SU1701176A1

SU1701176A1 - Apparatus for controlling air temperature in green houses with tube heating system

Info

Publication number: SU1701176A1
Application number: SU884422875A
Authority: SU
Inventors: Гений Георгиевич Молчанов; Вячеслав Петрович Силанчев; Кемер Борисович Норкин; Олег Александрович Костылев; Аркадий Иосифович Подольский; Владимир Иванович Каширин; Владимир Андреевич Кондрашов
Original assignee: Институт проблем управления; Всесоюзный центральный научно-исследовательский и проектный институт "Гипронисельпром"
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1988-05-11
Publication date: 1991-12-30

Abstract

Изобретение относитс к растениевод- CTBV в сооружени х защищенного грунта. Цель изобретени - оптимизаци процесса регулировани температурного режима и - тем исключени вли ни систем гр оного обогрева теплиц друг на друга через коллектор обратной теплофикационной воды. Дл регулировани юмперат ры смотанного теплоносител в ичройстве применен стрчй- ный вихревой смесительный клапан 2. Температурный режим в теплице регулир е1с с помощью двухходового регу.шр юте о клапана 4, причем давление пр мою юплоС/1 СBACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to plant bred CTBV in protected ground structures. The purpose of the invention is to optimize the process of regulating the temperature and, thus, eliminating the influence of the heating systems of greenhouses on each other through the collector of the return heating water. In order to regulate the coil heat exchangers, a swirl mixing valve 2 was used in the engine. The temperature in the greenhouse was regulated by means of a two-way regulator valve 4, and the pressure was 12 ° C / 1 C

Description

носител стабилизируетс на питающем фубопроводе 5 регулирующим клапаном 6 с регул тором 7 давлени «после себ , уста- новленными перед коллектором 8 пр мого теплоносител . Вход циркул ционного насоса 3 каждой теплицы соединен через гидравлическое регулируемое сопротивление 18 и обратный клапан 17 с отвод щим трубопроводом 11 системы 1 обогрева теплиц. При этом проводимость обратного клапана 17 направлена от отвод щего трубопровода 13 к входу насоса 3. Кроме того, на регул тор 19 клапана 4 подаетс дополнительный сигнал, информирующий о температуреthe carrier is stabilized on the supply pipe 5 by the control valve 6 with the pressure regulator 7 after it installed in front of the collector 8 of the direct heat carrier. The inlet of the circulation pump 3 of each greenhouse is connected via a hydraulic adjustable resistance 18 and a check valve 17 to the outlet pipe 11 of the system 1 for heating greenhouses. In this case, the conductivity of the check valve 17 is directed from the outlet pipe 13 to the inlet of the pump 3. In addition, the regulator 19 of the valve 4 is supplied with an additional signal informing about the temperature

смешанного теплоносител . Дл исключени шунтировани системы 1 трубного обогрева в каждой теплице между выходным.патрубком насоса 3 и тангенциальным входом клапана 2 включен в пр мом направлении обратный клапан 12. Устройство позвол ет повысить качество поддержани и регулировани температурных режимов микроклимата , устранить кавитационные режимыmixed heat carrier. To prevent shunting of the pipe heating system 1 in each greenhouse between the output pipe of the pump 3 and the tangential inlet of valve 2, a non-return valve 12 is included in the forward direction. The device improves the quality of maintaining and controlling the microclimate temperature regimes and eliminates cavitation modes

работы циркул ционных насосов и завозду- шивание (запаривание) трубной системы обогревателей, повысить устойчивость системы регулировани температурных режимов микроклимата, надежность при увеличении ресурса работы. I ил.operation of circulation pumps and airing (steaming) of the piping system of heaters, increasing the stability of the system for controlling the temperature regimes of the microclimate, and reliability with increasing service life. I il.

Изобретение относитс к сельскому хоз йству , в частности к растениеводству в сооружени х защищенного грунта.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to agriculture, in particular, to plant growing in buildings of a protected ground.

Цель изобретени - оптимизаци процесса регулировани температурного режима путем исключени вли ни систем трубного обогрева теплиц друг на друга через коллектор обратной теплофикационной воды.The purpose of the invention is to optimize the process of regulating the temperature mode by eliminating the influence of the piping systems of greenhouses on each other through the collector of the return heating water.

