Устройство для автоматического управления температурой

 

Изобретение относится к технике автоматического управления, а именно к системам регулирования тепловых режимов. Целью изобретения является повышение точности регулирования температуры и, как следствие, экономия энергии, а также повышение продуктивности животных. Цель достигается тем, что устройство для автоматического управления температурой, состоящее из отдельных подсистем, каждая из которых содержит датчики внутренней и наружной температуры, исполнительные механизмы и регулирующие органы, дополнительно снабжено вычислительными блоками, ключами и усилителями, причем выходы датчика наружной температуры являются входами вычислительных блоков, сигналы от которых через усилители и ключи идут на исполнительные механизмы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) щ) G 05 D 23/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4401010/24-24 (22) 02.02.88 (46) 07.08.90. Бюл. У 29 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ф.Я.Изаков и Т.В.Гулько (53) 621.555.6(088.8) (56) Бобиков Y..À., Косинский А.В.

Элементы и устройства автоматики.—

М.: Высшая школа, 1975, с.443-445.

Нефелов C.Â., Давыдов Р.С.. Тех.ника автоматического регулирования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. — М.: Стройиздат, 1984, с. 297-306..(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЧ ТЕМПЕРАТУРОЙ (57) Изобретение относится к технике

Изобретение относится к технике автоматического управления, а имен,но к системам регулирования тепловых ,режимов и может быть использовано в сельском хозяйстве для обеспечения микроклимата животноводческих помещений, оснащенных теплообменными установками, предназначенными для

Утилизации тепла, выбрасываемого вытяжной вентиляцией иэ помещения (наПример, коровников, свинарников, птичников и т.п.)

Целью изобретения является повы1вение точности устройства и, как

jëåäñòâèå, экономия энергии и повы-! шение продуктивности животных. автоматического управления, а именно к системам регулирования тепловых режимов. Целью изобретения является повышение точности регулирования. температуры и, как следствие, экономия энергии, а также повышение проЭ дуктивности животных. Цель достигается тем, что устройство для автоматического управления температурой, сос" тоящее иэ .отдельных подсистем, каждая из которых содержит датчики внутренней и наружной температуры, исполни-. тельные механизмы и регулирующие органы, дополнительно снабжено вычислительными блоками, ключами и усилителями, причем выходы датчика наружной температуры являюгся входами вычислительных блоков, сигналы QT Ko торых через усилители и ключи идут на исполнительные механизмы. 1 ил.

На чертеже изображена структурнофункциональная схема устройства.

Уетройство для автоматического управления температурой содержит датчик 1 наружной температуры, вычислитель 2 расхода теплоносителя, вычислитель 3 напряжения на коронирующих электродах теплообменника,вычислитель 4 мощности электрокалорифера, уси лители 5-7, ключи 8-10, исполнитель- и ные механизмы 11-1 3, регулирующие органы 14-16, датчик 17 температуры в помещении, задатчик 18 температуры в помещении, элементы 19 сравнения, усилитель 20, реле 21 времени, задат1583926 чики 22-24, температуры наружного воздуха, элементы 25-27 сравнения, усилители 28-30. При этом выходы датчика

1 наружной температуры являются входами элементов 25-27 и вычислителей

2-4, выходы которых через усилители

5-7 связаны с входами. ключей 8-10, которые подсоединены к исполнительным механизмам. Выходы усилителей 28-30 являются управляющими входами ключей, а выход датчика 17 внутренней температуры поступает на элемент 19 сравнения, выход которого через усилитель

20 подключен к входу реле 21,. времени,!5 выходы которого подсоединены к ключам 8-!О.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от датчика 1 наружной температуры сравнивается в одном из элементов 25-27 с заданным значением, выдаваемым задатчиками 22-24. На выходе одного иэ элементов сравнения (либо 25, либо 26, либо 27) появляет- 25 ся сигнал и через усилитель (либо 28, либо 29, либо 30) поступает на управляниций вход соответствующего ключа (либо 8, либо 9, либо 10), который коммутирует цепь управления либо.исполнительным механизмом 11, либо 12, либо 13, т.е. происходит подготовка управляющего канала для реализации . одного из режимов работы устройства.

В режиме регулируемой утилизации путем изменения расхода теплоноситег ля в вычислитель 2 заложен алгоритм, который рассчитывается исходя из следующего, угол поворота исполнитель5 ного механизма с пропорционален напряжению на выходе вычислительного блока U которое пропорционально тепловой мощности Я,л

Qq с(вн t<) где t - температура наружного воздун о ха, С, Св„— температура воздуха внутри помещения, С; с — коэфФициент пропорциональности.

