книги из ГПНТБ / Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие

ная ОТ-400 (облучатель тепличный). Обе лампы имеют высокую эф­ фективную отдачу и термостойкое стекло. Наличие отражателей на колбах позволяет эксплуатировать лампы без арматуры.

Предпринимаются попытки использования газоразрядных ламп сверхвысокого давления. Наиболее подходящей для облучения расте­ ний является ксеноновая лампа ДКСТВ-6000 с водяным охлаждением, мощностью 6000 Вт. Но сложность эксплуатации и высокая единичная мощность лампы сдерживают пока ее применение в теплицах.

Светотехнический расчет установок для облучения растений.

Расчет сводится к определению числа ламп для облучения заданной

При расчете облучателей с газоразрядными лампами высокого

значения принимают для ламп с меньшей эффективной отдачей. Число ламп, мощностью Рл каждая, для облучения заданной пло­

щади определяется по формуле:

N =

Размещаются лампы, как правило, квадратными или прямоуголь­ ными полями. Расчеты по удельной мощности довольно просты, но не точны, так как не учитывают эффективную отдачу ламп. При срав­ нительном расчете числа облучателей с лампами различной фитоот­ дачи, но одинаковой мощности, этот метод даст одинаковое их число.

Более точным является р а с ч е т по э ф ф е к т и в н о й о б ­ л у ч е н н о с т и , которую надо создать для нормального роста расте­ ний. Необходимая полная мощность (кВт) на облучение в этом случае подсчитывается так:

где S 0 — площадь облучаемой поверхности, м2; Нф — фитоотдача ламп, мфт/Вт; Еф— необходимая облученность, мфт/м2;

К — коэффициент использования фитопотока.

Для рассады огурцов величину облученности нужно принимать не менее 8000 мфт/м2, для рассады томатов — не менее 10 000 мфт/м2. Фитоотдачу ориентировочно можно принять: для ламп ДРЛ-80-— 85 мфт/Вт, для ЛОР-1000 и других высокоэффективных ламп- — 120—130 мфт/Вт. Число ламп определяется так же, как и в первом методе.

150

Иногда S' справочных данных облучателя указывается, на какую площадь 50б., он может быть использован. Тогда число облучателей N для площади S 0 можно рассчитать по формуле:

(Ю -З)

Экономический расчет облучателей. При возможности использова­ ния нескольких видов облучателей выбор наиболее подходящего делают на основании экономического расчета. В себестоимость продук­ ции в качестве основной составляющей входят годовые затраты на процесс облучения, складывающиеся из амортизационных отчисле­ ний Са, стоимости электроэнергии Сэ, стоимости ламп Сл, сменяемых за год, затрат на обслуживание С0.

Амортизационные отчисления вычисляются по формуле:

Цл — стоимость одной лампы; Гл — срок службы лампы, ч.

Затраты на обслуживание складываются из зарплаты обслуживаю­ щего персонала и затрат на текущий ремонт. В большинстве случаев удобнее считать все упомянутые виды затрат на 1 м2 облучаемой пло­ щади.

Следует помнить, что одна величина годовых затрат на облучение не позволяет еще сделать окончательного выбора установки. Нужно определить ту часть себестоимости продукции для различных источ­ ников, которая обусловлена облучением, и сравнить эти величины. Может оказаться, что более дорогая установка дает больший прирост урожая, и, следовательно, экономически она более эффективна.

Автоматизация облучающих установок. Кроме очевидной цели сокращения затрат ручного труда и занятости обслуживающего пер-

151

сонала, автоматизацию осуществляют для обеспечения необходимой продолжительности светового периода суток и оптимального согласо­ вания естественного и искусственного освещения. Продолжительность светового периода обычно задается уставкой на реле времени с суточ­ ным ходом (например, 2РВМ), которое управляет коммутирующим аппаратом, включающим и отключающим облучающую установку. Реле времени обычно задает общую продолжительность светового периода. Однако в пределах этого периода появляется возможность использовать естественный свет и отключать облучающую установку. Задача включения и отключения облучающей установки в зависимо­ сти от уровня естественной освещенности, как правило, возлагается на специальное устройство, в основе которого лежит фотоэлемент. Фотоэлемент постоянно измеряет естественную освещенность на уровне растений и через усилитель подает команды на включение или отклю­ чение облучающей установки.

