SU1683562A1 - Способ регулировани температурного режима теплицы и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и строительству и может быть использовано дл  управлени  температурным режимом многопролетной промышленной теплицы при ее теплоснабжении от котельной . Цель изобретени  - повышение точности регулировани  температуры воздуха в теплице. При изменении метеофакторов регул тор 6 температуры теплоносител  измен ет температуру теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе 2 дл  компенсации вли ни  этих метеофакторов на температурный режим теплицы 5. Через врем , определ емое динамическими характеристиками теплицы 5, 0 результате изменени  метеофакторов начинает измен тьс  температура воздуха в теплице 5. Это вызывает вступление в работу регул тора 12 температуры воздуха Но поскольку температура теплоносител  перед узлом смешени , состо щим из клапана 9 и насоса 10, а следовательно, и в системе 4 обогрева теплицы 5 уже на определенную величину изменилась, нет необходимости на эту величину измен ть ее еще и с помощью узла смешени  посредством регул тора температуры воздуха Поэтому отключают цепь управлени  регул тора 12 от соответствующих входов исполнительного механизма 11. При этом отключаютс  те цепи, которые управл ют движением механизма 11 в сторону , обеспечивающую изменение температуры теплоносител  за узлом смешени  синхронно с изменением температуры теплоносител  перед узлом смешени . Врем  отключени  механизма 11 равно времени, за которое он изменит температуру теплоносител  воды за узлом смешени  на величину изменени  температуры теплоносител  перед узлом смешени . 2 с.п. ф- лы, 1 ил. (Л С о 00 GJ СЛ Оч ю

Description

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и строительству, к теплоснабжению различных народно-хоз йственных объектов , в частности теплиц тепличного комбината.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  температуры воздуха в теплице.

На чертеже представлена схема устройства дл  регулировани  температурного режима теплицы.

Способ регулировани  температурного режима теплицы предусматривает, что температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе перед узлом смешени  вызывают отключение исполнительного механизма регул тора температуры воздуха в теплице при условии, ч го он измен ет температуру теплоносител  за узлом смещени  в ту же сторону, что и изменение температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе тепловой сети, причем врем  отключени  исполнительного механизма регул тора температуры воздуха пропорционально величине изменени  темпера уры теплоносител  в магистральном трубопроводе тепловой сети и равно времени, за которое исполнительный механизм регул тора температуры воздуха измен ет температуру теплоносител  за -узлом смешени  на величину, равную изменению температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе.

Способ осуществл етс  следующим образом .

При неизменных метеофакторах температура теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе посто нна. Регул тор температуры воздуха в теплице отрабатывает изменени  температуры воздуха от каких-либо внутренних возмущений или переводит температуру воздуха с одного уровн  температуры на другой, осуществл   технологические переходы.

При изменении метеофакторов регул тор температуры измен ет температуру теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе дл  компенсации вли ни  этих метеофакторов на температурный режим теплицы. Через врем , определ емое динамическими характеристиками сеплицы, в результате изменени  метеофакторов начинает измен тьс  температура воздуха в теплицах. Это вызывает вступление в работу регул торов температуры. Но поскольку температура теплоносител  перед узлом смещени , а следовательно, и за этим узлом, т.е. в системе обогрева теплицы , уже на определенную величину изменилась , нет необходимости на эту величину измен ть ее еще и посредством узла смешени  с помощью регул торов температуры воздуха. Поэтому отключаютс  цепи регул торов температуры воздуха от исполнительных механизмов. При этом отключаютс  только цепи, управл ющие движением исполнительного механизма в сторону, измен ющую температуру теплоносител  за узлом смешени , синхронно с изменением температуры теплоносител  перед узлом смешени . Врем  отключени  исполнительных механизмов определ етс  из следующего услови . Оно равно времени, за которое исполнительный механизм изменит температуру теплоносител  за узлом смешени  на величину изменени  температуры теплоносител  перед узлом смешени .

Например, увеличилась наружна  температура. Регул тор температуры

теплоносител  уменьшит температуру теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, например, на 10°С Через врем , определ емое длиной подающего магистрального трубопровода, уменьшитс  на 10°С и температура теплоносител  перед узлом смешени , а следовательно, и за ним. Начнет увеличиватьс  и температура воздуха в теплице из-за уменьшени  теп- лопотерь вследствие увеличени  наружной

температуры. Регул тор температуры воздуха будет пытатьс  подн ть плунжер трехходового смесительного клапана с целью

уменьшени  расхода гор чего теплоносител  и увеличени  расхода охлажденного в

системах обогрева теплиц, т е. уменьшени  температуры теплоносител  за узлом смешени . Но цепь регул тора, управл юща  подн тием плунжера трехходового смесительного клапана, разрываетс  на врем , за

которое он изменил бы температуру теплоносител  за узлом смешени  на 10°С, т.е. продублировал бы работу регул тора температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе.

