Автоматизація обігріву парників

В парниках вирощують розсаду для відкритого ґрунту і ранньоспілі овочі у весняний період. По технічному оснащенню і рівні механізації й автоматизації технологічних процесом вони займають проміжне місце між утепленим ґрунтом і аграрними теплицями.

Найпростіші парники обігрівають біопаливом, широке розповсюдження одержав обігрів гарячою водою і за допомогою електроенергії. Іноді сполучать водяний обігрів з електричним, котрий включається у період різких похолоданні і заморозків.

Унаслідок короткого терміну вигонки розсади і високої її щільності посадки (на 1 м² кілька сотень штук) економічно завжди ефективно використовувати для обігріву електричну енергію. Для обігріву використовують трубчасті й оголені нагрівальні елементи з питомою потужністю 100...200 Вт/м².

Розглянемо приклади автоматичного керування температурою за допомогою електричного обігріву.

Автоматизація обігріву парників і утепленого ґрунту як досить простих споруд захищеного ґрунту зводиться до автоматичного керування температурою ґрунту і повітря в залежності від погодних умов, виду і віку рослин.

Керування тепловим режимом може бути ручним (неавтоматизованим): переключення нагрівальних елементів на різні напруги, включення окремих груп нагрівачів і т.п. Однак автоматичне керування температурою в парниках куди важливіше: тільки витрати електроенергії в порівняно з ручним керуванням скорочуються на 15...20%.

Найпоширеніший спосіб автоматичного керування температурою в парниках заснований на принципі періодичного включення і відключення нагрівальних елементів за допомогою магнітних пускачів у залежності від температури всередині парника. Електрична схема керування режимом роботи нагрівальних елементів для однієї групи, що складається з чотирьох парників, показана на рисунку 5.1. Нагрівальні елементи переводять з однієї напруги живлення на іншу (220 чи 380 В) перемикачами SA1 і SA2. Ручний режим задають, ставлячи тумблер SA3 у положення Р, автоматичний - у положення А, відключеному стану нагрівачів відповідає положення О. Для автоматичного керування тепловим режимом у повітряному просторі одного з 4...6 послідовно з'єднаних парників встановлюють датчик температури ВК.

У парниках тільки з ґрунтовим обігрівом на групу парників ставлять один датчик температури ґрунту. Його поглиблюють у ґрунт парника на глибину близько 0,1 м. Перемикачем SA1 включають нагрівальні елементи для обігріву повітря, а перемикачем SA2 — елементи обігріву ґрунту.

Рисунок 5.1. Схема автоматичного керування температурою в парниках із грунтово-повітряним електрообігріванням

При низькій температурі регулятор температури в автоматичному режимі роботи контактами SK включає магнітний пускач КМ одночасно з подачею напруги 380/220 В. В міру підвищення температури до заданої контакти SK розмикаються, і пускач КМ відключає нагрівальні елементи.

Електротехнічною промисловістю розроблено для парників комплектне устаткування типу КП-1. Воно призначено для автоматичного керування температурою повітря і ґрунту в парниках на 1920 рам із ґрунтовим і повітряним електрообігріванням. Воно ж може застосовуватися для керування температурою ґрунту і повітря в плівкових теплицях площею до 0,5 га. Електрообігрівання здійснюється від паралельно з'єднаних шести рядів сталевого неізольованого проводу діаметром 6 мм, покладеного на глибині не менш 0,25 м у парнику з відстанню між проводами 0,25 м. Для обігріву повітря нагрівальні проводи монтують на внутрішніх бічних стінках парника.

Датчики встановлюють в одному з парників, розташованому в центрі кожної ділянки, що складає з 240 рам: у ґрунті на глибині 0,1 м — датчик температури ґрунту, а на бічній стінці парника — датчик температури повітря.

Рисунок 5.2. Принципова електрична схема комплекту устаткування типу КП-1.

Електрообігрівні елементи поєднують у 4 групи по 480 рам і підключають до трансформатора типу ТМОБ-63. Для живлення чотирьох таких трансформаторів встановлюють електричну підстанцію потужністю не менш 250 кВА.

Понижуючі трансформатори в режимі розігріву парника включають за схемою «зірка-зірка», а в режимі обігріву— за схемою «зірка-трикутник». Трифазна лінійна напруга на вторинній стороні можна встановлювати переключенням відгалужень трансформатора: у першому режимі 125, 103 і 85 В, а в другому — 70, 60 і 49 В.

Розглянемо роботу принципової схеми комплекту обладнання для одного понижуючого трансформатора (рис. 5.2). Обладнання може працювати в ручному режимі при встановлені універсального перемикача SA 1 у положення Р чи в автоматичному при встановлені SA1 у положення А. Ручне включення і відключення трансформатора й електронагрівників ЕК1...ЕК4 здійснюють дистанційно за допомогою кнопок «Пуск» SB2 і «Стоп» SB1, попередньо ввімкнувши відповідно рубильники SA6...SA9 обігріву ґрунту і повітря та автомат QF. Автоматичне керування здійснюється за допомогою логометрів Р1 і Р2, що виконують одночасно роль регулятора і роль вимірювального приладу для візуального контролю фактичної температури ґрунту і повітря в парниках. У вимірювальні ланцюги логометрів включені за мостовою схемою термометри опору типу ТСМ, що є датчиками температури ґрунту ВК2, ВК4 і повітря ВК1 і ВКЗ.

Мостова схема врівноважується при заданій агрослужбою температурі. Якщо фактична температура нижче заданої, замикаються контакти Р1 чи Р2 і включаються магнітним пускачем КМ трансформатор TV і електронагрівальні елементи. При підвищенні температури до заданої розмикаються контакти Р1 і Р2, а магнітний пускач КМ відключає електроживлення. Перемикачами SA1 і SA2 і рубильниками SA6... SA9 включають обігрів ґрунту чи повітря. До штепсельного роз’єму ШР підключають електрифіковані механізми для обробки ґрунту і догляду за рослинами. Силу струму і значення напруги у всіх фазах контролюють амперметром і вольтметром з перемикачами SA4 і SA5. Точність регулювання температури +1,5°.