Метод централизованного управления обогревом теплиц

для 2-го варианта. Таким образом, использование облучательной установки с АУКВП дает экономию денежных средств 14,5 %.

Установлено, что привесы опытной группы на 45 %, а живая масса на 14 % больше, чем в контрольной группе. Усредненные биохимические показатели крови: кальций в сыворотке крови для контрольной и опытной групп составил соответственно 9,9 и 10,6 мг%; содержание фосфора — 5,6 и 5,9 мг%; содержание общего белка — 6,1 и 7,4 мг%; содержание альбуминов — 43 и 35 %; а-глобулинов — 20,5 и 13,3 %; Р-глобулинов — 16,0 и 20,3 %; у-глобулинов — 20,5 и 31,3 %. Биохимические показатели выше у телят опытной группы, высокое значение у-глобулинов говорит о высокой резистентности телят опытной группы.

Внедрение ОСУ с ультрафиолетовыми комбинированными облучателями для профилактического облучения и обеззараживания животноводческих помещений и использование автоматизированного устройства контроля времени процесса позволили

повысить экономическую эффективность технологического процесса облучения, обеспечить высокую продуктивность животных, улучшить показатели здоровья.

Список литературы

1. Алферова, Л.К. Многоцелевой ультрафиолетовый облучатель для животноводческих помещений / Л.К. Алферова, В.В. Козырева, С.А. Овчукова // Светотехника. — 1998. — № 3. — С. 34-36.

2. Пат. 66888 РФ. МПК7 А01К 1/00. Устройство для облучения сельскохозяйственных животных / Ашрятов А.А., Коваленко О.Ю., Захаржевский О.А., Панфилов С.А. (Россия). — № 2007119597/22; заявл. 25.05.2007; опубл. 10.10.2007.

3. ГОСТ Р МЭК 60335-2-27-2000. Безопасность бытовых и аналогичных электрических приборов. Дополнительные требования к приборам ультрафиолетового и инфракрасного излучения для ухода за кожей и методы испытаний. — Утвержд. 28.03.2000. — М.: Изд-во стандартов, 2000.

4. Микаева, С.А. Методы определения эффективных режимов эксплуатации компактных люминесцентных ламп / С.А. Микаева, М.В. Вдовин, А.С. Федоренко // Светотехника. — 2002. — № 2. — С. 5-9.

УДК 621.928:633.432

В.В. Солдатов, доктор техн. наук, профессор И.И. Сироткин, аспирант

ГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления»

МЕТОД ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОГРЕВОМ ТЕПЛИЦ

Рассмотрим случай, когда центральная котельная тепличного комбината обогревает п различных теплиц, причем для удобства рассмотрения каждой из теплиц поставим в соответствие определенное значение целочисленной переменной к [1, 2]. Тогда тепло, поступающее от центральной котельной, будет расходоваться экономно, если температура Тув уходящей из котельной к потребителям воды и ее расход в единицу времени на обогрев к-й теплицы ^к установлены так, чтобы выполнялись равенства

Тк = Тк, к = 1Я,

где Тк и Тк — соответственно температура внутренней воздушной среды к-й теплицы и ее значение, заданное согласно агротребованиям.

Определим, при какой температуре нагрева в котлах теплоносителя (воды) Тув и его расходах Як, к = 1,пт обеспечивается выполнение условий (1).

Исследования показали, что взаимосвязь величин Ткх (температура воды, поступающей в к-ю теплицу) и Тк, к = 1, пт устанавливается следующими уравнениями:

30

ВД,„р„ (С - Тк) (1 - у г) (1 - ^ к") + «£" Е =

= С (Тк - Т), к = К,

где Свод и рвод — удельные теплоемкость и плотность воды; Тн — температура наружного воздуха; Е — медленно изменяющаяся составляющая интенсивности солнечной радиации Е; ^кн, #кд, Г™, — коэффициенты,

соответственно характеризующие для к-й теплицы теплоотдачу регистров водяного обогрева, степень ослабления светового потока конструктивными элементами, теп-лопотери при транспортировке теплоносителя от центральной котельной, возможности по варьированию теплоты, выделяемой регистрами обогрева.

