Устройство для регулирования температуры в теплице

и 935890 ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл. С 05 ц 23/30 Ъаударстюаый камнтет ССФР аф далем нзварвтеннй и аткритнй(5 З 1 УД К 621, .555.6 (088. 8 Дата опубликования описания 17.06,82(72) Авторы изобретен%я И, М. Михайленко, В. Н. Судаченко и Г, В, ЧернобайНаучно-исследоватепьский и проектно-технологичес йинститут механизации и электрификации сельскогохозяйства Нечерноземной зоны РСФСР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ТЕПЛИЦЕ Изобретение относится к устройствам для регулирования неэлектрическихвеличин, а именно к регулированиютемпературы в тепловых объектах и, вчастности титловых полей сооруженийищ ициями, например в теплицах.Известно устройство для регулирования температурных полей, в котором отдельные отопительные приборы соединены. в отдельные группы и размешены в1 О определенных зонах отапливаемого сооружения. Группы приборов подключаются независзщо и параллельно к питаюшей сети, а регулирование расхода в каждой1 зоне производится отдельным регулятором Ц .Однако указанное устройство в случае его использования для сооружений широтного типа с непосредственной связьюмежду зонами обладает сушественныминедостатками, так как независимое регулирование расходов тепла в группахотопительных приборов приводит к силь- . но колебательному процессу распространения тепла по объему сооружения, чтоприводит к увеличению неравномерноститемпературного поля и перерасходутепловой энергии. Это объясняется тем,что тепловые потери каждой зоны восполняются независимо от общего энергетического состояния всего сооруженияи друтях зон. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, где позонное регулирование подачи теплоносителя производится и осуществляется с учетом соседних зон. Здесь группа приборов включается только тогда, когда в соседней зоне температура ниже, чем в той зоне, где производится включение приборов 123 .Однако для широтно расположенных сооружений с малым термическим сопротивлением использование таких устройств также приводит к колебаниям температур по плошади и объему сооружения,шинам которой подключены выходы четырех перепускных клапанов 9 - 12, по вторым выходам которых подключены пеиметровые группы 5 - 8. Входы диагонально расположенных клапанов 9 и 10 соединены с. выходами перепускного клапана 13, а входы клапанов 11 и 12 другой диагонали мостовой схемы соединены с выходами перепускного клапана 14. Входы клапанов 13 и 14 соединены с выходами смесительного клапана 1.5. Внутри теплицы датчики 16 - 19 температуры расположены в местах ссвтряжения двух смежных внутренних групп с периметральными, В центре теплицы размещен центральный датчик 20 температуры, Снаружи теплицы внешние датчики 21 - 24 температуры размешаются на соответствуюших сторонах сооружения и помещаются в специальные оребренные ветрочувствительные корпуса.Датчики 21 - 24 внешней температуры и датчики, измеряющие внутреннюю температуру в теплице, 16 - 19 подключены к блокам коррекции 25,Все пять датчиков, измеряюших внутреннюю температуру в теплице, 16 - 20 подключены к блоку осреднения 26, противоположно расположенные датчики 16 и 17 подключены дополнительно к дифференциальному регулятору 27, а датчики 18 и 19 - к дифференцаильному регулятору 28.Блок осреднения 26 подключен к регулятору 29, к которому также подключен блок задания 30. Выход регулятора 29 соединен со смесительным клапаном 15. Выход дифференниалньного регулятора 27 соединен с перепускным клапаном 14. Выходы блоков коррекции 25 соединены с переюускными клапанами 9-12.Входы смесительного клапана 15 соединены с трубопроводами прямого тошоносителя 31 и обратного теплоносителя 32.Устройство для регулирования температуры в теплице работает следующим образом еВ случае, когда отсутствует ветер и различия в уровнях щитока радиации на сторонах теплицы незначительны, темпе ратура в точках, измеряемых датчиками 16 - 19, одинакова с температурой в центральной точке датчика 20.Сигналы от датчиков 16 - 20 поступают на блок осреднения 26, сигнал которого поступает на регулятор 29,3 М 5890 4что недопустимо для теплиц, так какприводит к снижению или потере урожая.Пель изобретения - повышение тсиности и эффективности работы устройства.