Устройство для регулирования параметров микроклимата в теплицах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ /V ИKPOKЛИМАТА В ТЕПЛИЦАХ, содержащее систему воздушного охлаждения, имеющую вентиляционные фрамуги с электроприводом , который связан с выходом канала регулирования температуры, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик и задатчик температуры , отличающееся тем, что, с целью повыщения точности поддержания заданных параметров микроклимата в теплице в переходные периоды года и в летнее время, устройство содержит систему увлажнения воздуха, имеющую трубопровод с регулирующим клапаном, снабженным электроприводом , который связан с выходом канала регулирования влажности, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик и задатчик относительной влажности, а также систему водяного охлаждения, имеющую источник холодной воды с подающим и возвратным трубопроводами и нагнетательным насосом в подающем трубопроводе, прямой и обратный трубопроводы холодной воды, циркуляционный насос в обратном трубопроводе холодной воды, трехходовой смесительный клапан с электроприводом, который связан с выходом канала регулирования водяного охлаждения, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиками температуры системы воздушного о.хлаждения и датчиком относительной влажности системы увлажнения воздуха, а третий вход связан с выходом блока сравнения канала регулирования температуры через блок переключения с зоной нечувствительности, при этом циркуляционный насос на обратном трубопроводе холодной воды подключен к первому входу трехходового смесительного клапана, второй вход которого соединен с подающим трубопроводом источника холодной воды, а выход - с прямым трубопроводом холодной воды, причем обратный трубопровод холодной воды соединен с трубопроводом системы увлажнения воздуха и возвратным трубопроводом источника холодной воды. 2.Устройство по п. 1, отличающееся у. тем, что каждый из каналов регулирования (Л температуры и влажности содержит блок сравнения, импульсный регулятор и блок согласования, причем входы блока сравнения подключены к датчику и задатчику температуры или влажности, а выход через импульсный регулятор и блок согласования связан с электроприводом вентиляционных фрамуг или регулирующего клапана 00 системы увлажнения воздуха. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающе со еся тем, что канал регулирования водяного охлаждения содержит блок переключения со с зоной нечувствительности, блок переключения полярности, первый и второй блоки массовых коэффициентов, сумматор, импульсный регулятор и блок согласования, при этом первый и второй входы блока переключения полярности соединены с датчиком температуры и датчиком относительной влажности, а выходы через первый и второй блоки массовых коэффициентов - с входами сумматора, выход которого через импульсный регулятор и блок согласования связан с электроприводом трехходового клапана системы водяного охлаждения .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3755128/30-15 (22) 13.04.84 (46) 07.11.85. Бюл. № 41 (71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства

Нечерноземной зоны РСФСР (72) И. М. Михайленко (53) 631.73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1105156, кл. А 01 G 9/24, 1982. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА В ТЕПЛИЦАХ, содержащее систему воздушного охлаждения, имеющую вентиляционные фрамуги с электроприводом, который связан с выходом канала регулирования температуры, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик и задатчик температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поддержания заданных параметров микроклимата в теплице в переходные периоды года и в летнее время, устройство содержит систему увлажнения воздуха, имеющую трубопровод с регулирующим клапаном, снабженным электроприводом, который связан с выходом канала регулирования влажности, к первому и второму входам которого подключены соответственно датчик и задатчик относительной влажности, а также систему. водяного охлаждения, имеющую источник холодной воды с подающим и возвратным трубопроводами и нагнетательным насосом в подающем трубопроводе, прямой и обратный трубопроводы холодной воды, циркуляционный насос в обратном трубопроводе холодной воды, трехходовой смесительный клапан с электроприводом, который связан с выходом канала регулирования водяного охлаждения, первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиками температуры системы воздушного

„„SU„„1189391 А дд4 А 01 G 9/24 G 05 D 2702 охлаждения и датчиком относительной влажности системы увлажнения воздуха, а третий вход связан с выходом блока сравнения канала регулирования температуры через блок переключения с зоной нечувствительности, при этом циркуляционный насос на обратном трубопроводе холодной воды подключен к первому входу трехходового смесительного клапана, второй вход которого соединен с подающим трубопроводом источника холодной воды, а выход — с прямым трубопроводом холодной воды, причем обратный трубопровод холодной воды соединен с трубопроводом системы увлажнения воздуха и возвратным трубопроводом источника холодной воды.

