Файл: Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие.pdf

В теплицах широко использовались также обычные осветительные люминесцентные лампы (ЛБ, ЛТБ, ЛДЦ). Однако специфический спектр поглощения зеленых растений обусловил создание и приме­ нение специальных ламп. Конструктивно они не отличаются от обыч­ ных люминесцентных. К таким лампам относятся ЛФ 40-2 и ЛФ 40-1. Это лампы со специальным люминофорным покрытием, фитоотдача их на 40—50% больше, чем у осветительных люминесцентных ламп той же мощности (40 Вт).

Применение этих ламп показало, что при облучении томатов по 17 ч в сутки урожай их увеличивается на 45% по сравнению с урожаем, полученным при использовании ламп ЛБ-40.

Люминесцентные лампы укрепляются на спе­ циальных рамах и располагаются, как правило, горизонтально над растениями. Рамы могут быть подвижными и неподвижными. Недостатком лю­ минесцентных ламп является то, что из-за малой единичной мощности их приходится располагать довольно плотно в раме; в результате этого рама закрывает растения от естественного света в светлое время суток. Более удобными в этом смысле являются газоразрядные лампы высокого давления, которые имеют единичную мощность до 1000 Вт. Эти лампы сейчас получают наи­ большее распространение в теплицах.

До недавнего времени часто применялась лампа ДРЛ. Но она имеет два существенных недостатка: нетермостойкое стекло наружной колбы и недостаточно высокую эффективную от­ дачу. Плохое качество стекла приводило к тому, что случайное попадание воды на колбу (при по­ ливе) разрушало ее. Обнажалась ртутно-кварце­ вая горелка, которая, являясь источником

ультрафиолетовых лучей, выжигала растения. Рис. 76. Внешний вид

Внастоящее время выпускается лампа облучателя с лампой

2000 Вт). Эти лампы устроены так же, как и лампа ДРЛ, но в газ горелки добавлены иодиды лития и индия для повышения фитоотдачи. На внут­ реннюю поверхность колбы нанесен зеркальный отражатель. Конструк­ ция лампы обеспечивает автоматическое отключение ее в случае по­ вреждения внешней колбы, что предотвращает возможность ожога растений. Средний срок службы лампы составляет 1000 ч. Фитоот­ дача лампы ЛОР-ЮОО на 60—80% выше, чем у Лампы типа ДРЛ-1000. Это позволяет примерно вдвое уменьшить расход энергии на облу­ чение.

Хорошие результаты при облучении растений дают лампы HLRG-400 фирмы «Филипс» (внешний вид на рис. 76) и подобная им отечествен­

149

ная ОТ-400 (облучатель тепличный). Обе лампы имеют высокую эф­ фективную отдачу и термостойкое стекло. Наличие отражателей на колбах позволяет эксплуатировать лампы без арматуры.

Предпринимаются попытки использования газоразрядных ламп сверхвысокого давления. Наиболее подходящей для облучения расте­ ний является ксеноновая лампа ДКСТВ-6000 с водяным охлаждением, мощностью 6000 Вт. Но сложность эксплуатации и высокая единичная мощность лампы сдерживают пока ее применение в теплицах.

Светотехнический расчет установок для облучения растений.

Расчет сводится к определению числа ламп для облучения заданной

При расчете облучателей с газоразрядными лампами высокого

значения принимают для ламп с меньшей эффективной отдачей. Число ламп, мощностью Рл каждая, для облучения заданной пло­

щади определяется по формуле:

N =

Размещаются лампы, как правило, квадратными или прямоуголь­ ными полями. Расчеты по удельной мощности довольно просты, но не точны, так как не учитывают эффективную отдачу ламп. При срав­ нительном расчете числа облучателей с лампами различной фитоот­ дачи, но одинаковой мощности, этот метод даст одинаковое их число.

Более точным является р а с ч е т по э ф ф е к т и в н о й о б ­ л у ч е н н о с т и , которую надо создать для нормального роста расте­ ний. Необходимая полная мощность (кВт) на облучение в этом случае подсчитывается так:

где S 0 — площадь облучаемой поверхности, м2; Нф — фитоотдача ламп, мфт/Вт; Еф— необходимая облученность, мфт/м2;

К — коэффициент использования фитопотока.