10.2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТОВОГО ДНЯ НА ПТИЦЕФЕРМАХ

Наибольшее воздействие на процессы жизнедеятельности орга­ низма животных и птиц оказывает изменение продолжительности све­ тового периода суток. Эта зависимость названа фотопериодизмом.

Конкретные данные по продолжительности и уровню освещенности наиболее благоприятного режима для птиц приводятся в специаль­ ной литературе и являются зачастую противоречивыми, но требова­ ния к установкам автоматического искусственного освещения могут быть сформулированы достаточно четко. Установка должна обеспе­ чивать равномерную по всему помещению освещенность, не ниже нор­ мируемой (по современным данным 40—70 лк); автоматически вклю­ чаться, если естественная освещенность ниже этого уровня; автома­ тически обеспечивать необходимую продолжительность светового периода и при необходимости менять ее в течение года; автоматически имитировать рассвет и сумерки в помещении. В настоящее время еще четко не определен оптимальный спектральный состав света для птиц,

поэтому для освещения применяются и лампы накаливания, и люми­ несцентные лампы.

Для обеспечения необходимой продолжительности светового пе­ риода суток и ступенчатой имитации рассвета и вечерних сумерек промышленностью выпускается а в т о м а т в к л ю ч е н и я с в е т а АВС с программным устройством (рис. 77).

Программное устройство оборудовано пружинным часовым меха­ низмом с недельным заводом и контактным латунным барабаном, со­ вершающим один оборот в сутки. На барабане вырезана программа включения. Контактные пружины 41 и 42, скользя по барабану,

попадают в вырезы. Тогда контакт между барабаном и пружиной раз­ рывается.

В утренние часы (до рассвета) замыкается контакт 42, и катушка реле ЗР получает питание. Контактами ЗР2 включается часть освеще­

152

ния птичника. Через 20 мин замыкается контакт 41, включается реле 2Р. Контактами 2Р2 включается контактор КЛ и все освещение птичника. С наступлением рассвета срабатывает фотореле, которое контактом 1Р1 снимает питание с контактного барабана, при этом отключаются катушки реле 2Р и ЗР и все освещение. С наступлением темноты фотореле через реле 1Р вновь включает все освещение. В уста­ новленное время разрывается контакт 42, отключается катушка

Рис. 77. Схема автоматического управления дополнительным освеще­ нием птичника.

контактора и с ней 85 °о всей мощности освещения. Через 20 мин раз­ рывается контакт 41, освещение отключается полностью.

Фотореле собрано по мостовой схеме, одним плечом которой яв­ ляется фотосопротивление ФС-К1. В диагональ моста включен участок сетка — катод лампы 6П9. Для того чтобы фотореле включало и выклю­ чало свет при одной и той же освещенности, в схеме предусмотрено шунтирование части сопротивлений моста контактами 1РЗ.

Для перехода на ручное управление из автомата вынимают про­ граммное устройство (часовой механизм с барабаном), которое присое­ диняется штепсельными соединениями Шъ Ш2, Шя, ZZ/4. При этом бло­ кировочное устройство БК переводит автомат на ручное управление.

При монтаже автомат включения света устанавливают внутри птичника. Фотосопротивление размещают вблизи окна глазком внутрь, под защитным колпаком.

153

В дополнение к этому программному устройству может быть при­ менен прибор, автоматически меняющий с течением времени уставку контактов 41 и 42, то есть по заданной программе увеличивающий или уменьшающий продолжительность светового периода суток.

При применении люминесцентных ламп большой интерес пред­ ставляет унифицированная серия бесконтактных регуляторов осве­ щенности типа «Спектр».

В серию «Спектр» входят регуляторы для групп ламп мощностью 10, 20, 30 и 50 кВт. Регуляторы этой серии предназначены для плав­ ного регулирования освещенности всех типов люминесцентных ламп. Допускается подключение наряду с люминесцентными и ламп накаливания. Предел регулирования по световому потоку 1 : 200. Установка комплектуется тремя дистанционными пультами управле­ ния. Кроме плавного регулирования, она позволяет мгновенно вклю­ чать и выключать нагрузку с любого промежуточного значения осве­ щенности.

Контрольные вопросы

1.Какие лампы используются для облучения растений в теплицах и каковы их особенности и недостатки?

2.Какие существуют методы расчета облучающих установок в теплицах?

3.Как подсчитать экономическую эффективность использования облучающей установки в теплице?

4.Каковы цели автоматизации облучающих установок в теплицах?

5.Для чего нужна автоматизация освещения в птичниках? Какими средствами она осуществляется?

11. УСТАНОВКИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

11.1. ИСТОЧНИКИ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ

Целью искусственного ультрафиолетового облучения животных является компенсация недостатка естественной ультрафиолетовой радиации в зимнее время и при содержании животных в помещении.

для ультрафиолетового облучения животных используются лампы, дающие эритемный поток: ЛЭ-15, ЛЭ-30-1, ЛЭ-Р40. Эти лампы кон­ структивно не отличаются от люминесцентных ламп и включаются в сеть с теми же ПРА, что и люминесцентные лампы соответствующей мощности. Некоторые данные, характеризующие эти лампы как источ­ ники ультрафиолетового излучения, приведены в табл. 3.

Лампа эритемная рефлекторная ЛЭ-Р40 рассчитана на работу при температуре воздуха от 5 до 50 °С, изготовлена из увиолевого стекла. На внутреннюю поверхность трубки нанесен рефлекторный слой.

154

Т а б л и ц а 3

Основные параметры эритемных ламп

Угловой размер поверхности колбы, не покрытой рефлекторным слоем, составляет 130 rh 10°. Лампа имеет люминофорное покрытие. Наличие рефлектора позволяет эксплуатировать ее без дополнительных отра­

Для стерилизации воздуха в помещениях, воды, тары, кормов и т. д. используются ультрафиолетовые бактерицидные лампы типа ДБ. Устройство и аппаратура их включения такие же, как у люминес­ центных ламп той же мощности. Основные параметры ламп ДБ при­ ведены в табл. 4.

155

Т а б л и ц а 4

Лампы высокого давления

Лампы низкого давления

Кроме перечисленных ламп, в сельском хозяйстве применяются дуговые трубчатые лампы высокого давления типа ДРТ (старое обоз-

Рис. 79. Кривые распределения эритемного потока излуче* ния для ламп:

а —ДРВЭД-220-250 (/) и ДРВЭД-220-250-2 (2); б—ДРВЭД-220-250-3.

начение ПРК), излучающие ультрафиолетовый поток в широком диапазоне длин волн. Они используются в качестве мощного источ-

156

ника эритемного и бактерицидного излучения. Основные параметры ламп ДРТ (ПРК) приведены в табл. 4.

Установки для облучения. Промышленностью выпускается не­ сколько видов ультрафиолетовых облучающих установок для

сельского хозяйства. Наиболее широкое применение нашли установки ЭОС-1-30; УФ03-1-375; ЛЭСХ-2-40/30. Стационарный облучатель-све­ тильник ЭОС-1-30 имеет лампу ЛЭ-30 в качестве источника и лампу накаливания — в качестве балласта и источника света; выпускаются

157

также облучатели ЭО-1-ЗОС с лампой ЛЭ-30, с обычным дросселем и

11.2. РАСЧЕТ СТАЦИОНАРНЫХ ОБЛУЧАЮЩИХ УСТАНОВОК

Целью расчета стационарных облучающих установок является чаще всего определение времени облучения (экспозиция). Известно,

что количество облучения Н, или доза облучения, определяется через облученность Е

При облучении животных количество облучения должно быть равно нормируемой дозе А, тогда время t:

Таким образом, для расчета времени облучения животных стацио­ нарной установкой необходимо знать облученность Е, создаваемую

158

источником на поверхности облучения, и нормируемую дозу облуче­ ния А. Для большинства широко применяемых ламп величина облу­ ченности при различной высоте подвеса подсчитана и сведена в табл. 5.

Т а б л и ц а 5

Нормируемые суточные дозы облучения также приводятся в таб­ лицах. Некоторые из них приведены в табл. 6.

По данным двух таблиц (5 и 6) и при известной высоте подвеса ламп можно легко определить время облучения. Облученность Е в табли­ цах дается для лампы без арматуры, поэтому при использовании арма­ туры нужно учитывать ее влияние (отражение части потока вниз) введением коэффициента карм:

Величина карк принимается равной 1,2—1,4; высота подвеса облу­ чателей — 1,0—2,5 м (для мощных источников большие значения высоты).

Этот метод расчета прост, но пригоден или для одной установки, или для нескольких, не создающих суммарный поток. Кроме того, нужно учитывать, что приведенные формулы справедливы только в случае малых площадей облучения, на которых величину облучен­ ности Е можно принять постоянной. Практически же величина Е различна в разных точках площади облучения, поэтому для уточне­ ния расчета всегда лучше подсчитать облученность в нескольких точ-

159