2. Устройство по и. 1, or ги иющеее» тем, что каждый из каналов регулирования температуры и влажности содержит блок сравнения, импульсный регулятор и блок согласования, причем входы блока сравнения подключены к датчику и задатчику температуры или влажности, а выход через импульсный регулятор и блок согласования связан с электроприводом вентиляционных фрамуг или регулирующего клапана системы увлажнения воздуха.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что канал регулирования водяного охлаждения содержит блок переключения с зоной нечувствительности, блок переключения полярности, первый и второй блоки массовых коэффициентов, сумматор, импульсный регулятор и блок согласования, при этом первый и второй входы блока переключения полярности соединены с датчиком температуры и датчиком относительной влажности, а выходы через первый и второй блоки массовых коэффициентов —— с входами сумматора, выход которого через импульсный регулятор и блок согласования связан с электроприводом трехходового клапана системы водяного охлаждения.

1!89391

Изобретение относится к устройствам, регулирующим параметры микроклимата внутри сооружений, в значительной степени подверженным воздействиям внешней среды, например теплиц.

Цель изобретения — повышение точности поддержания заданных параметров микроклимата в теплице в переходные периоды года и в летнее время.

На фиг. представлена общая схема устройства; на фиг. 2 — схема блоков согласования; на фиг. 3 — схема блока переключения с зоной нечувствительности;

«! а фиг. 4 — - схема блока переключения полярности.

Устройство для регулирования параметров микроклимата содержит теплицу 1, оборудованную фрамугами 2, угол открытия которых изменяется электроприводом 3.

В теплице 1 установлены также датчик температуры, датчик 5 относительной влажности, трубопроводы 6 системы водяного охлаждения и система 7 увлажнения.

Устройство включает каналы регулирования температуры воздуха, регулирования влажности и регулирования системы водяного охлаждения.

Канал регулирования температуры содержит датчик 4 и задатчик 8 те -..ратуры, подключенные соответственно на входы первого блока 9 сравнения, соедине ного по выходу через импульсный регулятор 10 и блок 11 согласования и электрическим приводом 3 вентиляционных фрамуг 2.

Канал регулирования влажности включает систему 7 увлажнения с регулирующим клапаном 12, датчик 5 и задатчик 13 влажности, подключенные к второму блоку 14 сравнсния, связанному по выходу через второй импульсный регулятор 15 и второй блок

16 согласования с исполнительным приводом !2 регулирующего клапана системы 7 увлажнения.

Система водяного охлаждения содержит трубопроводы 6 холодной воды с циркуляционным насосом 17 на обратном трубопроводе, подключенном к первому входу трехходового смесительного клапана 18, второй вход которого соединен с подающим трубопроводом источника 19 холодного водоснабжения через нагнетательный насос 20, а выход соединен с прямым трубопроводом 6 системы водяного охлаждения 6. Обратный трубопровод 6 системы водяного охлаждения соединен также с трубопроводом системы 7 увлажнения воздуха через регулирующий клапан 12 и возвратным трубопроводом источника 19 холодной воды.

Канал регулирования системы водяного охлаждения содержит блок 21 переключения с зоной нечувствительности, двухканальный блок 22 переключения полярности, два блока 23 и 24 массовых коэффициентов каждого из каналов, подключенных соот5

1О

55 ветственно на входы сумматора 25, выход которого через третий импульсный регулятор 26 и блок 27 согласования подключен к исполнительному механизму 28 трехходового смесительного кла пана 18. Вход блока 21 соединен с выходом первого блока 9 сравнения канала регулирования температуры, а его выход одновременно связан с двумя управляющими входами двухканального блока 22 переключения, на сигнальные входы которого подключены соответственно датчик 5 относительной влажности и датчик 4 температуры.

