Устройство для регулирования температуры в теплице

 

»935890

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 10.80 (2l ) 2996012/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

Q 05 D 23/30

9Ьаударвтммаый камитет

CCCP аа далем нзвбрвтеннк и аткрмткй

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22 (53 УДК621. .555.6 (088. 8) Дата опубликования описания 17.06.82 (72) Авторы изобретен%я

И. М. Михайленко, В. Н. Судаченко и Г. В. Че щобай

l, I"

Научно-исследоватепьский и проектно-технологичес и институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

В TEIIJINIlE

Изобретение относится к устройствам для регулирования неэлектрических величин, а именно к регулированию температуры в тепловых объектах и, в частности, титловых полей сооружений циями, например в теплицах.

Известно устройство дпя регулирования температурных полей, в котором отдельные отопительные приборы соединены..в отдельные группы и размешены в о определенных зонах отапливаемого сооружения. Группы приборов подключаются независимо и параллельно к питаюшей сети, а регулирование расхода в каждой

1S зоне производится отдельным регулятором (1) .

Однако указанное устройство в случае его использования для сооружений широтного типа с непосредственной связью между зонами обладает сушественными недостатками, так как независимое регулирование расходов тепла в группах отопительных приборов приводит к силь- . но колебательному процессу распространения тепла по объему сооружения, что приводит к увепиченито неравномерности температурного поля и перерасходу тепловой энергии. Это объясняется тем, что тепловые потери каждой зоны восполняются независимо от обшего энергетического состояния всего сооружения и других зон.

Наибсаее близким по технической сутпности к изобретению является устройство, где позонное регулирование подачи теплоносителя производится и осушествляется с учетом соседних зон. Здесь группа приборов включается только тот да, когда в соседней зоне температура ниже, чем в той зоне, где производится включение приборов (2) .

Однако для широтно расположенных сооружений с малым термическим сопротивлением использование таких устройств также приводит к колебаниям температур по плошади и объему сооружения, шинам которой подключены выходы четырех перепускных клапанов Р - 12, по вторым выходам которых подключены пе иметровые грутщы 5 — 8. Входы диагонально расположенных клапанов 9 и

10 соединены c . .выходами перепускного клапана 13, а входы клапанов 11 и 12 другой диагонали мостовой схемы ñîåдинены с выходами перепускного клапана 14. Входы клапанов 13 и 14 соединены с выходами смесительного клапана 1.5. Внутри теплицы датчики 16—

19 температуры расположены в местах ссвтряжения двух смежных внутренних групп с периметральными. B центре теплицы размещен центральный датчик

20 температуры. Снаружи теплицы внешние датчики 21 - 24 температуры размешаются на соответствующих сторонах сооружения и помещаются в специальные оребренные ветрочувствительные корпуса.

Датчики 21 — 24 внешней температуры и датчики, измеряющие внутреннюю температуру в теплице, 16 — 19 подключены к блокам коррекции 25.

Все пять датчиков, измеряюших внутреннюю температуру в теплице, 16 - 20 подключены к блоку осреднения 26, противоположно расположенные датчики 16 и 17 подключены дополнительно к дифференциальному регулятору

27, а датчики 18 и 19 - к дифференцаильному регулятору 28.

Блок осреднения 26 подключен к регулятору 29, к которому также подключен блок задания 30. Выход регулятора 29 соединен со смесительным клапаном 15. Выход дифференш алньного регулятора 27 соединен с перепускным клапаном 14. Выходы блоков коррекции

25 соединены с ператускными клапанами 9- 12.

Входы смеситепьного клапана 15 соединены с трубопроводами прямого тешоноситепя 31 и обратного теплоносителя 32.

Устройство дпя регулирования температуры в теплице работает следующим образом, В случае, когда отсутствует ветер и различия в уровнях щитока радиации на сторонах текинцы незначительны, темпе ратура в точках, измеряемых датчиками

16 — 19, одинакова с температурой в центральной точке датчика 20.

Сигналы от датчиков 16 — 20 поступают на блок осреднения 26, сигнал которого поступает на регулятор 29, 3 М5890 4 что недопустимо для теплиц, так как приводит к. снижению или потере урожая.

Пель изобретения — повышение точности и эффективности работы устройства.