На чертеже представлена принципиальна схема устройства.The drawing shows a schematic diagram of the device.

Устройство дл регулировани температуры воздуха в теплицах с трубным обогревом содержит системы I трубного обогрева теплиц (показано две из общего количества вход щих в один блок) со струйными вихревыми смесительными клапанами 2, циркул ционными насосами 3 и двухходовыми регулирующими клапанами 4, которые запи- тываюгс от источника теплоснабжени по питающему трубопроводу 5 через (гидравлический ) регулирующий клапан 6 с (гидравлическим ) регул тором 7 давлени «после себ и коллектор 8 пр мой теплофикационной воды. Радиальный вход струйного вихревого смесительного клапана 2 при помощи подвод щего трубопровода 9 подсоединены к коллектору 8 пр мой теплофикационной воды Выход струйного вихревого смесительного клапана 2 соединен с входным трубопроводом 10 отопительной трубной системы 1, выходной трубопровод II отопительной системы 1 подключен к входному патрубку циркул ционного насоса 3. Выходной патрубок циркул ционного 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 отвод щим трубопроводом 13 с коллектором 14 обратной теплофикационной воды, который через сбрасывающий трубопровод 15 соединен с источником теплоснабжени .The device for adjusting the air temperature in greenhouses with tube heating contains systems I for tube heating of greenhouses (two of the total number included in one unit are shown) with jet vortex mixing valves 2, circulation pumps 3 and two-way control valves 4, which are plug-in the heat supply source through the supply pipeline 5 through the (hydraulic) control valve 6 with the (hydraulic) pressure regulator 7 after itself and the collector 8 of the direct heating water. The radial inlet of the jet vortex mixing valve 2 is connected via a supply pipe 9 to the collector 8 of direct heating water. The outlet of the jet vortex mixing valve 2 is connected to the input pipe 10 of the heating pipe system 1, the output pipe II of the heating system 1 is connected to the inlet of the circulation pump 3. The outlet of the circulation pump 3 is connected to the inlet of the check valve 12 and the inlet of the two-way control valve 4 The output of the check valve 12 is connected tangential entry of the jet vortex of the mixing valve, and the output two-way control valve 4 .soedinen outlet duct 13 to the collector 14 of the back of the heating water, which after resetting conduit 15 is connected to a source of heat.

0 Двухходовой регулирующий клапан 4 оснащен электроприводом 16.0 Two-way control valve 4 is equipped with an electric actuator 16.

Кроме того, выход двухходового регулирующего клапана 4 соединен трубопроводом через обратный клапан 17 и гидравлическоеIn addition, the output of the two-way control valve 4 is connected by pipeline through a check valve 17 and hydraulic

5 регулируемое сопротивление 18 с входным патрубком циркул ционного насоса 3. Управл ющий вход электропривода 16 соединен с выходом регул тора 19 с датчиком 20 температуры воздуха в теплице. Остальные входы регул тора 19 св заны с датчиком 215, an adjustable resistance 18 with the inlet of the circulation pump 3. The control input of the electric drive 16 is connected to the output of the regulator 19 with the sensor 20 of the air temperature in the greenhouse. The remaining inputs of the controller 19 are connected to the sensor 21.

0 температуры смешанной теплофикационной воды во входном трубопроводе системы 1 обогрева теплицы и датчиками 22 метеофакторов .0 the temperature of the mixed heating water in the inlet pipeline of the system 1 for heating the greenhouse and the sensors of 22 meteorological factors.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

5 После подачи тепла от источника теплоснабжени (гидравлический) регулирующий клапан 6 отслеживает командный сигнал от (гидравлического) регул тора 7 давлени стабилизиру давление после себ в соответQ ствии с установленным заданием. Заданное стабилизированное давление устанавливаетс в коллекторе 8 пр мой теплофикационной воды и через подвод щие трубопроводы 9 подаетс к радиальным входам струйных вихревых смесительных клапанов 2 теплиц.5 After supplying heat from the heat supply source (hydraulic) control valve 6 monitors the command signal from the (hydraulic) pressure regulator 7, stabilize the pressure after it in accordance with the set task. The predetermined stabilized pressure is established in the collector 8 of the direct heating water and is supplied through the supply pipelines 9 to the radial inlets of the jet vortex mixing valves 2 of the greenhouses.

