Устройство для регулирования температуры воздуха в теплицах с трубным обогревом

 

Изобретение относится к растениевод- CTBV в сооружениях защищенного грунта. Цель изобретения - оптимизация процесса регулирования температурного режима и - тем исключения влияния систем гр оного обогрева теплиц друг на друга через коллектор обратной теплофикационной воды. Для регулирования юмперат ры смотанного теплоносителя в ичройстве применен стрчйный вихревой смесительный клапан 2. Температурный режим в теплице регулир е1ся с помощью двухходового регу.шр юте о клапана 4, причем давление прямою юплоС/1 С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5!)5 А 01 С(9 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4422875/!5 (22) 1.05.88 (46) 30.!2.9!. Бюл, № 48 (71) Институт проблем управления и B(есоюзный центральный научно-исследовательский и проектный институт «Гипронисельпром» (72) Г. Г. Молчанов, В. П. Силанчев, К. Б. Норкин, О. А. Костылев, А. И. Подольский, В. И. Каширин и В. А. Конлраи1ов (53) 631.344.8 (088.8) (56) Авторское свидетелы.по <:СР № 1634175, кл. А 01 Ci 9/24, !987. (54) УСТРОЙСТВО 1.1Я РЕ! х, l l l I ÎÂÀНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВО:!ЛУXA В ТЕП;1ИЦАХ С ТРУБНЫМ ОБО1 РЕВОМ (57) Изобретение (1-(носится к ры<тениеволству в сооружениях загцигценного груHT;I.

Цель изобретения - оптичизация процесса регулировыl ия температурного режима теч исключения влияния систем труоного об<и.рева теплиц 1pvI на <ругй через кол1E !<тор обратной тепло(пикыционной возы.. 1г!я регулирования г(III< ратуры сxl(III3IIIIol теплоносителя !3 усl 1(îé(.òâå применен còð йный вихревой смеси(ельный клапан 2. Течпературиый р.жич в теплице р(. гулирусгся с 1 очошью пвуххолового регулируюи!<: о

4, lip 1!и(. м !1! Вл(. Illl(. ill!!I (l()! > 1 (. Il,зо1701176

10 клапан 4 носителя стабилизируется на питающем грубопроводе 5 регулирующим клапаном 6 с регулятором 7 давления «после себя», установленными перед коллектором 8 прямого теплоносителя. Вход циркуляционного насоса 3 каждой теплицы соединен через гидравлическое регулируемое сопротивление 18 и обратный клапан !7 с отводящим трубопроводом 11 системы 1 обогрева теплиц.

Г1ри этом проводимость обратного клапана 17 направлена от отводящего трубопровода 13 к входу насоса 3. Кроме того, на регулятор 19 клапана 4 подается дополнительный сигнал, информирующий о температуре

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к растениеводству в сооружениях защищенного грунта.

Цель изобретения — оптимизация процесса регулирования температурного режи»а путем исключения влияния систем трубного обогрева теплиц друг на друга через коллектор обратной теплофикационной воды.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство .для регулирования температуры воздуха в теплицах с трубным обогревом содержит системы 1 трубного обогрева теплиц (показано две из общего количества входящих в один блок) со струйными вихревыми смесительными клапанами 2, циркуляционными насосами 3 и двухходовыми регулирующими клапанами 4, которые запитываются от источника теплоснабжения»о питающему трубопроводу 5 через (гидравлический) регулирующий клапан 6 с (гидравлическим) регулятором 7 давления «после себя» и коллектор 8 прямой теплофикационной воды. Радиальный вход струйного вихревого смесительного клапана 2 при помощи подводящего трубопровода 9 подсоединены к коллектору 8 прямой теплофикационной воды. Выход струйного вихревого смесительHого клапана 2 соединен с входным трубопроводом 10 отопительной трубной системы 1, выходной трубопровод I отопительной системы 1 подключен к входному патрубку циркуляционного насоса 3. Выходной патрубок циркуляционного насоса 3 соединен с входом обратного клапана 12 и входом двухходового регулирующего клапана 4.

Выход обратного клапана 12 соединен с тангенциальным входом струйного вихревого смесительного клапана, а выход двухходового регулирующего клапана 4,соединен отводящим трубопроводом 13 с коллектором 14 обратной теплофикационной воды, который через сбрасывающий трубопровод 15 соединен с источником теплоснабжения.

55 смешанного теплоносителя. Для исключения шунтирования системы 1 трубного обогрева в каждой теплице между выходным. патрубком насоса 3 и тангенциальным входом клапана 2 включен в прямом направлении обратный клапан 12. Устройство позволяет повысить качество поддержания и регулирования температурных режимов микроклимата, устранить кавитационные режимы работы циркуляционных насосов и завоздушивание (запаривание) трубной системы обогревателей, повысить устойчивость системы регулирования температурных режимов микроклимата, надежность при увеличении ресурса работы. ил.

