Автоматическое управление температурным режимом в теплицах
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Введение
Тепличное производство относится к числу наиболее энергоёмких производств в сельском хозяйстве. Затраты на обогрев теплиц составляют 30…50% от себестоимости продукции. Потребности современного производства в тепловой и электрической энергии растут быстрее, чем энергетические мощности. Поэтому энергосистемы вынуждены ограничивать потребление энергии, вводить специальные режимы, требовать от потребителя срочной экономии. Эти ограничительные меры малоэффективны, а в ряде случаев приводят к снижению производства продукции. Отсюда следует, что экономить энергию надо не ограничением её отпуска, а системой научно обоснованных технических мероприятий, основными из которых являются создание энергосберегающих технологий и энергосберегающих систем управления. Для снижения энергоёмкости процесса, прежде всего надо стремиться снизить технологический расход энергии. Эта величина определяется размерами и тепловыми характеристиками помещений, а также расходом воздуха и разностью температур воздуха и окружающей среды. Чем ниже температура воздуха в помещении, тем ниже расход энергии. Однако снижение температуры в помещении ведёт к снижению продуктивности, поэтому её снижение ограничено агротехническими требованиями.
Таким образом, задача обычных САУ сводится к стабилизации температуры на заданном уровне. Системы такой стабилизации являются простейшими энергосберегающими системами автоматического управления. Даже простейшая автоматизация управления температурным режимом способна обеспечить экономию 15-18% тепла. Особенно эффективна автоматика в периоды переменной облачности, когда ручное управление температурным режимом весьма затруднено. Энергия, требуемая для обогрева помещения любого типа, может быть рассчитана по уравнению теплового баланса помещения. Тепловой баланс теплицы складывается из потерь тепловой мощности и мощности, поступающей в теплицу.
Потери тепловой мощности можно разложить на следующие составляющие:
потери теплоты через ограждения;
потери теплоты через грунт;
расход теплоты на испарение влаги;
потери теплоты при инфильтрации наружного воздуха.
Мощность, поступающая в теплицу, складывается из поступления теплоты от солнечной радиации, падающей на открытый грунт, и из поступления теплоты от приборов системы обогрева теплицы. Измерить потери тепловой мощности, которую необходимо затратить на поддержание микроклимата в теплице, можно путём установки в теплице датчика тепловых потерь. Использование таких датчиков позволяет обеспечить автоматическое регулирование температурного режима в теплице, путём замены ряда датчиков одновременно (например, датчик скорости ветра, датчик влажности, датчик потока солнечной радиации).
теплица температурный режим автоматизация
1. Обоснование необходимости автоматизации температурного режима в теплице
В последние годы во многих сферах деятельности человека, как в промышленном производстве, так и в сельскохозяйственном, проявляется тенденция к автоматизации различных процессов. Этап автоматизации неизбежен на производстве, результатом которого должна быть качественная, конкурентоспособная продукция, призванная удовлетворить потребности государства и отдельных его граждан. Автоматизация производства повышает не только качество продукции, но и производительность труда, уменьшает затраты труда, снижает себестоимость продукции. В лучшую сторону автоматизация влияет и на условия труда. Процессу широкого внедрения автоматизации способствует развитие технических средств автоматизации. Всё это делает доступным достаточно простые, другими словами, оптимальные технические средства автоматизации для небольших предприятий и хозяйств.
В связи с развитием теплоэнергетики стало выгодным строительство тепличных комбинатов возле крупных источников теплоснабжения с целью использования её в тепловых нуждах. В настоящее время потребности сельскохозяйственного производства в тепловой и электрической энергии растут быстрее, чем энергетические мощности, поэтому энергосистемы вынуждены:
ограничивать потребление энергии;
вводить специальные режимы;
требовать от потребителя строгой экономии.
Эти ограничительные меры малоэффективны и приводят к снижению производства продукции. Отсюда следует, что экономить электрическую и тепловую энергию надо не путём ограничения её отпуска, а системой научно обоснованных технических мероприятий, основным из которых является создание энергосберегающих технологий и энергосберегающих систем управления.
Управление температурным режимом вручную связано с определёнными трудностями. В этом случае оператор не всегда в состоянии реагировать на все изменения регулируемых факторов, и поэтому пределы колебания температуры воздуха при ручном режиме в 5…10 раз превышают допустимые. Даже простейшая автоматизация управления температурным режимом способна обеспечить экономию 15…18% тепла. Особенно эффективна автоматика в периоды переменной облачности, когда ручное управление температурным режимом весьма затруднительно.
Условия температурного режима, в которых развивается растение, оказывают огромное влияние на все процессы его жизнедеятельности:
фотосинтез;
дыхание;
испарение;
корневое питание.
Всякое отклонение от благоприятного для растений температурного режима отрицательно влияет на величину урожая и