С этой целью устройство, содержащее размещенные внутри теплицы и соединенные по мостовой схеме четыре группы внутренних отопительных элементов с центральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных эпемен- та с соответствукмпим каждому элементу периметровым датчиком температуры, размещенные вне теплицы четыре внеш них датчика температуры, блок осреднения, Входы которого связаны соответст венно с выходом центрального и каждого периметрового датчика температуры, а выход подключен к одному из входов регулятора, другой вход которого соединен с выходом блока задания, а выходсо входом смеситепьного клапана, установленного в трубопроводе теплоносителя, содержит четыре блока коррекции, два дифференциальных регулятора и шесть перепускных клапанов, один вход первого и второго из которых подключен к выходу смеснтельного клапана, другой их вход — к выходу соответствующего дифференциального регулятора, входы каждого из которых связаны с двумя противоположными пеуйметровыми датчиками температуры, выход каждого из которых, в свою очередь, связан с одним из входов соответствующего блока коррекции, другой вход которого подключен к выходу соответствующего внешнего датчика температуры, а его выход - соответств жно,с одним входом третьего, четвертого, пятого и шестого перепускного клапана, один выход каждого из которых соедин ж с соответствующим пеуиметровым отопительным элементом, а другой выходс соответствующей точкой диагонали мостовой схемы соединения внутре псих отопительных элементов, п1жчем один и другой выходы nepaoro и второго пере- 4 пускных клапанов подключены соответственно к другому входу третьего, пятого, четвертого и шестого перепускных клапанов.

На чертеже представлено предлагаемое О устройство.

Устройство содеркит отопительные элементы, равномерно распределенные по плошади теплицы, щи этом они разделены на четыре внутренние группы 14 и четыре пеуиметромае группы 5-8.

Внутренние группы 1-4 соединяются между собой по мостовой -.хеме, к вер9358 куда подается сигнал с блока задания

30. Регулятор 29, воздействуя на смесительный клапан 15, увеличивает температуру теплоносителя на входе в систему отопления, если средняя темпера- 5 тура в сооружении ниже заданной и уменьшает температуру теплоносителя, если средняя температура в сооружении выше заданной.

Так как температуры во всех четырех 10 точках 16 - 19 одинаковы, то сигналы на выходах дифференциальных регуляторов равны нулю и поэтому теплоноситель с выхода смесительного клапана 15, . оступая на диагональные перепускные 15 апаиы 13 и 14, перераспределяется в равных количествах на входы клапанов

9- 12.

Одновременно измеряется температура снаружи сооружения датчиками 21 - 20

24, сигналы которых, как и сигналы с ближних датчиков внутренней температуры, подаются на блоки коррекции 25, на выходах которых появляются сигналы, пропорциональные разности сигналов 25 соседних датчиков внутренней и внешней температур. Выходные сигналы блоков коррекции 25, воздействуя на диагональ= ные перепускные клапаны 9 - 12, частично снижают расходы теплоносителя со 50 стороны диагональных точек мостовой схемы включения внутренних групп отопительных приборов 1 - 4 в сторону периметральных групп 5 - 8;

Когда сооружение интенсивно обдувается ветром и неравномерно освещено (см. стрелки на чертеже), равномерность температурного поля внутри него нару» шается. Для случая, показанного на чертеже, левый верхний угол сооруже- ния переохлаждается, а правый нижний угол сооружения перегревается.

Как и для случая отсутствия внешних возмущений, сигналы датчиков 16 - 20 поступают на блок осреднений 26, на выходе которого появляется сигнал средней температуры в сооружении, который вместе с сигналом блока задания

30 поступает на регулятор 29, который воздействует на смесительный клапан 15.

Одновременно на входах дифференциальных регуляторов 27 и 28 появляются разные по величине, но одинаковые по знаку сигналы. Дифференциальный регулятор 28, воздействуя на диагональный перепускной клапан 14, увеличивает по55 дачу теплоноситепя в левый вершинный перетускной клапан 11 и уменьшает s правый вершинный перепускной клапан

90 6

l2. Датчик 24 наружной температуры формирует сигнал наружной температуры с учетом скорости ветра и сигнал его подается на блок коррекшти 25 совместно с сигналом датчика 18, ижаеряющего внутреннюю температуру в теплице. Выходной сигнал блока коррекции 25, воздействуя на клапан 11, увеличивает подачу теплоносителя в левую пернметральную группу 7 и уменьшает в левую вершину мостовой схемы, в которой соединены внутренние группы отопительных приборов 1 и 3.