Лвухходовой регулирующий ос на щен электроприводом 16.

Кроме того, выход двухходового регулирующего клапана 4 соединен трубопроводом через обратный клапан 17 и гидравлическое регулируемое сопротивление 18 с входным натру бком циркуляционного насоса 3. Управляющий вход электропривода 16 соединен с выходом регулятора 19 с датчиком 20 температуры воздуха в теплице. Остальные входы регулятора 19 связаны с датчиком 21 температуры смешанной теплофикационной воды во входном трубопроводе системы 1 обогрева теплицы и датчиками 22 метеофа кторов.

Устройство работает следующим образом.

После подачи тепла от источника теплоснабжения (гидравлический) регу..ирующий клапан 6 отслеживает командный сигнал от (гидравлического) регулятора 7 давления стабилизируя давление после себя в соответствии с установленным заданием. Заданное стабилизированное давление устанавливается в коллекторе 8 прямой теплофикационной воды и через по,3,водящие трубопроводы 9 подается к радиальным входам струйных вихревых смесительных клапанов 2 теплиц.

На тангенциальные входы струйных вихревых смесительных клапанов 2 теплиц поступает теплофикационная вода, которая прошла по системам 1 трубного обогрева теплиц т. е. охлажденная (обратная теплофикационная вода). Из условий принципа действия струйного вихревого смесительного клапана 2 следует, что изменяя параметры воды, поступа1ощей по тангенциальному входу, можно воздействовать на расход воды поступающей по радиальному входу клапана, т. е. увеличение давления в тангенциальном входе уменьшает расход в радиальном и наоборот. В свою очередь изменить гидравлические параметры на тангенциальном входе

»ажно при помощи двухходового регулирующего клапана 4.

170117á

В зависимости от положения двухходового регулирующего клапана 4 и перепада давлений до и после клапана, через него протекает расход теплофикационной воды, который определяет величину расхода прямой и теплофикационной воды, поступающей в систему 1 трубных обогревателей теплицы.

Кроме того, в контуре, который состоит из струйного вихревого смесительного клапана 2, системы 1 трубных обогревателей, циркуляционного насоса 3 и обратного клапана 12, постоянно циркулирует теплофикационная вода, расход которой определяется параметрами циркуляционного насоса 3 и гидравлическим сопротивлением контура.

Соотношение охлажденной, обратной после системы трубного обогрева теплицы, теплофикационной воды и поступающей прямой теплофикациойной воды определяет температурные параметры смешанной теплофикационной воды, которая протекает по вход= ному трубопроводу 10 от выхода струйного вихревого смесительного клапана 2 к отопительной трубной системе 1. Из вышеизложенного следует, что существует прямая зависимость между положением двухходового регулирующего клапана 4 и температурой смешанной теплофикационной воды в системе 1 трубных обогревателей теплицы, тепловой потенциал которой определяет температуру воздуха в теплице. Положение нлунжера двухходового регулирующего клапана 4 пропорционально обобщенному сиг- рр налу управления, который поступает от регулятора 19. Этот сигнал управления вырабатывается на основании информации, поступающей от датчика 20 температуры воз- духа в теплице, от датчика 21 температуры смешанной теплофикационной воды во входном трубопроводе 10 системы 1 трубного обогрева теплицы, и от датчиков 22 метеофакторов (этот сигнал может быть или обобщенным в виде нескольких сигналов, или по каждому параметру) . Через обратный клапан 17 и регулируемое гидравлическое

40 сопротивление 18 происходит дополнительная подпитка системы 1 отопления каждой теплицы при закрытом двухходовом регулирующем клапане 4, так, практика эксплуатации систем теплоснабжения действующих тепличных комбинатов показала, что при полном закрытии двухходового регулирующего клапана 12 он имеет протечки, которые приводят либо к увеличению времени охлаждения системы 1 обогрева, либо, в случае больших протечек, к повышению температуры смешанной теплофикационной воды.

Подпитка системы 1 обогрева теплицы через обратный клапан 17 и регулируемое, гидравлическое сопротивление 18 исключает подобные явления. Кроме того, при падении давления по каким-либо причинам в отводя- 55 щем трубопроводе 13 обратный клапан 17 закрывается и предотвращает утечку жидкости из контура отопления теплицы через гидравлическое регулируемое «опротивление 18.

Величина подпитки (расход) теплофикационной воды из отводящего трубопровода 13 в каждом конкретном случае должна быть отрегулирована при помощи гидравлического сопротивления 18, так как, вопервых, один из случаев режима работы системы обогрева является режим с более низким уровнем давлений теплофикационной воды в трубных обогревателях, а во-вторых, конкретный двухходовой регулирующий клапан 4 имеет только ему присущие характеристики как по расходу, так и по протечкам, хотя в массе для одного типа прибора они очень близки.

