Исследование и разработка аппаратно-программных средств для систем управления микроклиматом

• Автор: Анохин, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 189 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г I СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Микроклимат, контролируемые параметры и режимы хранения

1.2 Теплотехнические параметры среды хранения

1.3 Технологическое оборудование хранилищ

1.4 Системы управления микроклиматом хранилищ, выпускаемые отечественной и зарубежной промышленностью

1.5 Датчики, используемые в системах управления микроклиматом

1.5.1 Измерение температуры воздуха и продукции

1.5.2 Измерение влажности воздуха

1.6 Недостатки существующих систем управления микроклиматом в хранилищах

1.7 Цель и задачи исследования
1.8 Выводы
2 ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СРЕДЕ
ХРАНЕНИЯ
2.1 Процесс тепломассообмена продукции с окружающей средой
2.2 Расчет температурновлажностных параметров верхней зоны хранилищ
2.3 Теплообмен в верхней зоне хранилищ
2.4 Методика расчета влагосодержания воздуха
2.5 Модели и методики размещения идентифицированных датчиков в пространстве среды хранения
2.6 Выводы
3 АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ХРАНИЛИЩ И ИХ МОДЕЛИРОВАНИЕ
3.1 Режимы работы системы и управление отопительновентиляционным
оборудованием
3.2 Анализ и разработка требований к программному обеспечению автоматизированной системы контроля и управления микроклиматом
хранилищ с использованием идентифицированных датчиков
3.3 Разработка структуры и алгоритмов программного обеспечения автоматизированной системы контроля и управления микроклиматом хранилищ
3.3.1 Модуль нечетких регуляторов
3.3.2 Модуль управления исполнительными механизмами
3.3.3 Модуль косвенного контроля работы исполнительных механизмов
3.3.4 Модуль обработки ошибок
3.4 Выводы
4 РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ ХРАНИЛИЩ
4.1 Разработка способа сопряжения автоматизированной системы управления микроклиматом с идентифицированными датчиками
4.2 Расширение возможностей автоматизированных систем управления микроклиматом
4.3 Экспериментальные исследования работы автоматизированной системы управления микроклиматом хранилищ
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Периодическое вентилирование указанной выше продолжительности и частоты обеспечивает удаление из толщи насыпи влаговыделений при подаче в нес воздуха с относительной влажностью около %. Четыре цикла вентилирования достаточны при хранении картофеля, свеклы, при хранении моркови и капусты количество циклов увеличивается до шести. Излишнее вентилирование продукции в период хранения ведет к дополнительным потерям в массе из-за испарения влаги. Поэтому увеличение цикла продолжительности вентилирования может быть допущено только в случае невозможности снятия из насыпи теплоизбытков за - минут. Как видно из вышесказанного, каждый режим характеризуется опреде-^ ленными показателями температуры и влажности. Целью теплотехнического расчета хранилищ является определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и установление мощности систем вентиляции, отопления, охлаждения. При нахождении сопротивления теплопередаче щраждений в период хранения заданными являются параметры внутреннего воздуха хранилища и параметры воздуха в массе продукции. Они регламентированы нормами технологического проектирования хранилищ из условий обеспечения максимальной сохранности продукции при минимальных потерях ее веса без ухудшения вкусовых качеств продовольственной и способности к воспроизводству семенной продукции. В основной период хранения температура в помещении складирования сырья должна быть стабильной. Допустимые колебания температуры в массе продукции в период хранения равны 1~2°С, а относительной влажности воздуха — 5-%. В ряде зарубежных стран приняты более жесткие границы изменения относительной влажности воздуха. Так, в Германии [7, 8], Швейцарии [6], Чехословакии [3, 4, 5] различие между максимальными и минимальными значениями относительной влажности составляет 2-6%. Соблюдение таких жестких требований возможно только в зданиях с достаточно высоким термическим сопротивлением ограждающих конструкций и надежно регулируемой системой отопительного оборудования с автоматизированным управлением. Кроме того, для картофелеовощехранилищ характерны низкие внутренние температуры (от -3 до 4 °С) и высокая относительная влажность воздуха, например, для картофеля и корнеплодов — -%. Теплотехнические требования к зданию хранилища и инженерному оборудованию определяют на основе строительных норм и правил и норм технологического проектирования. Ограждающие конструкции должны иметь необходимые теплозащитные свойства, быть теплоустойчивыми и обладать высокими эксплуатационными качествами. При определении сопротивления теплопередаче наружных ограждений исходят из условия невыпадения конденсата на их внутренних поверхностях: > 1р. При этом температура на внутренней поверхности покрытия принимается больше температуры точки росы на 1-2°С [] или вводится коэффициент запаса []. В отечественной практике проектирования хранилищ расчетную зимнюю температуру наружного воздуха 1н принимают в соответствии с главой СНП по строительной климатологии с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций. Типовые проекты хранилищ разрабатывают для зон с расчетными температурами наиболее холодной пятидневки: -; -; -°С. В качестве расчетных значений температуры и относительной влажности воздуха помещения хранения принимают их минимальные величины по НТП []. Сопротивление теплопередаче для установленных климатических зон принимают [] равным 1,3; 1,8; 2,4 (м2-°С)/Вт. В ГДР термические сопротивления стен и покрытий в зависимости от климатических зон принимают равными 3, или 2,6 (м2*°С)/Вт при расчетных значениях хв = 4 °С и ф8 = % [9]. В Скандинавских странах, близких к нашему климату, значения требуемых сопротивлений теплопередаче покрытий картофелехранилищ принимаются на % больше, чем для наружных стен. Усредненные значения сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций, рассчитанные на основе баланса тепловыделений и теплопотерь, принимают равными 2-4,5 (м2-°С)/Вт [0]. В Канаде толщину теплоизоляции рекомендуют назначать из условия обеспечения теплового баланса между тепловыделениями и теплопотерями []. Недостаточно теплоизолированным считается хранилище, в котором не поддерживается требуемая температура при загрузке половины вместимости здания [9].