CC BY
63
ОБ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОМ РЕЖИМЕ РАБОТЫ СООРУЖЕНИЙ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
Федорова Ирина Алексеевна ст. преподаватель кафедры Агроинжененрии Ачинский филиал Красноярского государственного аграрного
университета Россия, город Ачинск
Аннотация: Современная теплица как объект управления температурным режимом характеризуется крайне
неудовлетворительной динамикой и нестационарностью параметров, вытекающих из особенностей технологии производства (изменение степени загрязнения ограждения, нарастание объёма листостебельной массы и т.д.). В то же время агротехнические нормы предписывают высокую точность стабилизации температуры (1°С), своевременное её изменение в зависимости от уровня фотосинтетически-активной облученности, фазы развития растений и времени суток. Все эти обстоятельства предопределяют высокие требования к функционированию и качественному совершенствованию оборудования автоматизации.
Ключевые слова: Энергоэффективность, теплица, стабилизация температуры, автоматизация, тепловой баланс, грунт, закрытый грунт, отопление.
При расчёте систем отопления плёночных теплиц используют средние значения температуры, скорости ветра и относительной влажности наиболее холодного месяца за период эксплуатации.
Рассмотрим наиболее общий случай теплового расчета зимних теплиц с системой обогрева шатра и подпочвенным обогревом.
Уравнение теплового баланса на поверхности почвы имеет вид: Фот + Фп + Фк = Фп + Фисп+Физл (2.1)
где Фпп- тепловой поток от отопительных приборов, расположенных на поверхности почвы, Вт/м2; Фп - тепловая мощность системы подпочвенного обогрева, Вт/м2; Фк - тепловой поток от конвективного теплообмена на поверхности почвы. Вт/м2; Фп - тепловой поток через почву, Вт/м2; Фисп - тепловой поток, расходуемый на испарение влаги из почвы, Вт/м2; Физл - тепловой поток излучением на поверхности почвы. Вт/м2 .[1]
Все составляющие теплового баланса записаны в расчете на 1 м2 инвентарной площади. [7]
На сегодняшний день возможности технологического оборудования в теплицах позволяют регулировать практически все параметры, обуславливающие режим микроклимата. Исключением является лишь солнечный свет, поэтому агрономам при составлении требуемого режима микроклимата, необходимо исходить из текущей интенсивности солнца, т.е. на пасмурную погоду необходимо составить один режим микроклимата, на солнечную - другой, а на ночные периоды - третий и т.д. Помимо этого, при составлении режима микроклимата также учитывается тип выращиваемой культуры, сорт, время года, а также фаза развития растения (рассада, плодоношение и т.д.). [2]
Технологическое оборудование, позволяющее регулировать тот или иной параметр микроклимата в теплице, называется исполнительной системой (ИС). Для разработки ИС был использован продукт компании Microsoft Visual C#. Язык C# прост, строго типизирован и объектно-ориентирован.
Разработанная информационная система решает ряд задач, которые объединены в подсистемы: расчет, диаграммы, отчет.[3]
Обычно применяемый метод расчета теплового баланса исходит из основных заданий (расчет теплопотерь, теплового потока, мощность систем отопления) и использует ряд величин и формул из практики
проектирования систем обеспечения микроклимата растениеводческих помещений. На главной форме происходит расчет необходимых параметров (рисунок 1).[4]
Рисунок 1. Главная форма Полученные данные можно сохранить в базу данных, нажав кнопку
«Сохранить в базу» (рисунок 2).
Рисунок 2. Сохранение в базу данных После такого, как полученные параметры сохранили в базу, можно сформировать отчет. [5]
В автоматизированной информационной системе находятся сведения об изменении температуры внутреннего воздуха в теплице. Открываем рабочую форму, вводим нужную дату и получаем нужное время после того как ввели все данные, нажимаем кнопку вывод на форму. После этого на форме появляется расчеты за дату, которую ввели. Так же эти данные можно сохранить, нажав кнопку «Сохранить файл» (рисунок
3).
шв
Рисунок 3. Рабочая форма «Отчет»
При необходимости можно сформировать график функций, нажав кнопку на главной форме «График». После этого выводится окно для выбора графика. Графики можно сформировать за месяц и за день, нажав соответствующие кнопки (рисунок 4).[6]
Рисунок 4. Выбор диаграммы После выбора типа графика открывается окно остается выбрать нужный месяц и нажать кнопку «Построить». После чего строится диаграмма за выбранный день или месяц (рисунок 5).
Рисунок 5. Диаграмма за месяц
Таким образом, приходим к заключению:
1. Анализ современного состояния вопроса показал, что экономия энергии на обогрев помещения может быть достигнута за счет автоматического управления температурным режимом, путем реализации стратегий регулирования температуры с помощью датчика тепловых потерь.
2. Тепловой расчет культивационного сооружения, основанный на определении тепловых мощностей системы отопления шатра и почвы, а
также вычислении средней температуры поверхности почвы позволяет выявить эффективные режимы работы оборудования.
3. Математическое моделирование системы автоматического управления показало, что оптимальная по энергоёмкости температура зависит как от параметров микроклимата в теплице (Е2, Ть ть ср]), возраста растений и относительного времени суток т2, так и от наружной температуры t4.
Разработанное прикладное программное обеспечение позволят реализовать оптимальную технологию, задача которой состоит в том, чтобы в любой момент времени создать такую совокупность условий, которая бы обеспечила оптимальное значение критерия эффективности. [8]
Список литературы:
1. В.А. Брызгалов, Овощеводство защищенного грунта, -2-е изд., перераб. И доп. -М.:Колос, 1995.-С.352.
2. Рудобашт С.П..Тепло- и водоснабжение сельского хозяйства / -М.:Колос,1997.-С.509.
3. Федорова И.А, Долгих П.П. «Обоснование энергоэффективных режимов работы оборудования в сооружениях закрытого грунта». -«Научная дискуссия: вопросы технических наук»: материалы 8 Международной заочной научно- практической конференции (04 апреля 2013г) - Москва: изд. «Международный центр науки и образования», 2013. - 152 с. ISBN 978-5-00021-028-4
4. Изаков Ф. Я., Попова С.А. Энергосберегающие системы автоматического управления микроклиматом - ЧГАУ 1988-52с.
5. Рысс А.А. Гурвич Л.И. Автоматическое управление температурным режимом в теплицах.-М.:Агропромиздат,1986.
6. Толстой А.Ф. Повышение эффективности тепловых процессов в системах защищенного грунта. Автореферат дисс. на соиск.уч. степ. канд. техн. наук. Москва, 2001.
7. Цугленок Н.В., Долгих П.П., Кунгс Я.А. Энергетическое оборудование тепличных хозяйств / Учебное пособие КрасГАУ, Красноярск, 2001, С.139
8. Федорова И.А., Нелюбов И.А. Автоматизированное управление микроклиматом в условиях защищенного грунта, II Всероссийская научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, Проблемы автоматизации. Региональное управление. Связь и автоматика. - ПАРУСА-2013/ Сборник трудов 2 Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Геленджик: Издательство Южного Федерального университета, 2013. - Т.1.- 260 с. ISBN: 978-58327-0494-4