Дифференциальный регулятор 27, воздействуя на диагональный перепускной клапан 13, увеличивает подачу теплоносителя в верхний вертпиттный перепускной клапан 9 и уменьшает в нижний верптинный ходовой перепускной клапан 10.

Ветрообдуваемый датчик 21 внешней температуры формирует сигнал, соответствующий наружной температуре, который совместно с сигналом датчика внутренней температуры 16 поступает в блок коррекции 25, который, воздействуя на клапан 9, увеличивает подачу теплоносителя в верхнюю периметровую группу 5 и уменьшает в верхнюю вершину мостовой схемы, в которой соединены внутренние группы отопительных элементов 1 и 2.

На подветренных сторонах сооружения разности сигналов между датчиками наружных температур 22, 23 и внутренних температур 17 и 19 меньше, чем на рассмотренных выше, поэтому перепускные вершинные клапаны 10 и 12 наоборот уменьшают подачу теплоносителя в периметральные группы 6 и 8 и увеличивают в верпнны мостовой схемы 3-4 и 2-4, В результате такого перераспределения теплоносителя в системе отопления наибольшая циркуляция будет в левой верхней внутренней группе 1 и в периметральных группах 5 и 7, а каями шая циркуляция во внутренней группе

4 и периметровых группах 6 и 8. Во внутренних группах 2 и 3 устанавливается промежуточная циркуляция, точно балансирующая температурное поле в сооружении.

Связанное регулирование расхода теплоносителя во внутренних зонах, а также во внутренних и периметровых зонах в зависимости от внешних условий позволяет значительно уменьшить колебательность переходных процессов в

М58

7 обьеме сооружения и, тем самым, повысить равномерность температурного поля в сооружении.

Таким образом, регулирование расхода теплоносителя по зонам, по разност- S ным сигналам датчиков внутренних температур и температуры теплоносителя в завнсймости от средней температуры по зонам позволяет как повысить точность регулирования температуры в со- 10 оружениях, так и уменьшить расход тепловой энергии.

Для теплиц повышение равномерности температурных полей приводит к увеличению урожайности на 207 и сокрашению расхода тепла на 10-157, что дает на га площади теплиц до 40.000 руб. прибыли.

Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры в теплице, содержащее размещенные внутри теплицы и соединенные по мостовой схеме четыре группы внутренних отопительных элементов с центральным датчиком температуры, четыре периметровых отопительных элемента с соответствующим каждому элементу пе- З0 риметровым датчиком температуры, раз» мешенные вне теплицы четыре внешних датчика температуры, блок осреднения, входы которого связаны соответственно с выходом центрального и каждого пены. метрового датчика температуры, а выход подключен к одному из входов регулятора, другой вход которого соединен с выходом блска задания, а выход - со входом смесительного клапана, установ- g0

90 8 ленного в трубопроводе теплоносителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышеция точности и эффективности устройства, содеркит четыре блоtt регулятора и шесть перепускных клапанов, один вход первого и второго из которых подключен к выходу смесительного клапана, другой их вход — к выходу соответствующего дифференциапьного регулятора, входы каждого из которых связаны с двумя IIpoTaaolIorlo®íûìè периметровыми датчиками температуры, выход каждого из которых, в свою очередь, связан с одним йз входов соответствующего блока коррекции, другой вход которого подключен к выходу соответствующего внешнего датчика температуры, а его выход соответственно — к одному входу третьего, четвертого, пятого и шестого перепускных клапанов, один выход каждого из которых соединен с соотвегствуюшим периметровым отопительным элементом, а другой выход — с соотвеч ствующей точкой диагонали мостовой схемы соединения внутренних отопитель4 ных элементов, причем один и другой выходы первого и второго перепускных клапанов подключены соответственно к другому входу третьего, пятого, четвертого и шестого перепускных клапанов.

Источники информации, принятые во внимание щж экспертизе

1. Чистович О. А. Автоматическое регулирование расхода тепла в системах тетлоснабжения и отопления. Л., Строй» издат, 1975, с. 90-95.

2, Авторское сидетельство СССР

hh 406109, кл. Q 05Р 23/19, 1972 (прототип) .