Устройство для регулирования концентрации углекислого газа в воздухе теплицы

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к промышленному растениеводству в условиях сооружений защищенного грунта. Цель изобретения - повышение урожайности растений и снижение энергозатрат при их выращивании. Устройство позволяет управлять подачей углекислого газа от источника 10 в теплицу в зависимости от уровня освещенности, значений концентрации углекислого газа в воздухе теплицы и температуры воздуха в теплице. Уровень освещенности растений контролируется датчиком 4 освещенности. Концентрация углекислого газа определяется с помощью газоанализатора 11. Температура воздуха в теплице измеряется датчиком 16 температуры. Сигналы датчиков обрабатываются схемой управления и поступают на соответствующие входы блока 8 выработки режимной работы исполнительного блока 9. Блок 8 обеспечивает два режима функционирования блока 9: непрерывный и прерывистый. Блок 8 выработки состоит из двух реле времени, задающих требуемые интервалы работы и пауз блока 9, который управляет подачей в теплицу углекислого газа от источника 10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (g))g А Of G 9/18 9/26 ъ: j(((, 4 и; ."н ;1

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4371635/30-15 (22) 01.02. 88 (46) 15. 04. 90. Бюл. Р 14 (71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны

РСФСР (72) С.Г. Хазанова, Г.М. Чистякова, В.Н. Судаченко и Н.Н. Мякишев (53) 631.23:627.8 (088.8) (56) Система подкормки растений в теплицах углекислотой от отходящих газов котельных. — Типовой проект

11(810-09-1 ° 85 УкрНИИГипросельхоз, Киев, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В ВОЗДУХЕ ТЕПЛИЦЫ (57) Изобретение относится к сельско-. му хозяйству, а именно к промышленному растениеводству в условиях со-. оружений защищенного грунта. Цель

4 изобретения — повышение урожайности

ÄÄSUÄÄ 1556584 А 1

2 растений и снижение энергозатрат при их выращивании. Устройство позволяет управлять подачей углекислого газа от источника 10 в теплицу в зази :. симости от уровня освещенности, sначений концентрации углекислого газа в воздухе теплицы и температуры воздуха в теплице. Уровень освещенности растений контролируется датчиком 4 освещенности. Концентрация углекислого газа определяется с помощью газоанализатора 11. Температура воздуха в теплице измеряется датчиком 16 температуры. Сигналы датчиков обрабатываются схемой управления и поступают на соответствующие входы блока

8 выработки режимной работы испол- 2 нительного блока 9. Блок 8 обеспечивает два режима функционирования блока 9: непрерывный и прерывистый.

Блок 8 выработки состоит иэ двух

Ю% реле времени, эадаьт их требуемые интервалы работы и пауз блока 9, который управляет подачей в теплицу углекислого газа от источника 10. 2 кп, 1556584

30.

45

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. ПороЮ говые 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 HE 7 — к первому элементу И 2 ° Первый 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 солнечной погоде, Выход пороговых элементов 12 и 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 15 предназначены для отключения устройства при достижении уровня концентрации углекислого газа заданных величин. Датчик 16 температуры предназ" начен для «змерения температуры воздуха в теплице с пятым пороговым элементом 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 2РВМ или таймера, собранного на элементах серии К176.

Элементы И 2 и 3 могут быть реализованы на базе реле типа РЭС, либо элементах серии К176ЛА8. Датчиком освещенности может быть либо пиранометр Янишевского, либо фоторезистор

ФСК-П1. Пороговые элементы 5, 6, 12 и 13 собраны на базе усилителей

К553УД1 и элементах 511ЛИ1 нли реле

РЭС 10. Элементы HE 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 PT-2. Блок 8 выработки режимов реализован на двух реле времени типа ВЛ-56 или реле 2РВМ, либо собранные на элементах серии 176ИЕ12.

Исполнительный блок 9 представляет собой магнитный пускатель типа МП и электродвигатель вентилятора типа AO.

