплоносителя, при этом первый выход регулятора связан с управляющим входом исполнительного механизма первого трехходового смеси- тельного клапана,. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью оптимизации процесса регулирования путем предотвращения перегрева растений и использования солнечной энергии для подогрева поливной воды, оно снабжено датчиком температуры воды после теплообменника, связанным с четвертым входом регулятора, вторым и третьим трехходовыми смесительными клапанами, управляющие входы исполнительных механизмов, которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами регулятора, теплообменником, вторым и третьим циркуляционными насосами, накопительной емкостью и системой полива растений, которая посредством трубопровода соединена с первым выходным патрубком третьего трехходового смесительного клапана, второй выходной патрубок которого сообщен с накопительной емкостью, а входной патрубок соединен с вторым выходом теплообменника, при этом второй вход последнего сообщен через второй циркуляционный насос с накопительной емкостью, а второй выходной патрубок первого трех- ходового смесительного клапана соединен с первым входом теплообменника, первый выход которого связан через систему отопления с всасывающим патрубком первого циркуляционного насоса, причем нагнетательный патрубок последнего соединен с входным патрубком второго трехходового смесительного клапана, выходные патрубки которого сообщены соответственно с источником горячего теглоносителяи нагнетательным гатрубком транспортирующего насоса.1554822 Составитель Л.ПантелееваТехред А,Кравчук Корректор В,Кабаций Редактор Н.Яцола Тирах 469 Подписное Заказ 511 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5