Для рассады огурцов величину облученности нужно принимать не менее 8000 мфт/м2, для рассады томатов — не менее 10 000 мфт/м2. Фитоотдачу ориентировочно можно принять: для ламп ДРЛ-80-— 85 мфт/Вт, для ЛОР-1000 и других высокоэффективных ламп- — 120—130 мфт/Вт. Число ламп определяется так же, как и в первом методе.

150

Иногда S' справочных данных облучателя указывается, на какую площадь 50б., он может быть использован. Тогда число облучателей N для площади S 0 можно рассчитать по формуле:

(Ю -З)

Экономический расчет облучателей. При возможности использова­ ния нескольких видов облучателей выбор наиболее подходящего делают на основании экономического расчета. В себестоимость продук­ ции в качестве основной составляющей входят годовые затраты на процесс облучения, складывающиеся из амортизационных отчисле­ ний Са, стоимости электроэнергии Сэ, стоимости ламп Сл, сменяемых за год, затрат на обслуживание С0.

Амортизационные отчисления вычисляются по формуле:

Цл — стоимость одной лампы; Гл — срок службы лампы, ч.

Затраты на обслуживание складываются из зарплаты обслуживаю­ щего персонала и затрат на текущий ремонт. В большинстве случаев удобнее считать все упомянутые виды затрат на 1 м2 облучаемой пло­ щади.

Следует помнить, что одна величина годовых затрат на облучение не позволяет еще сделать окончательного выбора установки. Нужно определить ту часть себестоимости продукции для различных источ­ ников, которая обусловлена облучением, и сравнить эти величины. Может оказаться, что более дорогая установка дает больший прирост урожая, и, следовательно, экономически она более эффективна.

Автоматизация облучающих установок. Кроме очевидной цели сокращения затрат ручного труда и занятости обслуживающего пер-

151

сонала, автоматизацию осуществляют для обеспечения необходимой продолжительности светового периода суток и оптимального согласо­ вания естественного и искусственного освещения. Продолжительность светового периода обычно задается уставкой на реле времени с суточ­ ным ходом (например, 2РВМ), которое управляет коммутирующим аппаратом, включающим и отключающим облучающую установку. Реле времени обычно задает общую продолжительность светового периода. Однако в пределах этого периода появляется возможность использовать естественный свет и отключать облучающую установку. Задача включения и отключения облучающей установки в зависимо­ сти от уровня естественной освещенности, как правило, возлагается на специальное устройство, в основе которого лежит фотоэлемент. Фотоэлемент постоянно измеряет естественную освещенность на уровне растений и через усилитель подает команды на включение или отклю­ чение облучающей установки.

10.2. АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТОВОГО ДНЯ НА ПТИЦЕФЕРМАХ

Наибольшее воздействие на процессы жизнедеятельности орга­ низма животных и птиц оказывает изменение продолжительности све­ тового периода суток. Эта зависимость названа фотопериодизмом.

Конкретные данные по продолжительности и уровню освещенности наиболее благоприятного режима для птиц приводятся в специаль­ ной литературе и являются зачастую противоречивыми, но требова­ ния к установкам автоматического искусственного освещения могут быть сформулированы достаточно четко. Установка должна обеспе­ чивать равномерную по всему помещению освещенность, не ниже нор­ мируемой (по современным данным 40—70 лк); автоматически вклю­ чаться, если естественная освещенность ниже этого уровня; автома­ тически обеспечивать необходимую продолжительность светового периода и при необходимости менять ее в течение года; автоматически имитировать рассвет и сумерки в помещении. В настоящее время еще четко не определен оптимальный спектральный состав света для птиц,

поэтому для освещения применяются и лампы накаливания, и люми­ несцентные лампы.

Для обеспечения необходимой продолжительности светового пе­ риода суток и ступенчатой имитации рассвета и вечерних сумерек промышленностью выпускается а в т о м а т в к л ю ч е н и я с в е т а АВС с программным устройством (рис. 77).

Программное устройство оборудовано пружинным часовым меха­ низмом с недельным заводом и контактным латунным барабаном, со­ вершающим один оборот в сутки. На барабане вырезана программа включения. Контактные пружины 41 и 42, скользя по барабану,

попадают в вырезы. Тогда контакт между барабаном и пружиной раз­ рывается.

В утренние часы (до рассвета) замыкается контакт 42, и катушка реле ЗР получает питание. Контактами ЗР2 включается часть освеще­

152