Кроме того, взаимосвязь между температурами Тув и Т£х, к = 1, пт, устанавливается уравнениями

Ткх - Тн = \нр

где Х^р — коэффициент, характеризующий теплопотери при транспортировке теплоносителя от центральной котельной до к-й теплицы.

Исходя из уравнений (2) и (3) определим расход нагреваемого в водогрейных котлах центральной котельной до температуры Тув теплоносителя:

Як =

ГкПТ (Тк - Тн) - д^Е

СводРвод (1 -X Г )(1 -У Ш^ кРТув +| + (1 -X£р)ТН - Тк] I

необходимой для поддержания в к-м тепличном помещении заданной температуры Тк.

Отметим, что при работе котельной на газовом топливе количество расходуемой в единицу времени воды на обогрев теплиц Яв остается постоянным. Поэтому величины Як, к = 1, пт, должны удовлетворять условию

X Як = Я2.

к=1

Используя условия (5) и выражение (4), получим уравнение

пт ПШ /

ОТ-- - Тн) - д?Е * ,

ы ц „К’Т.+(1 -Чр Т - Тк]

где

Дк = СводРвод

Решив уравнение (6) с учетом выражений (7), можно установить, до какой температуры Тув следует нагреть теплоноситель в водогрейных котлах, чтобы при заданном его расходе центральной котельной Яв обеспечить во всех теплицах комбината поддержание заданных температур.

В случае выполнения равенств (1), т. е. поддержания оптимальной температуры Т°Лт нагрева теплоносителя в водогрейных котлах, уравнение (6) принимает вид

ГкПШ(Тк -Тн) - дрдЕ

& ц ^ крТУг+(1 -х ;:р )ТН - Тк-]'

Принимая во внимание равенства (1), а также выражения (4) и (8), определим оптимальный расход теплоносителя на обогрев к-й теплицы:

п°пт _ Як -

ГкПШ(Тк - Тн) - дкд Е —

Ц к[^рт;пт + (1 -х кр )ТН - Тк-]

, к = 1, пт,

нагретого водогрейными котлами до температуры

Т опт

Тув .

Таким образом, при централизованном управлении температурой нагрева теплоносителя Тув в зависимости от величин Тн и Е из уравнения (8) определяется вначале ее оптимальное значение Туовп т, а затем согласно выражениям (9) устанавливаются оптимальные значения расхода теплоносителя Я™т, к = 1, пт, на обогрев каждой теплицы.

Для выделения медленно изменяющейся составляющей Е интенсивности солнечной радиации Е следует использовать фильтр нижних частот. Опре-

делим полосу пропускания этого фильтра. Для этого предположим, что в условиях переменной облачности величина Е изменяется следующим образом:

Е (г) = Е + АЕ (г),

где Е и АЕ(г) — постоянная и переменная составляющие величины Е(г).

Влияние возмущающего воздействия АЕ (г) на температуры Тк, к = 1, пт, парируется соответствующим изменением температуры Тув, т. е.

Топт(г) = т оп т + ат оп т(г),

ув ув ув

где Тп и АТЛИ — постоянная и переменная состав-

ляющие

Т311т(у).

ув V ’

В таком случае имеют место равенства Тк(т) = Тк + АТкозм(т - ткозм) +

+ АТкпр(т - ткпр); к = 1п,

где АТ“озмк и АТупрк — переменные составляющие Тк, обусловленные соответственно возмущающим АЕ и управляющим АТув воздействиями; х]““ и т]упр — постоянные времени транспортного запаздывания по каналам передачи возмущающего АЕ и управляющего АТув воздействий на величину Тк.

Согласно выражению (12), централизованное управление температурами Тк является целесообразным лишь в том случае, если выполняются неравенства

| ДТк03М (х -х вкозм) + АТ™3 (х -х Н) | <

<| АТкВ03М (х -хвкозм) |, к = Щ.

Эти неравенства могут быть выполнены, когда величины АТкозм(т - ткозм) и А7]пр(т - т]пр) изменяются в противофазе, т. е.

АТкВ03М

Воспользовавшись выражениями (4), получим дк АЕ (х -хвозм).

