6.1. АВТОМАТИЗАЦІЯ ОВОЧЕСХОВИЩ

Сховища сільськогосподарської продукції призначені для зберігання зерна, соковитих кормів, комбікормів, картоплі, овочів, фруктів тощо. Зберігання великої маси продукції в обмеженому об'ємі висуває специфічні вимоги до систем автоматизації.

Особливо небезпечними є окремі вогнища загнивання, які швидко розповсюджуються по об'єму продукції, що зберігається. Для запобігання цього явища використовують метод активної вентиляції з інтенсивністю до 300 м³/год на 1 т продукції. Температура повітря, особливо взимку, повинна втримуватись у допустимих межах, щоб не допустити пошкодження продукції. Тому в окремих випадках сховища обладнують калориферами для підігрівання повітря взимку або холодильними агрегатами для охолодження повітря влітку і восени. Найважливішими параметрами мікроклімату, що підлягають контролю і регулюванню, є температура і вологість.

Автоматизація мікроклімату в овочесховищах здійснюється з урахуванням агротехнічних вимог зберігання окремих видів сільськогосподарської продукції. Основним діючим фактором є активна вентиляція, яка забезпечує видалення надмірної вологи з поверхні коренеплодів і овочів, а також сприяє вирівнюванню волого-температурних полів в об'ємі продукції, що зберігається.

Повітря в масу продукції, що зберігається подають за допомогою припливних вентиляційних систем, обладнаних відцентровими або осьовими вентиляторами. Режим роботи вентиляційної системи залежить від температури зовнішнього повітря і технології зберігання продукції. Наприклад, технологія зберігання картоплі передбачає три режими: лікувальний, охолодження і зберігання.

У лікувальний період, який триває 2 тижні температура картоплі підтримується на рівні +14...18°С при мінімальному повітрообміні і високій відносній вологості (понад 90%). При закладанні вологої картоплі її підсушують активною вентиляцією повітрям з вологістю не більше 80%.

У період охолодження температуру картоплі знижують до 2-4°С з швидкістю 0,5…0,6 °С на добу при максимальній вологості повітря 100 %. Період охолодження становить 20…25 діб.

Період зберігання – основний період. Температура в об'ємі картоплі підтримується на рівні +3...4°С. Відносна вологість максимальна. Вентиляція здійснюється зовнішнім повітрям або сумішшю внутрішнього та зовнішнього повітря (взимку).

Аналогічні агротехнічні вимоги до систем автоматичного управління розроблені й для інших видів овочів.

Для автоматичного управління мікрокліматом овочесховищ розроблені дві системи обладнання: ОРТХ і «Середовище».

Обладнання ОРТХ призначене для підтримання температурного режиму повітря і маси продукції, що зберігається в сховищах до 1000 т (рис. 6.1). Автоматичне управління здійснюється за допомогою шафи автоматичного управління активною вентиляцією ШАУ-АВ (рис. 6.2). Температуру зовнішнього і внутрішнього повітря, повітря в вентиляційному каналі, а також температуру продукції контролюють датчики температури ВК1…ВК6 і логометра.

Рисунок. 6.1. Схема розміщення технологічного обладнання для управління мікрокліматом овочесховища

Перемикачами SA1 і SA3 здійснюється вибір управління: ручний або автоматичний. При ручному управлінні кнопки SВ1 і SB2 управляють вентиляторами і калориферами двох рециркуляційно-опалювальних систем, SВ3 і SB4 – підігрівачем змішувального клапана, SB5 і SB6 – припливною вентиляцією.

Рисунок 6.2. Принципова електрична схема автоматичного управління мікрокліматом в овочесховищі

При автоматичному управлінні (перемикач SA1 в положенні А) робота схеми залежить від періоду зберігання. В лікувальний період (перемикач SA2 в положенні Л) працює вентилятор припливної вентиляції. Періодично (згідно з вставкою програмного реле часу) він вмикається на 30 хв. магнітним пускачем КМ4.