Источником 10 углекислого газа@могут бьггь, например, отходящий газ

1 котельной, отбираемый вентилятором, или газогенераторы типа УГ-4,5, УГ-б,.

УГГ-7,5, или любой другой источник.

Усгройство для регулирования концентрции углекислого газа в воздухе теплицы работает следующим образом.

55

5 155658

В заданное программным блоком время сигнал разрешения с программно-» го блока 1 поступает на входы первого элемента И 2 и второго элемента И 3, подготавливая устройство к работе.

Устройство 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 газа в теплицах должна быть низкой, например равной 0,05Х объемных единиц.

Режим работы, задаваемый исполнительным блоком 9, например магнитным пускателем, в пасмурную погоду представляет собой циклическое включение и отключение источника 10 углекислого газа в заданном блоком выработки 8

1 режимов интервале, например: 30 мин— работа и 50 мин — пауза, при поступ- 30 лении 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- 45 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 по4 6 низится таким образом, что с выхода третьего порогового элемента 12 поступление сигнала прекратится, то на входе первого элемента И 2 снимается сигнал запрета после второго

Ф 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 сигнал на входе второго элемента И 3 и одновременно сигнал запрета с выхода первого элемента HH 7 на входе пер-: вого элемента И 2. Несмотря на то, что сигнал с выхода первого порого-, вого элемента 5 продолжает постуBaTb! на соответствующий вход первого элемента И 2, сигнал с выхода первого элемента И 2 не приходит на первый вход блока 8 выработки режимов, а поступает сигнал на второй вход с вью. хода второго элемента И 3. При этом от блока 8 выработки режимов поступает сигнал на исполнительный блок 9, соответствующий режиму работы источника 10 углекислого газа в солнечную погоду, при котором концентрация углекислого газа в воздухе теплицы дозвона быть более высокой, например

О, 1Х объемных единиц. Если при этом концентрация углекислого газа достигнет заданного значения, появится сигнал на выходе четвертого порогового элемента 13, который через третий элемент НЕ 15 отключит сигнал с выхода второго элемента И 3, и источник 10 углекислого газа окажется отключенным до тех пор, пока концентрация углекислого газа не снизится (пока не исчезнет сигнал с выхода четвертого порогового элемента 13).

Режим работы исполнительного блока 9 задает блок 8 выработки режима:

1 программа — непрерывная работа блока 9 от Т„„ до Т„он, 2 программа— прерывистая "работа — пауза" — Т о

Tnovg

В процессе углекислотной подкормки производится непрерывный контроль температуры воздуха в теплице с помощью датчика 16 температуры, с выхода которого поступает сигнал на вход пятого порогового элемента 17.

Если температура воздуха в теплице окажется ниже заданной (при которой производить подкормку растений угле1556584

Формула изобретения

Устройство 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

Составитель Л. Пантелеева

Техред JI ° Îëèéíûê КоРРектоР М. Самборская

Редактор М. Недолуженко

Заказ 669 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 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. режимов, третьим, четвертым, пятым пороговыми элементами, тремя элементами НЕ, двумя элементами И, датчиком

5 температуры воздуха в теплице, при этом входы первого элемента И соединены соответственно с выходом программного блока, первого порогового элемента, первого и второго элементов

НЕ, а выход второго порогового элемента связан с входом первого элемента НЕ и первым входом второго элемента И, остальные входы которого подключены. соответственно к выходам программного блока и третьего элеменI та НЕ, при этом выходы элементов И соединены с соответствующими входами блока выработки режимов, выход которого связан с входом исполнительного блока, причем выход газоанализатора подключен к входам третьего и четвертого пороговых элементов, выходы которых соответственно соединены с входами второго и третьего элементов

25 НЕ, причем датчик температуры воздуха в теплице через пятый пороговый элемент связан с катушкой электромагнитного реле, управляющие контакты которого включены в цепь питания исполнительного блока.