Устройство дл  регулировани  температурного режима теплицы содержит источник 1 теплоснабжени , соединенный подающим 2 и отвод щим 3 магистральными трубопроводами с системой 4

обогрева теплицы 5, регул тор б температуры воды,подсоединенный к источнику 1 теплоснабжени , к входам которого подключены датчик 7 метеофактсоов и датчик 8 температуры теплоносител  в подающем 2 магистральном трубопроводе, узел смешени , подключенный между магистральными трубопроводами и системой 4 обогрева теплиц 5, состо щий из трехходового смесительного клапана 9 и подмешивающего насоса 10, исполнительный механизм 11, подключенный к трехходовому смесительному клапану 9, регул тор 12 температуры воздуха, вход которого св зан с выходом датчика 13 температуры воздуха,

а выходы которого Увеличение сигнала и Уменьшение сигнала подсоединены к соответствующим входам исполнительного механизма 11, датчик 14 температуры теплоносител , установленный в подающем

магистральном трубопроводе 2 перед узлом , смешени , один вход которого подключен к пр мому входу первого вычитающего элемента 15 напр мую, а другой - к инвертируемому входу этого элемента через блок 16

временной задержки, инвертирующее звено 17, вход которого подсоединен к выходу первого вычитающего элемента 15, а выход- к катоду первого вентил  18 и аноду второго вентил  19, второй и третий вычитающие элементы 20 и 21, пр мые входы которых соединены соответственно с анодом первого и катодом второго вентилей 18 и 19, а их инвертирующие входы соединены соответственно с выходами Увеличение сигнала и Уменьшение сигнала регул тора 12 температур воздуха в теплице, 5 третий и четвертый вентил  22 и 23, причем катод третьего и анод четвертого вентилей 22 и 23 подсоединены к выходам соответственно второго и третьего вычитающих элементов 20 и 21, а анод третьего и катод четвертого вентилей 22 и 23 - к выходу сброса интегрирующего звена 17, первый и второй релейные элементы 24 и 25. срабатывающие с выдержкой времени, при отпускании входы которых соединены соответственно с анодом третьего и катодом четвертого вентилей 22 и 23, отключающие блоки 26 и 27, первый из которых установлен между выходом Увеличение сигнала регул тора 12 температуры воздуха и входом Увеличение сигнал-а исполнительного механизма 11, а второй установлен между выходом Уменьшение сигнала регул тора 12 температуры воздуха в теплице и входом Уменьшение сигнала исполнительного механизма 11, причем управл ющие входы первого и второго отключающих блоков 26 и 27 подсоединены соответственно к выходам первого и второго релейных элементов 24 и 25, срабатывающих с выдержкой времени при отпускании,

Устройство дл  регулировани  температурного режима теплицы работает следующим образом.

При неизменных метеофакторах сигнал датчика 7 метеофакторов не измен етс , а следовательно, регул тор 6 температуры теплоносител  источника 1 теплоснабжени  поддерживает ее в подающем магистральном трубопроводе 2 на заданном уровне, на основании сигнала обратной св зи от датчика 8 температуры. Поскольку температура теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе посто нна, сигнал на выходе первого вычитающего элемента 15 равен нулю. Равно нулю и напр жение на релейных элементах 24 и 25, а следовательно, отключающие блоки 26 и 27 наход тс  в замкнутом состо нии . Регул тор 12 при этом на основе сигнала от датчика 13 температуры поддерживает температуру воздуха в теплице 5 на заданном уровне путем перемещени  плунжера трехходового смесительного

клапана 9 с помощью исполнительного ме ханизма 11, компенсиру  тем с мым внутренние возмущени .

При изменении метеофакторов сигнал от датчика 7 измен етс . Это вызывает пропорциональное изменение температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе 2. В результате изменени  метеофакторов измен етс  и температура

0 воздуха в теплице 5, что определ етс  на основании изменени  сигнала датчика 13, вступает в работу регул тор 12, который с частотой, определ емой величиной отклонени  температуры воздуха от заданной,

5 начинает подавать равновеликие импульсы на исполнительный механизм 11. Через врем , определ емое длиной подающего магистрального трубопровода 2, измен етс  температура теплоносител  и перед узлом

0 смещени , а следовательно, и после трехходового смесительного клапана 9.

