Устройство для обогрева грунта

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБОГРЕВА ГРУНТА , содержа1чее водяной генератор тепла , замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурой грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчиком температуры прямого теплоносителя , водяной генератор тепла выполнен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопроводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый трехходовой перепускной клапан с упрйвлящим элементом, а система автоматического управления температурой грунта выполнена по блок-схеме последовательно соединенных и имеющих обратную связь первого элемента срав-. нения информации от датчика температуры грунта по задатчику, преобразователя с усилителем и регулятора температуры грунта, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности регулирования температуры грунта , система автоматического управления температурой грунта снабжена датчиком температуры обратного теплоносителя , датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грунта и датчиком уровня солнечной радиации , а водяной генератор тепла снабжен регулятором расхода теплоносителя и вторым трехходовым перепускным клапаном с управлякнцим элементом, который установлен на прямом трубопроводе входа водяного подогревателя, при этом задатчик снабжен вычислительным блоком , вход которого соединен с датчиком температуры обратного теплоносителя , 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 блоком, а вход блока коррекции - с первым элементом сравнения, выходы э интегратора и блока коррекции подS5 ключены к сумматору, последовательно эо соединенному с вторым элементом сравtc нения, регулятор температуры грунта X) выполнен двухканальным, при этом один выходной канал последовательно под- . ключен к управляюи1ему элементу второго трехходового перепускного клапана, а второй выходной канал снабжен третьим элементом сравнения, вход которого соединен с датчиком температуры теплоносителя на подающем трубопроводе замкнутого контура теплоносителя, при этом выход третьего элемента сравнения подключен к управляющему элементу первого трехходового перепускjHoro клапана.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

COLLHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Э(51) А 01 С 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

2777659/3<1-15 (22) 07.06.79 (46} 15.07.83. Бюл. И 26 (72) И,М.Иихайленко и.В.Н.Судаченко

{71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной эоны РСФСР (53) "31.3.(088.8) (56) 1. Ьородин И.Ф. и др. Основы автоматики и автоматизации проиэвод" ственных процессов. И., "Колос", 1977, с. 57-62. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ 060ГРЕВА ГРУНТА, содержащее водяной генератор тепла, замкнутый контур теплоносителя и систему автоматического управления температурой грунта с регулятором, датчиком температуры грунта и датчиком температуры прямого теплоносителя, при(ем водяной генератор тепла выполнен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопроводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автоматического управления температурой грунта выполнена по блок-схеме последовательно соединенных и имеющих обратную связь первого элемента срав-. нения информации от датчика температуры грунта по задатчику, преобразователя с усилителем и регулятора температуры грунта, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повыщения точности регулирования температуры грунта, система автоматического управления температурой грунта снабжена датчиком температуры обратного теплоносителя, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грунта и да чиком уровня солнечной радиации, а водяной генератор тепла снабжен регулятором расхода теплоносителя и 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 теплоносителя, 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 соединен с датчиком температуры теплоносителя на подадем трубопроводе замкнутого контура теплоносителя, при этом выход третьего элемента сравнения подключен к управляющему элементу первого трехходового перепуск,мого клапана.

1 102ВР

Изобретение 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- 10 ком температуры прямого теплоносителя, причем водяной генератор тепла выпол" нен на водяном подогревателе, замкнутый контур теплоносителя включает установленный на обратном трубопроводе циркуляционный насос и установленный на прямом трубопроводе первый ,трехходовой перепускной клапан с управляющим элементом, а система автома тического управления температурой грум" 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 $1 )

Недостатком этого устройства явля" ется невысокая точность регулирования температуры грунта.

Цель изобретения - повышение точ- З0 ности регулирования температуры грунта.

Поставленная. цель достигается тем, что система автоматического управле ния 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 трубопроводе входа водяного подогревателя, при этом задатчик снабжен вычислительным блоком, вход которого соединен с датчиком температуры обратного теплоноси. теля, датчиком температуры поверхности труб водяной системы обогрева грун- о та, датчиком температуры прямого теплоносителя и датчиком уровня солнечной радиации, а выход - с преобразователем и первым элементом сравнения, преобразователь снабжен интегратором, N блоком коррекции, сумматором, вторым . элементом сравнения, причем вход интегратора соединен с вычислительным

8ll 2 блоком, а вход блока коррекции - с первым элементом сравнения, выходы интегратора и блока коррекции подключе-: ны к сумматору, последовательно соединенному со 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 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 ll установлен на прямом трубопроводе 9 и перепускном трубопроводе 12, который подключен 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 солнечной радиации 17 установлен на улице.

