wyklad2, VI Semestr, Inżynieria
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Automatyka szklarniowa
wielkość regulowana x
wielkość sterująca y
, wielkość o jaką zostanie przestawiony
element nastawczy np. zawóþr czy przepustnica powietrza
obiekt regulacji
, część układu w której
wielkość regulowana
x
podlega regulacji
wartość zadana x
s
wartość mierzona x
i
regulator
(komputer, termostat)
urządzenie w którym uchyb
(odchylenie) x
w
- regulacji będący różnicą pomiędzy chwilową
wartością, a wart. zadaną
Sterowanie
– proces w układzie otwartym – parametr który
jest sterowany nie posiada jawnej wartości. Jego wartość jest
wynikiem zmian własności elementu nastawczego na podstawie
wielkości zakłócającej (np. nasłonecznienie w szklarni jest
sterowane cienówką której położenie określa pomiar
nasłonecznienia na zewnątrz)
Zalety sterowania
- stabilność zadanej wartości przy wolno zmieniających się
warunkach, brak oscylacji
- możliwość określania parametów z wyprzedzeniem
Wadą sterowania jest zwykle kompensacja jednego tylko
czynnika zakłócającego
x
w
=(x
i
– x
z
)
przetwarzany jest na wielkość sterującą do elementu
nastawczago
wielkości zakłócające
czas opóźnienia
– czas pomiędzy zmianą x
i
a zmianą sygnału
wielkości sterującej
Regulacja
– proces w układzie zamkniętym - “parametr który
jest regulowany, jest w sposób ciągły mierzony i porównywany
z wielkością zadaną. Jeżeli pojawi się uchyb regulacji,
występuje oddziaływanie na wielkość regulowaną, mające na
celu wyrównanie tych wartości (uchyb dąży do zera).
Oddziaływanie na wielkość regulowaną jest wywoałen
działanie wielkości sterującej
Regulacja
- odporność na niedoskonałość modelu i czynniki losowe – w
przybliżeniu mamy zawsze tą wartość na jakiej nam zależy
Schematy regulacji/sterowania ogrzewania w szklarni
Kotłownia
●
temperatura wody zasilającej
●
temperatura wody na powrocie
●
temperatura kotła
Obiegi grzewcze
●
temperatura wody w obiegu
Regulacja temperatury wody
●
zawory dławiące – najprostsze mała
funkcjonalność (nie powinno sie ich
stosować)
●
zawory trójdrogowe
●
regulacja temperatury powrotu
– zawór rozdzielczy –
stosunkowo dobra regulacja
temperatury wody na powrocie, do
zabezpieczania kotła. Nadaje się do
wstępnej regulacji temperatury
wody (np. jak mamy wiele
odbiorów)
●
regulacja temperatury wody
zasilającej
– zawór mieszający -
stosowane przy regulacji
temperatury czynnika grzewczego
(regulacja podstawowa)
●
zawory czterodrogowe - uniwersalne
Schematy hydrauliczne
Szant pompa (shunt pump) – pompa
słuząca wyrównaniu temperatury w kotle
Systemy grzewcze
●
ogrzewanie rurowe – w Polsce do 90 *C (dopuszczalna
temperatura kotła niskociśnieniowego, wyższe temperatury w
kotłach wrzących o podwyższonym ciśnieniu rzadko
stosowane w szklarniach, albo przy stosowaniu oleju jako
czynnika grzewczego
- oddawanie ciepła przez pormieniowanie i konwkcje
- materiał – cienkościenne rury stalowe – intensywność
oddawania ciepłą zależy od właściwości powierzchni
(malowanie)
- zaletą jest duża inercja – odporność na krótkotrwałe awarie i
stabilność warunków
●
ogrzewanie górne – wykorzystywane jest tylko
promieniowanie