5 На тангенциальные входы струйных вихревых смесительных клапанов 2 теплиц поступает теплофикационна вода, котора прошла по системам 1 трубного обогрева теплиц т. е. охлажденна (обратна теплофикационна вода). Из условий принципа дейст0 ви струйного вихревого смесительного клапана 2 следует, что измен параметры воды, поступающей по тангенциальному входу, можно воздействовать на расход воды поступающей по радиальному входу клапана, т. е. увеличение давлени в тангенциальном входе уменьшает расход в радиальном и наоборот В свою очередь изменить гидравлические параметры на тангенциальном входе можно при помощи двухходового регулирующего клапана 4.5 The tangential inlets of the jet vortex mixing valves of the 2 greenhouses are supplied with heating water, which passed through the systems 1 for heating the greenhouses in the pipe, that is, cooled (reverse heating water). From the conditions of the principle of action of the jet vortex mixing valve 2, it follows that by changing the parameters of water entering through the tangential inlet, it is possible to affect the flow rate of water entering through the radial inlet of the valve, i.e. an increase in pressure at the tangential inlet reduces its flow rate in the radial and vice versa. It is possible to change the hydraulic parameters at the tangential inlet using a two-way control valve 4.

5five

В зависимости от положени двухходового регулирующего клапана 4 и перепада давлений до и после клапана, через него протекает расход теплофикационной воды, который определ ет величину расхода пр мой 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, циркул ционного насоса 3 и обратного клапана 12, посто нно циркулирует теплофикационна вода, расход которой определ етс параметрами циркул ционного насоса 3 и гидравлическим сопротивлением контура. Соотношение охлажденной, обратной после системы трубного обогрева теплицы, теплофикационной воды и поступающей пр мой теплофикационной воды определ ет температурные параметры смешанной теплофикационной воды, котора протекает по вход-ному трубопроводу 10 от выхода струйного вихревого смесительного клапана 2 к отопительной трубной системе 1. Из вышеизложенного следует, что существует пр ма зависимость между положением двухходового регулирующего клапана 4 и температурой смешанной теплофикационной воды в системе 1 трубных обогревателей теплицы, тепловой потенциал которой определ ет температуру воздуха в теплице. Положение плунжера двухходового регулирующего клапана 4 пропорционально обобщенному сигналу управлени , который поступает от регул тора 19. Этот сигнал управлени вырабатываетс 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 сопротивление 18 происходит дополнительна подпитка системы 1 отоплени каждой теплицы при закрытом двухходовом регулирующем клапане 4, так,практика эксплуатации систем теплоснабжени действующих тепличных комбинатов показала, что при полном закрытии двухходового регулирующего клапана 12 он имеет протечки, которые привод т либо к увеличению времени охлаждени системы 1 обогрева, либо, в случае больших протечек; к повышению температуры смешанной теплофикационной воды.Depending on the position of the two-way control valve 4 and the pressure difference before and after the valve, the flow of heating water flows through it, which determines the flow rate of the direct and heating water entering the greenhouse system 1 of the heaters. In addition, in the circuit, which consists of a jet vortex mixing valve 2, a system 1 of pipe heaters, a circulation pump 3 and a check valve 12, heating water circulates continuously, the flow rate of which is determined by the parameters of the circulation pump 3 and the flow resistance of the circuit. The ratio of cooled, reverse after greenhouse pipe heating system, heating water and incoming direct heating water determines the temperature parameters of the mixed heating water that flows through the inlet pipe 10 from the outlet of the jet vortex mixing valve 2 to the heating pipe system 1. The foregoing follows that there is a direct relationship between the position of the two-way control valve 4 and the temperature of the mixed heating water in the pipe heating system 1 STUDIO greenhouse thermal potential which determines the temperature of the air in the greenhouse. The position of the plunger of the two-way control valve 4 is proportional to the generalized control signal that comes from the regulator 19. This control signal is generated based on information from the air temperature sensor 20 in the greenhouse, from the sensor 21 of the mixed heating water in the inlet pipe 10 of the system 1 pipe heating of the greenhouse, and from the sensors of 22 meteorological factors (this signal can be either generalized in the form of several signals, or for each parameter). Through the check valve 17 and the adjustable hydraulic resistance 18, additional heating of the greenhouse heating system 1 takes place with the two-way control valve 4 closed, so the practice of operating the heat supply systems of the existing greenhouse plants showed that when the two-way control valve 12 is completely closed, it has leaks that lead to either to increase the cooling time of the heating system 1, or, in the case of large leaks; to an increase in the temperature of the mixed heating water.