С началом изменени  температуры теплоносител  перед узлом смешени  по вл етс  сигнал на выходе вычитающего

5 элемента 15, поскольку на его пр мой вход подаетс  сигнал о текущем значении температуры , а на инвертирующий вход поступает сигнал с предыдущим значением этой температуры . Поступа  на вход интегрирующе0 о звена 17, этот сигнал интегрируетс , а следовательно, выходной сигнал звена 17 будет пропорционален величине изменени  температуры. В зависимости от знака этого сигнала, который определ ет умень5 шаетс  или увеличиваетс  температура теплоносител , он подаетс  на пр мые входы одного из вычитающих элементов 20 или 21. Как только на выходе Увеличение сигнала или Уменьшение сигнала регул 0 тора 12 по вл етс  импульс на включение исполнительного механизма 11 в сторону, синхронную с изменением температуры теплоносител  перед узлами смешени , в вычитающих элементах 20 и 21 онсравнива5 етс  с выходным сигналом интегрирующего звенг 17. В случае, если сигнал от элемента 17 больше, чем сигнал регул тора 12, вентили 22 или 23 пропускают его и включаетс  соответствующий релейный элемент 24

0 или 25, который на врем  длины импульса регул тора 12 разрывает с помощью одного из отключающих блоков 26 или 27 цепь управлени  исполнительного механизма 11. В результате регул тор 12 не дублирует

5 изменение температуры теплоносител  за узлом смешени , поскольку температура уже изменилась в нужную сторону в результате работы регул тора 6. Одновременно выходной сигнал вычитающих элементов 20 или 21 подаетс  на вход сброса интегрирующего звена 17, который сбрасывает входной сигнал этого звена до величины, равной выходному сигналу элементов 20 или 21. При по влении следующего импульса интегрирующее звено 17 начинает интегрировать с ненулевых начальных условий, тем самым не тер   информации о изменени х температуры теплоносител .

При увеличении наружной температуры регул тор 6 уменьшит температуру теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе 2, и через врем , определ емое длиной данного магистрального трубопровода , уменьшитс  температура теплоносител  перед узлом смешени  и, следовательно, в выходном патрубке трехходового смесительного клапана 9. В результате увеличени  наружной темпе- рЭтуры начнет увеличиватьс  и температура воздуха в теплице 5. Уменьшение температуры теплоносител  перед узлом смешени  вызовет по вление сигнала на выходе первого вычитающего элемента 15, причем отрицательной пол рности. Это определ етс  тем, что сигнал на выходе блока 16 временной задержки, а следовательно, на инвертирующем входе первого вычитающего элемента 15 пропорционален предыдущей температуре, а на пр мом входе элемента 15 сигнал пропорционален текущей температуре теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе 2. Выходной сигнал элемента первого вычитающего 15 интегрируетс  звеном 17, а на его выходе по вл етс  сигнал, пропорциональный величине, на которую за врем  интегрировани  изменилась температура теплоносител  в подающем 2 магистральном трубопроводе. Вентиль 19 не пропускает этот сигнал, а через вентиль 18 он подаетс  на вход второго вычитающего элемента 20. В результате увеличени  температуры воздуха в теплице 5 вступит в работу и регул тор 12, на его выходе Увеличение сигнала начнут по вл тьс  импульсы, частота которых пропорциональна отклонению температуры воздуха в теплице 5 от заданной. Как только сигнал на пр мом входе второго вычитающего элемента 20 станет больше амплитуды импульса регул тора 12, откроетс  нентиль 22 и сработает релейный элемент УА с выдержкой времени при отпускании, который подаст сигнал на отключающий блок 26, разрывающий цепь между выходом Увеличение сигнала регул тора 12 и входом Увеличение сигнала исполнительного механизма 11. Причем выдержка времени релейного элемента 24 равна длине импульса регул тора 12. В результате исполнительный механизм 11 не поднимет плунжер клапана 9 от этого импульса , а следовательно, не понизит температуру теплоносител  за узлом смешени , поскольку она уже понизилась

на величину, равную ее попадению от этого импульса. Одновременно сигнал от вычитающего элемента 20 через вентиль 22 поступает на вход сброса интегрирующего звена 17, который сбрасывает входной

0 сигнал этого звена до величины, равной выходному сигналу элемента 20, с целью исключени  потери информации о изменении температуры.