niekorzystne energetycznie
umożliwia podgrzewanie roślin powyżej temperatury
powietrza
wytapianie śniegu
●
ogrzewanie boczne – zapobiegają dopływowi zimnego
powietrza do roślin, utrzymują równą temperaturę w
obszarze wegetacyjnym
●
ogrzewanie dolne(wegetacyjne) (max. 60*C)
utrudnienie prac w zagonach, ale
●
wyższa sprawność cieplna
●
korzystna cyrkulacja powietrza
●
nie zmniejsza dostępu światła
●
dobry mikroklimat dla roślin (nie wszystkich) =
ogrzewanie podłoża, usuwanie nadmiaru wilgoci,
ogrzewanie powietrza nad roślinami
●
ogrzewanie podstołowe (max. 60*C)
podgrzewanie zarówno podłoża jak i powietrza
korzystny rozkład temperatur
●
ogrzewanie podłoża (zwykle max 50*C)
●
ogrzewanie powietrzne – większa część ogrzewania
pochodzi ze zjawiska konwekcji a nie z promieniowania
●
konwektory – systemy rurowe o rozwiniętej powierzchni
(np. żebrowane, lub grzejniki), oddają ciepło swobodnie
(grawitacyjnie) przepływająemu powietrzu - porządana
cyrkulacja powietrza – równomierny rozkład temperatury i
wilgotoności
niewielka ilość ciepła (stosowane jako ogrzewanie
dodatkowe)
●
nagrzewnice powietrza – skonstruowane z wentylatora i
konwektora. Stosowane jako ogrzewanie uzupełniające
przy szczytowym zapotrzebowaniu na ciepło
●
jeśli czynnikiem grzewczym jest woda – stosowany jest
wymiennik ciepła
●
stosowane są też nagrzewnice w których ciepło
pobierane jest ze spalania gazu (ew. oleju)
●
nagrzewnice elektryczne
Zapotrzebowanie na ciepło
Q = k*A
H
*t [W] - uwaga oznaczamy Q ale wymiar mocy
k = k+k
L
[W/(m
2
K)]
V=Q/(C
P
**t
VR
) dla wody V=Q/(1163*t
VR
)
p – tabele str. 312 – 315
moc pompy :
P= V*p/ (przykład ze str 321 – uproszczony)
Stosujemy wentylatory osiowe. parametry charakteryzujące
wentylatory to wydajność oraz ciśnienie spiętrzenia.
Wentylatory powinno się montować na dłuższym boku szklarni.
charakterystyka pompy i charakterystyka instalacji
Przykład str. 220
Wentylacja
- regulacja temperatury
- wymiana CO
2
z otoczeniem
- regulacja wilgotności
Powierzchnia wietrzenia powinna wynosic przy wentylacji
grawitacyjnej min. 30% powierzchni szklarni
Wentylacja grawitacyjna działa tylko wtedy gdy mamy do
czynienia z różnicą ciśnień powodowaną
●
różnicą temperatur
●
różnicą wilgotnośći
●
działaniem wiatru
Cieniowanie
●
zapewnia osłonę przed promieniowaniem
●
zmniejszenie temperatury roślin
●
zmnieszenie temperatury powietrza
●
ochrona przed nadmiernym nasłonecznieniem roślin (np.
Storczyki, gerbery)
●
izolacja termiczna
Cieniowanie realizujemy przy pomocy
●
tkanin naciąganych
●
tkanin zwijanych
●
płyt (listew)
●
żaluzji
Cieniowanie zewnętrzne pozwala na większe zmniejszenie
temperatury w szklarni latem
Cieniowanie wewnętrzne pozwala zaoszczędzić energię cieplną
w wysokich szklarniach uzyskujemy lepszą wentylację ze
względu na większe znaczenie wyporu termicznego
Liczba wymian Z= V/V
G
Współczynnik wymian V
A
=V/A
Przy wentylacji mechanicznej możemy zmniejszyć wymaganą
powierzchnie wietrzenia, zelety takiej wentylacji
mniejsze koszty konstrukcji szklarni
lepsze uszczelnienie
mniejsze niebezpieczeństwo zalania szklarni podczas burz lub
uszkodzenia urządzeń wietrzących
[ Pobierz całość w formacie PDF ]