7.6. Автоматическое управление температурным режимом в блочных теплицах
СУ температурным режимом для холодного (режимом обогрева) и теплого (режимом вентиляции) времени года существенно различаются.
СУ режимом обогрева. В холодное время года управление температурным режимом в теплице может быть обеспечено за счет изменения температуры t (качество) или расхода G (количество) теплоносителя.
Температуру теплоносителя изменяют с помощью трехходового смесительного клапана 9 (см. рис. 7.2), сконструированного таким образом, что при перемещении плунжера h (рис. 7.4, а) расходы горячей G1 и охлажденной G2 воды изменяются в равных долях, но с разным знаком. Поэтому суммарный расход воды через клапан GТ от положения плунжера не зависит, но температура tт ее изменяется. Заметим, что это положение выполняется только при стабильном и одинаковом давлении в обоих входных патрубках
(Р1 =Р2)
Типовой
вариант САУ — одноконтурная система
управления отклонением температуры
tBH
внутри теплицы (рис. 7.5).
Рис. 7.4. Трехходовой смесительный клапан
(а) и кривые разгона для теплицы по каналу
h
tвн(6):
1,
2, 3 — кривые разгона
Рис. 7.5. Функциональная схема САУ температурой в блочной теплице в режиме обогрева (а) и в режиме вентиляции (б):
1 — системы трубного обогрева; 2 — трехходовой смесительный клапан; 3— насос; 4 — форточки; 5— исполнительные механизмы привода форточек
Горячая вода из тепловой сети поступает во входной горизонтальный патрубок трехходового смесительного клапана 2. Одновременно насос 3 подает во входной вертикальный патрубок определенное количество охлажденной воды, прошедшей уже по трубам системы обогрева теплицы 7. Образующаяся в результате смешивания потоков вода с температурой /V поступает в систему обогрева теплицы. Температура в средней точке теплицы (измерительный преобразователь ТЕ1) поддерживается ПИ-регулятором ТС1, управляющим клапаном 2.
В ночные часы, когда фотосинтеза нет, температура в теплице должна быть понижена на 4...6 °С. Операция понижения температуры называется технологическим переходом «день—ночь» и выполняется по команде реле времени КТ1 (см. рис. 7.5, а). Это реле должно быть настроено таким образом, чтобы к восходу солнца теплица была уже разогрета.
В дневные часы температура воздуха в теплице автоматически корректируется в зависимости от уровня естественной освещенности, измеряемой преобразователем NE1. В корпусе преобразователя объединены фотодиод и усилитель. Корпус накрыт рассеивателем света шарообразной формы.
Кривая 3 разгона для теплицы (см. рис.
7.4, б) представляет собой результирующую
двух кривых: 1 — по каналу tт
tвн
и 2 — по каналу Gт
tвн.
СУ режимом вентиляции. В теплое время года управление температурным режимом в теплице может быть обеспечено за счет изменения степени открытия форточек или за счет действия системы испарительного охлаждения.
Требуемая степень открытия форточек обеспечивается работой самостоятельной одноконтурной САУ отклонением температуры в средней точке теплицы (рис. 7.5, б).
Независимость действия обеих САУ температурным режимом возможна благодаря тому, что регулятор температуры в режиме вентиляции срабатывает при температуре на 2...4 oС выше, чем регулятор в режиме обогрева.
Регулятор температуры ТС1 (рис. 7.5, а) действует по П-закону, поддерживая соотношение между температурой в теплице (преобразователь ТЕ2, рис. 7.5, б) и степенью открытия форточек 4 (преобразователь НЕЗ). Диапазон срабатывания регулятора автоматически корректируется в зависимости от уровня естественной освещенности (преобразователь NE2), а предельная степень открытия форточек — в зависимости от текущего значения наружной температуры, контролируемой измерительным преобразователем ТЕЗ.
В зависимости от направления и силы ветра регулирующее воздействие с помощью переключателя HS может быть направлено к одному из двух рядов форточек или к обоим одновременно.
В современных САУ вентиляцией теплиц применяют устройства защиты, закрывающие форточки при аварийной скорости ветра. Соответствующая команда выдается спустя 60 с после того, как чашечный анемометр зафиксировал аварийную ситуацию. Спустя 2500 с (время хода исполнительного механизма) должен поступить сигнал, подтверждающий закрытие форточек. Запрет на открытие форточек снимается только через 300 с после того, как скорость ветра понизится до нормального значения.