Подпитка системы 1 обогрева теплицы через обратный клапан 17 и регулируемое, гидравлическое сопротивление 18 исключает подобные влени . Кроме того, при падении давлени по каким-либо причинам в отвод щем трубопроводе 13 обратный клапан 17 закрываетс и предотвращает утечку жидкости из контура отоплени теплицы черезThe feed of the greenhouse heating system 1 through the check valve 17 and the adjustable, hydraulic resistance 18 excludes such phenomena. In addition, in the event of a pressure drop for any reason, in the discharge pipe 13, the check valve 17 closes and prevents liquid from leaking from the greenhouse heating circuit through

гидравлическое регулируемое сопротивление 18.adjustable hydraulic resistance 18.

Величина подпитки (расход) теплофикационной воды из отвод щего трубопрово- 5 да 13 в каждом конкретном случае должна быть отрегулирована при помощи гидравлического сопротивлени 18, так как, во- первых, один из случаев режима работы системы 1 обогрева вл етс режим с более низким уровнем давлений теплофикационной воды в трубных обогревател х, а во-вторых, конкретный двухходовой регулирующий клапан 4 имеет только ему присущие характеристики как по расходу, так и по протечкам, хот в массе дл одного типа прибора ониThe amount of feed (flow) of heating water from the outlet pipe 5 of 13 in each case must be adjusted using hydraulic resistance 18, because, firstly, one of the cases of the heating system 1 operation mode is with a lower level heating water pressures in pipe heaters, and secondly, a specific two-way control valve 4 has only inherent characteristics of both flow and leakage, although in the mass for one type of device they are

5 очень близки.5 are very close.

Другим положительным качеством наличи обратного клапана 17 и гидравлического сопротивлени 18 вл етс возможность регулировани температуры смешанной теплофикационной воды, а следовательно, тем° пературы воздуха в теплице при отключенном циркул ционном насосе.Another positive feature of the presence of the check valve 17 and the hydraulic resistance 18 is the possibility of controlling the temperature of the mixed heating water, and therefore, the temperature of the air in the greenhouse with the circulating pump switched off.

Использование свойств струйного вихревого смесительного клапана 2, таких как воздействие потока жидкости тангенциаль5 ного входа на поток жидкости радиального входа при одновременном качественном перемешивании жидкостей с различными температурными параметрами дл получени суммарного потока с равномерными температурными параметрами, а также ис0 пользование таких свойств гидравлических систем, как практическа несжимаемость жидкости при заданных рабочих давлени х, дает возможность обеспечени характеристик автоматических систем. При этом выбором расходных характеристик двухходовогоUsing the properties of a jet vortex mixing valve 2, such as the effect of a tangential 5 fluid inlet flow on a radial inlet liquid flow while simultaneously mixing fluids with different temperature parameters to obtain a total flow with uniform temperature parameters, as well as using hydraulic properties such as incompressibility of fluid at given operating pressures allows the performance of automatic systems m. In this case, the choice of expenditure characteristics of the two-way

5 регулирующего клапана 4 можно четко регламентировать максимальную температ р смешанной теплофикационной воды при заданных значени х пр мой теплофикационной воды, одновременно обеспечить заданную , независ щую от внешних факторов5 of the regulating valve 4 it is possible to clearly regulate the maximum temperature p of the mixed heating water for the given values of the direct heating water, at the same time ensuring the specified temperature independent of