С этой целью устройство, содержащееразмещенные внутри тещины и соединенные по мостовой схеме четыре группывнутренних отопительных элементов сцентральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных элемен-та с соответствующим каждому элементупериметровым датчиком температуры,размещенные вне теплицы четыре внеш.них датчика температуры, блок осреднения, входы которого связаны соответственно с выходом центрального и каждогопериметрового датчика температуры, авыход подключен к одномуиз входоврегулятора, другой вход которого соединен с выходом блока задания, а выходсо входом смесительного клапана, установленного в трубопроводе теплоносителя,содержит четыре блока коррекции, двадифференциальных регулятора и шестьперепускных клапанов, один вход первогон второго из которых подключен к выходу смесительного клапана, другой ихвход - к выходу соответствующего дифференциального регулятора, входы каждого из которых связаны с двумя противоположными пеуиметровыми датчикамитемпературы, выход каждого из которых,в свою очередь, связан с одним из входов соответствующего блока коррекции,другой вход которого подключен к выходу соответствующего внешнего датчикатемпературы, а его выход - соответствжно,с одним входом третьего, четвертого,пятого и шестого перепускного клапана,один выход каждого из которых соединжс соответствующим пеуиметровым отопительным элементом, а другой выходс соответствующей точкой диагоналимостовой схемы соединения внутреннихотопительных элементов, п 1 жчем одини другой выходы первого и второго перепускных клапанов подключены соответственно к другому входу третьего, пятого, четвертого и шестого ператускныхклапанов.На чертеже представлено предлагаемое оустройство.Устройство содеркит отопительныеэлементы, равномерно расзтредепенныепо плошади теплицы, щи этом они разделены на четыре внутренние группы 1- фф4 и четыре периметрощае группы 5-8.Внутренние группы 1-4 соединяютсямежду собой по мостовой схеме, к веркуда подается сигнал с блока задания30, Регулятор 29, воздействуя на смесительный клапан 15, увеличивает температуру теплоносителя на входе в систему отопления, если средняя температура в сооружении ниже заданной иуменьшает температуру теплоносителя,если средняя температура в сооружениивыше заданной.Так как температуры во всех четырех 1 Оточках 16 - 19 одинаковы, то сигналына выходах дифференциальных регуляторов равны нулю и поэтому теплоносительс выхода смесительного клапана 15,.оступая на диагональные перепускные 15апаиы 13 и 14, перераспределяетсяв равных количествах на входы клапанов9- 12.Одновременно измеряется температура снаружи сооружения датчиками 21 - 2024, сигналы которых, как и сигналы сближних датчиков внутренней температуры, подаются на блоки коррекции 25,на выходах которых появляются сигналы,пропорциональные разности сигналов 2соседних датчиков внутренней и внешнейтемператур. Выходные сигналы блоковкоррекции 25, воздействуя на диагональные перепускные клапаны 9 - 12, частично снижают расходы теплоносителя со Застороны диагональных точек мостовойсхемы включения внутренних групп отопительных приборов 1 - 4 в сторону периметральных групп 5 - 8;Когда сооружение интенсивно обдвается ветром и неравномерно освещено(см. стрелки на чергеже), равномерностьтемпературного поля внутри него нарушается. Для случая, показанного начертеже, левый верхний угол сооруже- ,щния переохлаждается, а правый нижнийугол сооружения перегревается,Как и для случая отсутствия внецщихвозмущений, сигналы датчиков 16 - 20поступают на блок осреднений 26, навыходе которого появляется сигналсредней температуры в сооружении, который вместе с сигналом блока задания30 поступает на регулятор 29, которыйвоздействует на смесительный клапан 15.Одновременно на входах дифференциальных регуляторов 27 и 28 появляютсяразные по величине, но одинаковые познаку сигналы. Дифференпиальный регулятор 28, воздействуя на диагональныйперепускной клапан 14, увеличивает по 5дачу теплоносителя в левый вершинныйпервтускной клапан 11 и уменьшает вправый вершинный перепускной клапан 90 612. Датчик 24 наружной температуры формирует сигнал наружной температуры с учетом скорости ветра и сигнал его подается на блок коррекшщ 25 совместно с сигналом датчика 18, измеряющего внутреннюю температуру в теплице, Выходной сигнал блока коррекции 25, воздействуя на клапан 11, увеличивает подачу теплоносителя в левую пернметральную группу 7 и уменьшает в левую вершину мостовой схемы, в которой соединены внутренние группы отопительных приборов 1 .