Якоптсводр

водг вод к

АТГ (х -х ]пр ) = А, к АТув (х -х ]пр ).

С учетом этих равенств соотношения (13) представим в виде

акАЕ(х -хкозм )АТкупр (х -хупр) < 0, к = Щ, (14) дк ^ к

где а к =-----------------.

К пОПТ/''1

к водРвод^к

Полагая в (14), что

т = г + тупр,

а также принимая во внимание неравенства

а к > 0, к = 1, пт,

соотношения (14) приведем к виду

АЕ

Учтем также, что входящие в равенства (10), (11) величины АЕ (г) и АТуовпт(г) согласно уравне-

где

нию (8) должны изменяться в противофазе, т. е.

ДЕ (г )ДТ°ПТ (г) < 0.

Сопоставив неравенства (15) и (16), приходим к выводу о синфазном изменении величин

АЕ(г + х£пр - хкозм) и дЕ(г), т. е.

АЕ

Для того чтобы все неравенства (17) могли выполняться одновременно, спектр АЕ (г), а значит и АЕ (г), должен содержать лишь те гармоники, частоты ю которых удовлетворяют неравенству

0,5я

ю<

Ах

Ат = шах(тупр - т?

м), к = 1, пт.

Таким образом, чтобы рассматриваемая система централизованного управления обогревом теплиц была работоспособной, электрический сигнал измерительного преобразователя интенсивности солнечной радиации необходимо пропустить через фильтр нижних частот, который оставляет без изменения все гармоники данного сигнала, частоты которых удовлетворяют соотношениям (18) и (19).

Список литературы

1. Шавров, А.В. Адаптивное управление мощностью водогрейных котлов по энергопотреблению теплиц / А.В. Шавров // Вестник сельскохозяйственной науки. — 1991. — № 1. — С. 141-144.

2. Гольдман, В.Л. Особенности теплоснабжения производственных объектов в сельском хозяйстве / В.Л. Гольдман, В.П. Мурадов, В.В. Солдатов // Вестник сельскохозяйственной науки. — 1991. — № 6. — С. 90-94.

УДК 631.22:628.8:004.9

С.С. Зимнов, ст. преподаватель

ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МИКРОКЛИМАТА ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Создание и поддержание микроклимата в животноводческих помещениях — сложный технологический процесс, управление которым является одной из важнейших инженерно-технических задач. Апробация систем автоматического управления на реальных функционирующих объектах невозможна ввиду экономических затрат.

Цель работы — построение компьютерной модели для постановки вычислительных экспериментов с целью исследовать поведение системы микроклимата и оценить различные алгоритмы, обеспечивающие ее функционирование.

Для построения компьютерной модели использованы дифференциальные уравнения, связывающие параметры микроклимата с параметрами системы [1]:

dg

— = (и + и)(g0 - g) + gв;

dг

dw , ^ ч

— = (-0 + и)(ю о-ю) + ю в;

dг

= р + рв + 2(и + и)(То - Т) +

dг

+У(^ + и^о - w) + 8(То - ТX

где g — удельное газосодержание вредного газа в воздухе помещения; go — удельное газосодержание в наружном воздухе; V — удельная воздухоподача внешнего воздуха; и — удельная вытяжка воздуха из помещения; ю — влагосодержание в воздухе помещения; юо — влагосодержание в наружном воздухе; gв, юв — внутреннее газо- и влаговыделение в помещении; р — мощность системы подогрева воздуха в помещении; рв — внутреннее тепловыделение в помещении; Т — температура воздуха внутри помещения; То — температура наружного воздуха; у, 8 — коэффициенты пропорциональности.

В качестве среды построения компьютерной модели системы микроклимата выбрана программа МА^АВ 81шиНпк. Она позволяет составлять и решать сложные системы алгебраических и дифференциальных уравнений, описывающих заданную функциональную схему (модель), обеспечивая удобный и наглядный визуальный контроль над поведением созданного пользователем виртуального устройства. Кроме этого пакет ВтиНпк включает в себя отдельные специализированные библиотеки функциональных блоков. Также важным достоинством является возможность задания в блоках про-