АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ МИКРОКЛИМАТОМ В АНГАРНЫХ ТЕПЛИЦАХ

В ангарных теплицах в основном используется комбинированный обогрев: водяной (почвы и воздуха) и калориферный (воздуха). Основной обогрев обеспечивают греющие регистры, а дополнительный — калориферы. От калориферов подогретый воздух подается по воздуховодам и распределяется вентиляционной системой по всей теплице. Благодаря малой инерционности калориферного обогрева можно с высокой точностью управлять температурой воздуха.

Вентиляция теплицы осуществляется через форточки, расположенные в боковых стенах и на кровле. Увлажнение воздуха происходит путем распыления воды через форсунки, закрепленные в подвешенных в теплице водопроводах на расстоянии примерно 3 м одна от другой. Для сбора и отвода воды, образующейся на конструкциях теплицы при распылении и конденсации влаги, устроены специальные желоба, по которым вода стекает в канализацию. Вода, необходимая для увлажнения воздуха и полива почвы, поступает из водоподогревателя под постоянным давлением, создаваемым насосной станцией. Для полива используют дождевальную установку или шланги. Температура воды должна быть 16...25°С.

В сельском хозяйстве применяют несколько комплектов оборудования для управления микроклиматом теплиц, например АМТ-600, СК-2, ОРМ-1, УТ-12 и др. В качестве примера рассмотрим принцип работы комплекта УТ-12.

Основная элементная база этого комплекта — микропроцессорные логические элементы.

Оборудование комплекта УТ-12 размещено в отдельных шкафах и включает в себя САУ:

температурой воздуха в теплицах, бытовых помещениях и коридоре;

температурой почвы;

температурой поливной воды;

влажностью почвы и воздуха;

концентрацией растворов минеральных удобрений;

подачей диоксида углерода и облучением растений.

Комплект рассчитан на управление указанными параметрами в 12 отделениях теплиц, а также температурой в соединительном коридоре и в бытовых помещениях. Он поддерживает температуру воздуха, почвы и поливной воды с точностью до ±1,5 °С в диапазоне заданных температур (0...4СГС) и концентрацию растворов минеральных удобрений. Кроме управления параметрами микроклимата, комплект УТ-12 измеряет и регистрирует их.

В первом шкафу управления ШУ1 (рис. 7.6, а, б) размещены САУ температурой воздуха и почвы в 12 теплицах, температурой воздуха соединительного коридора и бытовых помещений, а также контрольно-регистрационная система температуры воздуха в 12 теплицах.

Во втором шкафу управления ШУ2 размещены САУ влажностью почвы и воздуха, а также подачей диоксида углерода и облучением растений в 12 теплицах.

В третьем шкафу ШУЗ расположены САУ температурой поливной воды, концентрацией растворов минеральных удобрений, система контроля температуры наружного и внутреннего (в 24 точках) воздуха, а также система контроля скорости ветра.

В четвертом шкафу расположена пускозащитная аппаратура насосов поливной воды и насосов подачи концентрированного раствора минеральных удобрений, а также пускозащитная аппаратура технологических установок приготовления минеральных удобрений и управления температурой воздуха коридора и бытовых помещений.

В пятом шкафу управления установлена промежуточная аппаратура, предназначенная для управления электромагнитными вентилями полива и другим оборудованием теплицы. В соединительном коридоре для каждой теплицы расположены местные шкафы управления оборудованием (ШУО).

В теплице устанавливают панели датчиков температуры и влажности, а также датчики освещенности, скорости ветра, температуры поливной воды, концентрации растворов минеральных

удобрений и др.

Электропитание шкафов осуществляется от специальных блоков, подключаемых к трехфазной сети 220/380 В.

САУ температурой воздействует на 16 исполнительных механизмов, охватывающих 12 отделений тепличного блока, соединительный коридор, бытовое помещение и две системы почвенного обогрева.

Управление температурой воздуха в теплице осуществляется при помощи двух групп водяных калориферов KBI и КВII, коньковой (верхней) ВФ и боковой БФ систем вентиляции (форточек). Греющая вода из котельной подается в теплицу через клапан отопления КО, а теплая вода для полива — через клапаны КП1 и КП2. Верхние и боковые форточки открываются и закрываются исполнительными механизмами верхней левой МВЛ и правой МВП, а также боковых левой МБЛ и правой МБП систем вентиляции.

Последовательность работы и состояние оборудования управления температурой в теплице зависят от значения и знака отклонения температуры от заданной (рис. 7.6, в).

СУ включает соответствующие исполнительные механизмы в зависимости от отклонения температуры воздуха от заданной. Правая (левая) верхняя коньковая система вентиляции (ВФ) включается при повышении температуры в теплице на 2 (3) °С, а правая (левая) боковая стенная система вентиляции БФ — при повышении температуры на 4 (5) °С.

При отклонении фактической температуры от заданной на 1 °С открывается «шагами» клапан отопления КО (один «шаг» за один цикл опроса). При отклонении ее на 3 °С включается первая отопительная группа калориферов KBI, а на 4 ^оС — вторая их группа КВН. При отклонении температуры от заданной на ±6 °С срабатывают пороговые элементы, включаются аварийные звуковая и световая сигнализации. О значениях отклонений температуры с указанием номера контролируемой теплицы сигнализирует индикатор, выполненный на сигнальных лампах. Заданное значение температуры в 16 объектах устанавливают с помощью задатчиков.

Блок освещения с 12 датчиками автоматически корректирует заданное значение температуры в зависимости от освещенности в 12 теплицах. При освещенности более 10 клк срабатывает реле, контакты которого включают сигнальную лампу и резистор, вызывающий температурную надбавку установки до 5 °С. При снижении освещенности до 10 клк срабатывает другое реле, которое включает сигнальную лампу «Пасмурно» и соответствующую температурную надбавку около 2,5 "С. При низкой освещенности, например в ночное время, срабатывает третье реле, которое включает сигнальную лампу и выдает своим контактом задание на управление температурой, соответствующей темному периоду суток. Перевод схемы с автоматического управления на ручное и обратно выполняют в соответствующем местном шкафу управления ШУО. В случае необходимости экстренного закрытия форточек или изменения их положения одновременно во всех 12 теплицах используют соответствующую кнопку. Возможно также автоматическое полное закрытие форточек по команде от анемометра при предельно допустимой скорости ветра. Положения форточек, значения температур вне и внутри теплицы контролируют соответствующие приборы.