Теплица в режимах вентиляции и обогрева

Для снижения внутренней температуры, удаления от растений воздуха с избыточным влагосодержанием и замены его воздухом с достаточным количеством углекислого газа и кислорода теплицы имеют устройства естественной и принудительной вентиляции.

В период установившейся вентиляции передаточная функция теплицы как объекта САР может быть получена из дифференциального уравнения баланса теплоты

Q ·Θ_н·dt – Q ·Θ·dt + (Р / С)·dt = V ·d Q (4.11)

где Q – подача вентиляторов, м³/с;

Θ, Θ_н – температура внутреннего и наружного воздуха;

Р – теплота, выделяемая за 1 с в теплице объемом V (м³);

С – теплоемкость воздуха, Дж/(м³·°С).

Решая уравнение относительно Θ, получим

(4.12)

где Θ₀ – начальная температура воздуха в теплице;

Т = V / Q – постоянная времени объекта.

В соответствии с уравнением (4.12) передаточная функция теплицы в режиме вентиляции имеет вид апериодического звена первого порядка со эвеном запаздывания:

, (4.13)

где k – коэффициент усиления объекта, показывающий, на сколько градусов происходит снижение температуры при однократной замене воздуха в теплице.

Для блочной теплицы [3] объемом V =100 м³; k = 0,45°; τ =120 с: Т = 180 с.

Для обогрева приземного слоя воздуха в типовой блочной теплице используют систему труб, в которых циркулирует с определенной скоростью греющая вода, температуру которой можно регулировать изменением подачи насоса котельной. В типовой теплице площадью 1 га имеется 132 регистра, каждый из которых представляет петлю из трубы длиной 150 м и диаметром 51 мм. Регистр как звено системы регулирования представляет звено чистого (транспортного) запаздывания. Время запаздывания τ определяется расстоянием l от места установки датчиков температуры до насоса и скоростью движения теплоносителя. В системе обогрева также имеется переходное запаздывание из-за инерционности датчика температуры и исполнительного механизма, из-за запаздывания передачи теплоты от воды к трубам, от труб к воздушному объему теплицы и через ограждение теплицы в окружающее пространство. Общая передаточная функция блочной теплицы в режиме обогрева воздуха

. (4.14)

На основании исследований [3] для блочной теплицы площадью в 1 га установлено: К = 0.31; τ = 6 мин; Т = 0.6 мин; Т ₁= 22.7 мин; Т ₂ = 10.4 мин.