Вычислитель 2 определяет угол поворота выходного вала реверсивного шагового двигателя.

Согласно укаэанному алгоритму, сигнал от вычислителя 2 через усилитель 5 и ключ 8 поступает на исполнительный механизм 11, который поворачивает регулирующий орган 14 заслонку на нужный угол.

В режиме регулируемой утилизации

30 путем изменения коэффициента теплопередачи теплообменника в вычислитель 3 заложен алгоритм, который можно представить в виде

0й 0 аРЕ0 (ВН)

Ф

-е

I макС

rae t

ЬИ температура наружного воз0 духа, С, температура внутреннего воздуха, С; о начальная температура, С, температурная постоянная, OC межэлектродное расстояние, см, предельная напряженность, кВ(см; максимальное напряжение на коронирующих электродах, кВ.

Постоянные, вводимые в вычислительное. устройство и зависящие от конкретных па- раметров объекта управления ф о

ТE кее,0 (Он )

U макс порциональности мощности квадрату напряжения Р !!

Вычислительный блок определяет мощность, необходимую для обогрева помещения, которая пропорциональна разности наружной и внутренней температурI

Согласно этому алгоритму командный сигнал с качислителя 3 поступает через усилитель 6 и ключ 9 на исполнительный механизм 12, управляющий напряжением на коронирующих электродах. В режиме низких температур в вычислитель 4 заложен алгоритм, который рассчитывается, исходя из прор=П=-О,.

Тепловая мощность определяется

158 и обеспечивает на зажимах калорифера напряжение, пропорциональное кор" ню квадратному из этой мощности

U c КР, где с, и с — коэффициенты пропорциональности.

Сигнал с вычислительного блока 4 поступает через усилитель 7 на ключ . 10 и исполнительный механизм 13, который устанавливает необходимую мощность на регулирующем органе 16 нагревательных элементов эпектрокалорифера. Если при работе какого"то режима температура воздуха в помещении все же понизилась, от датчика 17 температуры поступает сигнал в элемент 19 сравнения, где он сравнивает.ся с заданным. Полученный сигнал рассогласования через усилитель 20 поступает на реле 21 времени, сигнал,,с которого с определенной. выдержкой времени подается на ключ либо 8, ли бо 9, либо 10 работающего режима, Сигнал от реле 21 отключает поступ.,ление сигнала с канала по возмущению и управление исполнительными механиз мами (либо 11, либо 12, либо 13) осу цествляется по каналу отклонения, т.е. в зависимости от сигнала датчиКа 17 внутреняей температуры. При ис чезновении сигнала датчика 17 темпеатуры отключается канал управления о отклонению и включается канал: по

Р оз мущ ению .

392б

Рассчитанные указанным образом управляющие воздействия на подготовленНый (сигналом с одного иэ усилителей

8-30) канал управления передаются ри включении реле 21 времени, которое происходит при отклонении температуры внутри помещения ниже уровня, заданного эадатчиком 18.

Формула изобретения

Устройство для автоматического . управления температурой, содержащее

5 !

О

40 45

50 датчик и задатчик температуры в помещении, через первый элемент срав- нения соединенные с первым усилителем, датчик температуры наружного воздуха, подключенный к первым входам соответственно второго и третьего элементов сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым задатчиками температуры наружного воздуха, а выходы - с вто» рым и третьим усилителями, и три исполнительных механизма, соединенных соответственно с первым, вторым и третьим регулирующими органами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства и зкономии энергии, оно снабжено треть" им задатчиком температуры наружного воздуха, четвертым элементом сравнения, четвертым, пятым, шестым и седьмым усилителями, вычислителем расхода теплоносителя, вычислителем напряжения в теплообменнике, вычислителем мощности электрокалорифера, тремя ключами и реле времени, причем первый и второй входы четвертого элемента сравнения соединены соответственно с датчиком температуры наружного воздуха и третьим задатчиком температуры наружного воздуха, а его выход соединен с входом четвертого усилителя, выходы датчика наружной температуры соединены также с входами вычислителя расхода- теплоносителя, вычислителя напряжения в теплообменнике и вычислителя мощности электрокалорифера, выходы которых соответственно через пятый, шестой и седьмой усилители подключены к информационным входам соответственно первого, второго и третьего ключей, первые информационные входы указанных ключей соединены с выходами соответственно второго, третьего и четвертого усилителя, а их вторые информационные входы соединены с выходом реле времени, выходы указанных ключей соединены с входами соответствующих исполнительных механизмов, 1583926

Составитель В. Щефтель

Редактор И. Шулла Техред Л. Олййнык Корректор С. Шев куя

Заказ 2255 Тираж 656 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