Следовательно, устройство будет

5 уничтожать импульсы регул тора 12, не пропуска  их к исполнительному механизму 11 до тех пор, пока не перестанет измен тьс  температура теплоносител  перед узлом смешени , т.е. до момента прекращени 

0 помощи регул тору 12 регул тором 6.

Дл  реализации устройства используютс  штатное оборудование (поз. 8, 6, 11, 9, 10, 13, 12) и дополнительное оборудование. При этом в качестве датчика 14 использует5 с  любой общепромышленный датчик с нормирующим преобразователем (например , датчик температуры ТСП, ТОМ, с нормирующим преобразователем НП-СЛ1), В качестве блока 16 временной задержки,

0 интегрирующего блока 17, вычитающих блоков 20 и 21, релейных элементов 24 и 25 и отключающих блоков 26 и 27 целесообразно программно реализовать на серийно выпускаемых регулирующих

5 программируемых микропроцессорных приборах ПРОТАР.

Таким образом, способ регулировани  температурного режима теплицы и устройство дл  его осуществлени  позвол ют со0 гласовать работу регул торов системы теплоснабжени  теплицы, что повышает точность регулировани  температуры воздуха в теплице.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   5 1. Способ регулировани  температурного режима теплицы, включающий измерение текущих значений температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, и метеофакторов, в зависи0 мости от которых регулируют температуру теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, измерение текущей величины температуры воздуха в теплице, формирование соответствующего ей по

   5 величине и знаку информационного сигнала с последующим регулированием расходов теплоносител , подаваемых в систему обогрева теплицы из подающего и отвод щего магистральных трубопроводов , отличающийс  тем, что, с

   целью повышени  точности регулировани  температуры воздуха в теплице, при изменении текущих значений метеофакторов сигнал, соответствующий текущему значению температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, задерживают, после чего его вычитают из текущего значени  этого сигнала, определ ют величину и знак данной разности и в случае превышени  последней величины информационного сигнала того же знака осуществл ют задержку коррекции расходов теплоносител , подаваемых в систему обогрева теплицы до момента равенства величин соответствующего информационного и разностного сигналов.
2. 2. Устройство дл  регулировани  температурного режима теплицы, содержащее ис- точник теплоснабжени , сообщенный посредством подающего и отвод щего магистральных трубопроводов через узел смешени  с системой обогрева теплицы и снабженный регул тором температуры теплоносител , к входам которого подключены выходы датчика метеофакторов и первого датчика температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, при этом узел смешени  включает трехходовой смесительный клапан с исполнительным механизмом и подмешивающий насос, через который первый входной патрубок трехходового смесительного клапана сообщен с отвод щим магистральным трубопроводом , причем второй входной патрубок трехходового смесительного клапана подключен к подающему магистральному трубопроводу, а выходной патрубок к подающему патрубку системы обогрева теплицы и импульсный регул тор температуры воздуха, вход которого св зан с выходом датчика температуры воздуха в

   теплице, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  температуры воздуха в теплице, оно снабжено вторым датчиком температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе, установленным перед узлом смешени , четырьм  вентил ми, двум  отключающими и релейными и трем  вычитающими элементами, блоком временной

   задержки и интегрирующим звеном, вход которого св зан с выходом первого вычитающего элемента, а пр мой и инвертирующий входы последнего подключены соответственно к выходам датчика температуры теплоносител  в подающем магистральном трубопроводе напр мую и через блок временной задержки, при этом выход интегрирующего звена св зан с катодом первого и анодом второго вентилей, а вход

   сброса - с анодом третьего и катодом четвертого вентилей и входами соответственно первого и второго релейных элементов, причем анод первого и катод второго вентилей соединены с пр мыми входами соответственно второго и третьего вычитающих элементов , инвертирующие входы которых подключены соответственно к входам Увеличение сигнала и Уменьшение сигнала импульсного регул тора температуры воздуха и объединены с входами соответственно первого и .второго отключающих элементов, управл ющие входы которых св заны с выходами соответственно первого и второго релейных элементов, а выходы

   - с входами Увеличение сигнала и Уменьшение сигнала исполнительного механизма трехходового смесительного клапана, при этом выход второго и третьего вычитающих элементов подключены соответственно к катоду третьего и аноду четвертого вентилей.