и 3.Дифференциальный регулятор 27, воздействуя на диагональный перепускной клапан 13, увеличивает подачу теплоносителя в верхний верплщный перепускной клапан 9 и уменьшает в нижний вершинный ходовой перепускной клапан 10,Ветрообдуваемый датчик 21 внешнейтемпературы формирует сигнал, соответствующий наружной температуре, который совместно с сигналом датчикавнутренней температуры 16 поступаетв блок коррекции 25, который, воздействуя на клапан 9, увеличивает подачутеплоносителя в верхнюю периметровуюгруппу 5 и уменьшает в верхнюю вершину мостовой схемы, в которой соединены внутренние группы отопительныхэлементов 1 и 2.На подветренных сторонах сооружения разности сигналов между датчиками наружных температур 22, 23 ивнутренних температур 17 и 19 меньше, чем на рассмотренных выше, поэтому перепускные вершинные клапаны 10и 12 наоборот уменьшают подачу теплоносителя в периметральные группы 6и 8 и увеличивают в верцнньт мостовойсхемы 3-4 и 2-4,В результате такого перераспределения теплоносителя в системе отопления наибольшая циркуляция будет в левой верхней внутренней группе 1 и впериметральных группах 5 и 7, а наименьшая циркуляция во внутренней группе4 и периметровых группах 6 и 8. Вовнутренних группах 2 и 3 устанавливается промежуточная циркуляция, точнобалансирующая температурное поле всооружении,Связанное регулирование расходатеплоносителя во внутренних зонах, атакже во внутренних и периметровыхзонах в зависимости от внешних условийпозволяет значительно уменьшить колебательность переходных процессов в7 935обьеме сооружения и, тем самым, повысить равномерность температурногополя в сооружении,Таким образом, регулирование расхода теплоносителя по зонам, по разностным сигналам датчиков внутренних температур и температуры теплоносителя взавнсймости От средней температурыпо зонам позволяет как повысить точность регулирования температуры в СО Ооружениях, так и уменьшить расход тепловой энергии,Для теплиц повышение равномерноститемпературных поней приводит к увеличению урожайности на 20% и сокращению расхода тепла на 10-15%, что даетна ". га площади теплиц до 40.000 руб,прибыли.20Формула изобретенияУстройство для регулирования температуры в теплице, содержащее размещенные внутри теплицы и соединенные 2 по мостовой схеме четыре группы внутренних отопительных элементов с центральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных элемента с соответствующим каждому элементу пе- ЗО риметровым датчиком температуры, раэмещенные вне теплицы четыре внешних датчика температуры, блок осреднения, входы которого связаны соответственно с выходом центрального и каждого пены метрового датчика температуры, а вы- ХОД ПОДКЛЮЧЕН К ОДНОМУ ИЗ ВХОДОВ РЕГУ- лятора, другой вход которого соединен с выходом блска задания, а выход - со входом смесительного клапана, установ-,и 2 90 8ленного в трубопроводе теплоносителя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышеция точности и эффективности устройства, содеркит четыре бло РР , Ей Р ВииШрегулятора и шесть перепускных клапанов,один вход первого и второго из которыхподключен к выходу смесительного клапана, другой их вход - к выходу соответствующего дифференциапьного регулятора,входы каждого из которых связаны сдвумя противоположными периметровымидатчиками температуры, выход каждогоиз которых, в свою очередь, связан содним йз входов соответствующего блока коррекции, другой вход которогоподключен к выходу соответствующеговнешнего датчика температуры, а еговыход соответственно - к одному входутретьего, четвертого, пятого и шестогоперепускных клапанов, один выход каждого из которых соединен с соответствующим периметровым отопительнымэлементом, а другой выход - с соответствующей точкой диагонали мостовойсхемы соединения внутренних отопительных элементов, причем один и другойвыходы первого и второго перепускныхклапанов подключены соответственно кдругому входу третьего, пятого, четвертого и шестого перепускных клапанов.Источники информации,принятые во внимание щж экспертизе1. Чистович О. А. Автоматическоерегулирование расхода тепла в системахтетлоснабжения и отопления. Л., Стройиздат, 1975, с, 90-95.2, Авторское смдетепьство СССРМ 406109, кл. Я 05 Р 23/19, 1972