Блоки !1, 16 и 27 согласования (фиг. 2) устроены одинаково и содержат входные тиристорные ключи 29 и 30, подключенные к источникам постоянного напряжения, положительной 31 и отрицательной 32 полярности, к которым подключены катушки 33 и 34 реверсивного магнитного пускателя, в свою очередь соединенные с электроприволом через фильтр 35.

Во время работы импульсы положительной полярности с выхода регулятора 10 включают ключ 29, который с каждым импульсом подключает к источнику 31 напряжения положительной полярности катушку

33 магнитного пускателя. Импульсы отрицательной полярности включают ключ 30, который с каждым импульсом подключает к источнику 32 напряжения отрицательной полярности катушку 34 магнитного пускателя. Такая коммутация обеспечивает включсние электропривода в заданных направлениях.

Схема блока 21 переключения с зоной нечувствительности (фиг. 3) содержит триггер 38, переключаемый из положения «О» в «1» положительным напряжением. Порог срабатывания (зона нечувствительности) триггера 38 устанавливается на входном делителе 36 напряжения настроечным элементом 37.

В процессе работы, как только положительное напряжение- с выхода блока 14 сравнения превысит установленное напряжение на делителе 36, триггер 31 переключается в положение «!». Если же положительное напряжение с выхода блока 14 сравнения меньше на величину напряжения, установленного на делителе 36 или является отрицательным, то триггер 38 остается в положении «О».

Схема блока 22 переключения полярности (фиг. 4) содержит входные ключи

39 и 40; к сигнальным входам которых подключены датчики температуры относительной влажности соответственно. Управляющие входы обоих ключей 39 и 40 соединены с выходом блока 21, а на их выходах параллельно подключены инвертирующие усилители 41 и 42.

Положение «1» триггера 38 блока 21 переключения с зоной нечувствительности!

18939! соответствует положение «1» ключей

39 и 40, при котором сигналы с датчиков

4 и 5 поступают на усилители 41 и 42 и меняют свой знак с положительного на отрицательный. Положению «О» триггера 38 соответствует положение «О» ключей 39 и 40, при котором сигналы датчиков 4 и 5, минуя усилители 41 и 42,остаются положительными.

Блоки 9 и 14 сравнения выполнены в виде дифференциальных схем.

Устройство работает следующим образом.

При закрытой естественной вентиляции за счет поступления интенсивной солнечной радиации в переходные периоды года температура и относительная влажность в теплице 1 увеличиваются. Эти параметры микроклимата измеряются датчиками 4 и 5, сигналы с которых поступают на входы блоков 9 и 14 сравнения каналов регулирования температуры и влажности и на двухканальный блок 22 переключения полярности сигналов канала регулирования системы водяного охлаждения.

Как только температура или относительная влажность в теплице 1 станут выше заданных величин, установленных задатчиками 8 и 13, то на выходах блоков 9 или 14 сравнения появляются сигналы отрицательной полярности, которые поступают на импульсные регуляторы 10 или 15.

1-!а выходе регулятора 0 формируются управляющие имгульсы положительной полярности, которые через блок 11 согласования включают на величину длительности импульсов электрический привод 3 фрамуг 2. На выходе регулятора 15 формируются управляющие импульсы отрицательной полярности, которые через блок 16 согласования включают исполнительный привод регулирующего клапана 12 системы 7 увлажнения воздуха. При этом открываются фрамуги 2 естественной вентиляции, через которые в теплицу 1 поступает более холодный наружный воздух и одновременно уменьшается интенсивность увлажнения за счет уменьшения расхода воды клапаном 12.