Датчики 13-17 подключены к вычислительному 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. Кроме

3 .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 1$ первого трехходового смесительного клапана. Кроме того, вход третьего .. элемента сравнения 26 соединен с датчиком 79 температуры теплоносителя, установленном на подающем трубопрово- 20 де 3Выход регулятора расхода теплоносителя 27 подключен к управляющему элементу 30 второго трехходового перепускного клайана 11. 2$

Устройство работает следующим образом. .Теплонаситель, например горячая вода из водяного подогревателя 5 поступает по подающему трубопроводу 3 .в систему обогрева 1, осуществляющую нагрев грунта 2. Отработанный теплоноситель 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. Кро40 ме того, датчиком 17 измеряется уровень солнечной радиации. Все эти данные поступают в вычислительный блок 18, который высчитывает .распределение 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 0 элементе сравнения 20 с результатом, полученным в. вычислительном блоке 18.

Если эти результаты не равны, то на выходе первого элемента сравне.ния 20 появляется сигнал, который, поступая на блок коррекции 22. преобразовывается в виде поправки к .сигналу блока интегратора 21, суммируясь с

1 4 ним в блоке сумматора 23. Сигнал блока сумматора 23 поступает на второй элемент сравнения 24, где он сравнивается с заданным сигналом. Если тем" пература объема грунта превышает заданную, на выходе второго элемента сравнения 24 формируется сигнал отрицательной полярности, который поступает на двухканальный регулятор температуры грунта 25. Сигнал первого канала поступает на управляющий элемент 28 трехходового смесительного клапана 7, который уменьаает подачу теплоноситель в систему обогрева 1 и пропускает его по перепускному трубопроводу 8 на вход циркуляционного насоса 6. Сигнал второго канала двухканального регулятора температуры грунта 25 поступает на третий элемент сравнения 26, где он сравнивается с сигналом датчика тем"

I пературы теплоносителя 29 на подающем трубог1роводе 3.

Если сигнал второго канала двухканального регулятора температуры грунта 75 меньие сигнала, поступающего от датчика температуры 29 теп" лоносителя на подающем трубопроводе 3, тогда на выходе третьего элемента сравнения 26 Формируется сигнал отрицательной полярности, который поступает на регулятор расхода теплоносителя 27. Сигнал регуляторе теплоносителя 27 воздействует на управляющий элемент 30 трехходового смесительного клапана 11, который уменьщает подачу теплоносителя из теплосети íà водный подогреватель 5 и перепускает его по трубопроводу 12 до-тех пор, пока сигнал датчика температуры 29 не сравнивается с сигналом двухканального ре" гулятора температуры грунта 25.

Если сигнал второго канала двухканального регулятора температуры грунта 26 больне сигнала датчика температуры 29 теплоносителя на подающем трубопроводе 3, то на выходе третьего элемента сравнения 26 Формируется сигнал положительной полярности, который поступает на регулятор расхода теплоносителя 27. Сигнал регулятора теплоносителя 27 воздействует на управляющий элемент 30 трехходового перепускного клапана 11, который увеличивает подачу теплоносителя из теплоносителя на водяной подогреватель 5 до тех пор, пока сигнал датчика -температуры 29 теплоносителя на прямом трубопроводе не уровняется с сигналом двухканально5 107.8? 81

ro регулятора температуры грунта 25.. а увеличилась температура воздуха в

Уменьшение подачи теплоносителя на теплице или увеличился уровень солводяную систему обогрева 1 посред- нечной радиации, то сигнал датчика ством трехходового перепускного кла- температуры 79 теплоносителя на подапана / и изменение температуры тепло- у ющем трубопроводе 3 превысит сигнал носителя перепускным клапаном 11 по- второго канала регулятора температуры средством изменения расхода произво- грунта 25 и на выходе третьего эледится до тех пор, пока температура мента сравнения 26 формируется сигнал грунта не понизится до заданного зна- отрицательной полярности и посредстtO вом регулятора расхода теплоноситеЕсли среднеинтегральная температу- llR 2;! и перепускного клапана 11 уменьра почвы меньше заданного значения, шается подача теплоносителя на водято на выходе третьего элемента срав- ной подогреватель 5 до тех пор, понения 26 формируется сигнал положи- ка оба указанных сигнала не выравнительной полярности и трехходовой пе- gj ваются. репускного клапана 7 увеличивает по- Устройство данного изобретения обдачу теплоносителя на систему обогре- ладает высокой помехоустойчивостью и ва, а перепускной клапан-11 увели- быстродействием. Оно повышает точчивает. температуру теплоносителя до ность регулирования темрературы почтех пор, пока среднеинтегральная тем- вы и, как следствие, повышает эконопература грунта не станет равной за- мию тепловой энергии. Кроме того, применение предлагаемого устройства поВ случае, если среднеинтегральная зволит повысить урожайность тепличтемпература грунта равна заданной, ных культур на 10-15,.

Составитель Л. Лебедев

Редактор,А. Долинич Техреду М.«Коштура Корректор А. Повх

Заказ 5529/Я тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 ДОЯ Москва Ж-Я Раущская наб. g. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,