0 циркул цию теплофикационной воды в контуре отоплени теплицы. Поскольку в контуре отсутствуют элементы с большим переменным гидравлическим сопротивлением, внутри контура нет необходимости вводить0 circulation of heating water in the greenhouse heating circuit. Since there are no elements with large variable hydraulic resistance in the circuit, there is no need to enter

5 элементы дополнительной регулировки. С другой стороны, использование в системе теплоснабжени струйного вихревого смесительного клапана, не имеющего никаких подвижных частей кроме потоков жидкости, значительно повышает надежность и долгоQ вечность, и при этом снижает стоимость устройства . Это св зано с тем, что вихревой смесительный клапан изготавливаетс из стандартных труб общепромышленного назначени , причем основным технологическим процессом вл етс сварка и слесарные ра5 боты по шаблонам.5 elements of additional adjustment. On the other hand, the use in the heat supply system of a jet vortex mixing valve, which has no moving parts other than liquid flows, significantly increases reliability and long life, and at the same time reduces the cost of the device. This is due to the fact that the vortex mixing valve is made of standard pipes for general industrial purposes, the main process being welding and fitting works using templates.

В устройстве использован двухходовой регулирующий клапан, промышленно выпускаемый отечественной промышленностью.The device uses a two-way control valve, industrially produced by domestic industry.

В случае отказа двухходового клапана 4 и даже циркул ционного насоса 3 система позвол ет поддерживать заданные параметры в ручном режиме управлени . Применение подпитки через регулируемое гидравлическое сопротивление 18 обеспечивает возможность устранени внезапных отказов, св занных с возникновением паровых и воздушных пробок в системе 1 трубного обогрева , а следовательно, также повышает надежность и ресурс трубной системы 1 отоплени теплиц.In the event of a failure of the two-way valve 4 or even the circulation pump 3, the system allows maintaining the set parameters in the manual control mode. The use of water through an adjustable hydraulic resistance 18 provides the possibility of eliminating sudden failures associated with the occurrence of steam and air plugs in the pipe heating system 1, and therefore also increases the reliability and service life of the pipe heating system 1 of greenhouses.

Наличие в устройстве обратной св зи б температуре смешанного теплоносител через регул тор 19 повышает устойчивость системы 1 отоплени , что дает возможность как повысить коэффициент усили 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 регулировани микроклимата в теплице, что в конечном счете повышает урожайность выращиваемых в ней культурThe presence in the feedback device b of the temperature of the mixed coolant through the controller 19 increases the stability of the heating system 1, which makes it possible both to increase the system's force coefficient and, consequently, its accuracy, and to increase the speed of the heating system 1 of the greenhouse, i.e. adjustments for high-speed weather factors. All this together increases the quality of microclimate control in the greenhouse, which ultimately increases the yield of crops grown in it.

Claims

Invention Formula

A device for regulating the air temperature in greenhouses with pipe heating, containing common for all greenhouses of the unit, supply and discharge pipelines with collectors of direct and reverse 1 thermal water installed on the supply pipe to the direct ion collector of general water pressure regulating valve

"After themselves, located in each K-unit of the unit, supplying and discharging pipes of heating water to the pipe heating system, control panel, whose inputs are connected to the outputs of meteorological sensor sensors, air temperature in the greenhouse and mixed heating water in the supply pipe, a circulation pump, the inlet of which through successively connected nii is a regulated adjustable resistance and the first non-return valve communicating with the heating water outlet pipe and the outlet two-way Vågå control valve, the input of the latter

and the outlet of the circulating pump are combined and connected to the inlet of the second check valve, the outlet of which is connected to the first inlet of the three-way mixing valve, the second inlet of the latter being communicated by means of

® of the pipeline of the corresponding greenhouse with a collector of direct heating water, and the outlet is connected with the inlet pipeline of the pipe heating system of the corresponding greenhouse, characterized in that

5 of optimizing the process of regulation by eliminating the influence of the piping systems of greenhouses on each other through the collector of return heating water, the two-way control valve is equipped with an electric drive, with a control input of which is connected to the outlet i of the temperature controller, and the three-way mixing valve is made in the form of a second-hand vortex mixing valve a valve whose first inlet is a tangential inlet, and the second is a radial inlet.