Одновременно с выхода блока 9 сравнения канала регулирования температуры отрицательный сигнал поступает на блок 21 переключения, и если он превышает зону нечувствительности блока 21, то блок, срабатывая, замыкает ключевые элементы двухканального блока 22 переключения полярности и положительные сигналы с датчиков 4 и 5 поступают непосредственно через блоки 23 и 24 массовых коэффициентов и сумматор 25 на импульсный регулятор 26, положительные импульсы которого, воздействуя на блок 27 согласования, включают на величину длительности

Зо

55 импульсов исполнительный механизм 28, увеличивая расход холодной воды в системе 6 трубопроводов охлаждения, с одновременным уменьшением расхода обратной воды на втором входе смесительного клапана 18. При этом увеличивается расход обратной воды в трубопроводах системы 7 увлажнения.

Такие изменения приводят к уменьшению температуры воды, поступающей в систему 6 охлаждения, и к дополнительному охлаждению объема теплицы 1 до тех пор, пока отрицательный сигнал с выхода блока 9 сравнения канала регулирования температуры не станет меньше, чем зона нечувствительности блока 21 переключения. При этом блок 21 выключается, устанавливая кл1очевые элементы в нейтральное положение и выключая тем самым дополнительный канал регулирования системы охлаждения.

Дальнейшее охлаждение и осушение теплицы осуществляется только за счет угла открытия фрамуг 2 до тех пор, пока температура и относительная влажность воздуха в теплице не станут равным заданным. Если температура или относительная влажность воздуха в теплице 1 станет ниже заданной, то на выходах блоков

9 или 14 сравнения появляются положительные сигналы, которые, преобразуясь в импульсы соответствующей полярности на выходах импульсных регуляторов 10 или 15, воздействуют на.исполнительные приводы 3 вентиляции и клапана 12 системы 7 увлажнения, уменьшая воздухообмен и увеличивая интенсивность увлажнения до тех пор, пока параметры климата в теплице 1 не станут равными заданным.

Одновременно положительный сигнал с блока 9 сравнения канала регулирования температуры подается на блок 21 переключения, и если этот сигнал превышает зону нечувствительности блока 21, то он срабатывает и замыкает ключевые элементы блока 22 таким образом, чтобы полярность сигналов изменилась (положение «!»).

В этом случае сигналы с датчиков 4 и 5 становятся отрицательными и после прохождения через блоки 23 и 24 массовых коэффициентов и сумматор 25 общий сигнал поступает на импульсный регулятор 26, включает импульсом через блок 27 согласования электрический привод 28 трехходового клапана 18, который перемещает золотник клапана 18 таким образом, чтобы уменьшился расход воды на входе системы 6 трубопроводов водного охлаждения с одновременным увеличением расхода обратной воды.

Кроме того, одновременно уменьшается расход обратной воды в трубопроводе системы 7 увлажнения. Эти изменения приводят к увеличению температуры воды, поступающей в систему 6 трубопроводов

1189391 водяного охл "æäåíèÿ. и, тем самым, уменьшению степени охлаждения объема теплицы до тех пор, пока положительный сигнал с выхода блока 9 сравнения канала регулирования температуры не станет равным зоны нечувствительности блока 21 переключения. В этом случае он переводит ключевые элементы блока 22 в нейтральное положение, как и в случае превышения параметров над заданными, тем самым отключая канал регулирования системы водяного охлаждения.

Таким образом, канал регулирования системы водяного охлаждения позволяет перестраивать хладопроизводительность системы 6 трубопроводов водяного охлаждения по сигналу превышения ошибки регулирования над допустимой величиной, задаваемой зоной нечувствительности блока 22.

Применение устройства повышает точность поддержания заданных параметров микроклимата в теплице в переходные периоды года и в летнее время.

1189391 (Ю

О) (o) (й) (гг) (zt) (zs) (ГФ)

Составитель Б. Кузьмич

Редактор И. Дербак Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 6804/2 Тираж 742 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4