У період охолодження (перемикач SA2 в положенні О) в дію вводиться диференційний терморегулятор РТ1 (типу ПТРД-2), який порівнює температуру продукції і повітря. При різниці температури більше 2 – 3°С регулятор РТ1 вмикає проміжне реле KV2. Своїми контактами KV2.1 реле вмикає регулятор РТ3 (ПТР-2) і з витримкою часу – регулятор РТ4. В результаті пускач КМ4 вмикає вентилятор і пропорційний терморегулятор РТ5 (ПТР-П), який стабілізує температуру повітря в системі припливної вентиляції. При відхиленні цієї температури від заданої терморегулятор РТ5 вмикає виконуючий механізм заслінки змішувальною клапана.

Заслінка повертається в таке положення, при якому співвідношення рециркуляційного і зовнішнього повітря забезпечує потрібну температуру. Охолодження триває доти, поки температура продукції не досягне заданого значення, після чого регулятор РТ3 вимикає припливний вентилятор.

У період зберігання (перемикач SA2 в положенні X) вентилятор вмикається контактами КТ програмного реле часу для вирівнювання температурних градієнтів у масі продукту. При цьому через контакти КМ4.3 вводяться в дію реле KV2 і терморегулятори PТ1 і РТ3. В подальшому схема працює, як і в режимі охолодження.

Якщо температура в верхній частині сховища (ВК3) стає менше заданої, що може призвести до випадання конденсату, спрацьовує терморегулятор РТ2, який через магнітні пускачі КМ1 і КМ2 вмикає рециркуляційно-опалювальні агрегати. При зниженні зовнішньої температури до 15°С вмикається підігрівник змішувального клапана.

Обладнання «Середовище-1» призначене для автоматичного контролю, вимірювання і регулювання температури в багатосекційних сховищах (до 8 секцій). Система забезпечує управління температурою продукту і повітря в верхній зоні сховища, стабілізацію температури припливного повітря в межах ±20°С. Контроль температури здійснюється в 39 точках сховища.

Датчики температури продукту встановлені на глибині 0,5…0,7 м – по одному датчику для двопозиційного регулятора Р_М і для регулятора різниці температур Р_Р і по 3…4 датчика для контролю температури продукту за допомогою логометра Р.

Датчики температури верхньої зони ВК_В встановлені на половині вільної висоти зони – один датчик для логометра Р, а інший – для двопозиційного регулятора Р_В, що управляє вмиканням і вимиканням рециркуляційно-опалювальних агрегатів.

Датчики температури ВК_В встановлені в каналі подачі повітря після вентилятора перед розподільними клапанами: один датчик для логометра Р, другий для двопозиційного регулятора Р_К (вмикання – вимикання вентилятора), третій для регулятора пропорційної дії Р_П (положення змішувального клапана).

Датчик зовнішньої температури ВК_Н встановлений на відстані 0,5 м від сховища і захищений від прямої дії сонячних променів. Обладнання функціонує автоматично по сигналам регуляторів або вручну за допомогою магнітних пускачів КМ1…КМ5.

Рисунок. 6.3. Функціональна схема багатоканальної системи управління мікрокліматом «Середовище-1»

У багатоканальній системі «Середовище-1» (рис. 6.3) відхилення температури від заданої визначається в блоці вимірювань і завдань БВЗ і почергово надходить на терморегулятори. Блоки БРД виконують роль комутаторів двопозиційного (ДПР) і пропорційного (ПР) регуляторів температури.

Електронні реле РЕ1 і РЕ2 перетворюють аналоговий сигнал в цифровий і передають в блоки електромагнітних реле БР1 і БР2. Сигнали з блоків БР1 і БР2 надходять до відповідних блоків управління БУ, які формують сигнали управління виконавчими механізмами ВМ і забезпечують підтримання необхідної температури.

Таким чином, блоки БВЗ, РЕ і БР утворюють регулятори з двопозиційним і пропорційними зонами регулювання, а блоки комутаторів БРД ДПР і БРД ПР – синхронний автоматичний перемикач для почергового опитування датчиків. Ними ж здійснюється синхронне почергове підключення виконавчих механізмів для управління температурою у відповідних секціях сховища. Електронний блок БЕ генерує імпульси, які переключають комутатори БРД з заданою періодичністю.

Порівняно із системою ОРТХ обладнання «Середовище-1» має більш широкі функціональні можливості. Крім установок активної вентиляції і опалення, система включає в себе холодильні агрегати, що дає можливість зберігати продукцію протягом усього року.