Повышение эффективности энергосбережения отопительно-вентиляционными электроустановками защищенного грунта в условиях Удмуртской Республики

• Автор: Соковикова, Анастасия Викторовна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА .И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ В ЗАЩИЩЕННОМ ГРУНТЕ

1.1 Автоматизированная система управления микроклиматом теплин ООО НПФ ФИТО

1.2 Контроль и поддержание микроклимата в теплицах на базе компьютера автоматическая система Агротерм.

1.3 Система автоматизированного управления микроклиматом блока теплиц САУ МКТ

1.4 Выводы и задачи исследований.

2 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В РАБОЧЕМ ОБЪЕМЕ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
2.1 Анализ существующих математических моделей температурного режима в защищенном грунте.
2.2 Разработка математической модели температурного режима в защищенном грунте по методу нестационарного случая.
2.3 Разработка математической модели изменения температурного режима в зависимости от скорости воздушных потоков в рабочем объеме защищенного грунта
2.4 Выводы по главе
3 АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СООРУЖЕНИЯМ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА. МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ В
ТЕПЛИЦЕ
3.1 Системы обогрева.
3.2 Вентиляционные системы
3.3 Дождевальные системы
3.4 Изменение биоклиматических факторов в теплице.
3.5 Условия освещенности
3.6 Тепловые условия. .
Относительная влажность воздуха.
Движение и обмен воздуха в теплице.
3.9 Воздушногазовый режим
3. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ОТОПИТЕЛЬНОВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКОК С УЧЕТОМ РАЗЛИЧНЫХ
МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ. ФАКТОРОВ В ОБЪЕКТАХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
4.1 Экспериментальные исследования микроклиматических факторов в.защищенном грунте.
4.1.1 Анализ типовых конструкций
4.1.2 Экспериментальный анализ микроклиматических условий теплиц с разними покрытиями.
4.2 Разработка алгоритма управления температурным режимом отопительновентиляционными электроустановками.
4.3 Разработка функциональной схемы системы управления температурным режимом в теплицах отопительновентиляционными установками на базе программируемых логических контроллеров.
4.4 Разработка программы управления температурным режимом в теплицена языке программирования СБС.
4.5 Выводы по главе
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
МИКРОКЛИМАТОМ С ПОМОЩЬЮ ОТОПИТЕЛЬНОВЕНТИЛЯЦИОНЫХ
ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
5.1 Расчет издержек по основным статьям затрат при усовершенствовании системы управления температурным режимом в защищенном грунте на базе программируемых логических контроллеров
5.2 Выводы по главе.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В настоящее время создано и эксплуатируется большое количество систем управления по первому уровню. Система управления по отклонению от заданного значения не обеспечивает требуемого качества управления температурным режимом в теплице при резких изменениях возмущающих и задающих воздействий, что приводит к значительным потерям тепла. Дальнейшим шагом в развитии управления температурным режимом является оптимальное управление по какомулибо критерию . При этом оптимизация физиологических процессов у растений осуществляется в результате применения математических моделей этих процессов В перспективе оптимальное управление микроклиматом должно осуществляться управляющим компьютером, который формирует управляющее воздействие в соответствие с поступающей информацией о состоянии растений9. Целью автоматизации на третьем уровне является обеспечение высокого и качественного урожая при минимальных затратах. В литературных источниках пока нет конкретных примеров работы таких систем управления. Для осуществления оптимального управления необходимо разработать математические модели продуктивности, расхода минеральных удобрений, воды И энергии, затрачиваемой на обогрев. Данные метеонаблюдений вводятся в управляющий компьютер, который на основе полученной информации рассчитывает текущие параметры микроклимата, и управляет работой оборудования 4. Как показывает обзор литературы по данной тематике, следует, что пока не существует какихлибо средств автоматического измерения или оценки, текущей продуктивности растений, дальнейшее совершенствование систем автоматической оптимизации температурного режима будет связано с созданием математических моделей роста растений. Существующие модели можно классифицировать как,теоретические, полуэмпирические и эмпирические. Пока не существует математических моделей роста овощных культур изза сложных физиологических процессов их жизнедеятельности. Модели, полученные АН. Белоноговым, относятся к полуэмшфическим, так как они содержат три теоретических уравнения с эмпирическими коэффициентами, определение которых связано с проведением экспериментов. Эмпирические хюдели регрессионного вида получены институтом биологии Карельского филиала академии наук. Микроклимат в защищенном грунте поддерживается путем управления интенсивностью водяного обогрева, положением вентиляционных фрамуг, подкормкой СО2, зашториванием экрана, включением циркуляционных вентиляторов и воздушного обогрева. Поддержание заданной температуры воздуха в теплицах производится согласованным управлением температуройтеплоносителя в нескольких контурах отопления, количество которых варьируется ог 1 до 5. Вентиляция осуществляется, как правило, с помощью открытия или закрытия вентиляционных фрамуг тепличных форточек. Уровень СО2 поддерживается с помощью включения специальных горелок, либо с помощью управления подачей концентрированного С. Зашторивание экрана позволяет уменьшить потери тепла термический экран и ограничить поступление солнечной радиации, как по величине, так и по времени затеняющий или затемняющий экран. С помощью СИОД можно повышать влажность воздуха в теплице и проводить ее охлаждение. Циркуляционные вентиляторы позволяют проводить выравнивание температуры воздуха внутри теплицы и в определенной степени понижают влажность воздуха. Воздушные нагреватели обеспечивают в случае необходимости быстрый дополнительный подогрев воздуха в теплице 0. Контроллер должен управлять микроклиматом согласно программе или заданию. Для оптимизации работы подсистем управления контурами обогрева и форточной вентиляцией в зависимости от агротехнических, экономических и теплотехнический требований необходимо в памяти микроконтроллера предусмотреть блок Стратегия управления. Где на основе экспертной оценки можно задавать параметры для оптимизации. В процессе эксплуатации для каждой конкретной теплицы в контроллере должны быть возможность корректировки множества параметров, которые позволяют производить тонкую настройку систем управления и, в конечном итоге, определяют качество поддержания микроклимата .