Другим положительным качеством наличия обратного клапана 17 и гидравлического сопротивления 18 является возможность регулирования температуры смешанной теплофикационной воды, а следовательно, температуры воздуха в теплице при отключенном циркуляционном насосе.

Использование свойств струйного вихревого смесительного клапана 2, таких как воздействие потока жидкости тангенциального входа на ноток жидкости радиального входа при одновременном качественном перемешивании жидкостей с различными температурными параметрами для получения суммарного потока с равномерными температурными параметрами, а также использование таких свойств гидравлических

Систем, как практическая несжимаемость жидкости при заданных рабочих давленHRx, дает возможность обеспечения характеристик автоматических систем. При этом выбором расходных характеристик двухходового

I регулирующего клапана 4 можно четко регламентировать максимальную температуру смешанной теплофикационной воды при заданных значениях прямой теплофикационной воды, одновременно обеспечит» заданную, независящую от внешних факторов циркуляцию теплофикационной воды в контуре отопления теплицы. Поскольк в контуре отсутствуют элементы с большим переменным гидравлическим сопротивлением, внутри контура нет необходимости вводить элементы дополнительной регулировки. С другой стороны, использование в системе теплоснабжения струйного вихревого смесительного клапана, не имеющего никаких подвижных частей кроме потоков жидкости, значительно повышает надежность и долговечность, и при этом снижает стоимость устройства. Это связано с тем., что вихревой смесительный клапан изготавливается из стандартных труб общепромышленного назначения, причем основным технологическим процессом является сварка и слесарные работы по шаблонам.

В устройстве использован двухходовой регулирующий клапан, промышленно выпускаемый отечественной промышленностью.

1701176

Формула изобретения

Н.

Составитель Л Пантелеева едактор Н. Шитев Тех ед А. К авч к

Заказ 4484 ред . Кравчук Корректор И. Эрдейи

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, !О1

В случае отказа двухходового клапана 4 и даже циркуляционного насоса 3 система позволяет поддерживать заданные параметры в ручном режиме управления. Применение подпитки через регулируемое гидравлическое сопротивление 18 обеспечивает возможность устранения внезапных отказов, связанных с возникновением паровых и воздушных пробок в системе 1 трубного обогрева, а следовательно, также повышает надежность и ресурс трубной системы 1 отопления теплиц. наличие в устройстве обратной связи нб "темйературе смешанного теплоносителя через регулятор 19 повышает устойчивость системы 1 отопления, что дает возможность как повысить коэффициент усилия системы, а следовательно, и ее точность, так и повысить быстродействие отопительной системы 1 теплицы, т. е. возможность корректировки с учетом быстродействующих метеофакторов.

Все это в совокупности повышает качество регулирования микроклимата в теплице, что в конечном счете повышает урожайность выращиваемых в ней культур.

Устройство для регулирования температуры воздуха в теплицах с трубным обогревом, содержа1цес общие для всех . теплиц блока питающий и сбрасываюший трубопроводы с коллекторами прямой и обратной теплофикпц инной воды, установленный на питакпцсм трубопроводе до коллектора прямой I ñ0ïîôèûlll,èîííîé воды обший регулирующий к.ш;1ап с регулятором давления

«после себя», расположенные в каждой кllлице блока подводящий и отводягций грубопроводы теплофикационной воды к системе трубного обогрева, регулятор 1смш ра5 туры, входы которого связаны с выходами датчиков метеофакторов, температуры воз духа в теплице и смешанной теплофикационной воды в подающем трубопроводе, циркуляционный насос, входной патрубок которого через последовательно соединенные гидравлическое регулируемое сопротивление и первый обратный клапан сообщен с отводящим трубопроводом теплофикационной воды и выходом двухходового регулирующего клапана, при этом вход последнего

15 и выходной патрубок циркуляционного насоса объединены и связаны с входом второго обратного клапана, выход которого подключен к первому входу трехходового смесительного клапана, причем второй вход последнего сообщен посредством подводяшего трубопровода соответствуюшей теплицы с коллектором прямой теплофикационной воды, а выход связан с входным трубопроводом системы трубного обогрева соответствующей теплицы, отличающееся тем, что, с целью оптимизации процесса регулирования путем исключения влияния систем трубного обогрева теплиц друг на друга через коллектор обратной теплофикационной воды, двухходовой регулирующий клапан снабжен электроприводом, с управляюшим входом котоЗ1 рого соединен «1 хо 1 регулятора температуры, а трехходо ной смесительный клапан выполнен в виде струйного вихревого смесительного клапана, первым входом которого является тангенциа.1ьный вход, а вторым — радиальный,