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

ляционных цилиндров. Установив переключатель В2 в положении А проверяют работу схемы в автоматическом режиме нагрева. ’ Содержание отчета. Отчет должен содержать: 1) электрические схемы водонагревателя ВЭТ-200 и котла КЭВЗ; 2) опытные и расчет­ ные данные; 3) технические характеристики аппаратуры и измеритель­

ных приборов; 4) выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Как работает электрическая схема управления водонагревателя ВЭТ-200

врежиме термоса и подогревателя?

2.Как устроен проточный водонагреватель типа ЭПВ?

3.Как и в каких пределах регулируется мощность электродного водогрейного котла типа КЭВЗ?

4.Как работает электрическая схема управления котла КЭВЗ в автоматиче­ ском режиме и при ручном управлении?

5.Как устроен паровой электрокотел типа ЭКП?

6.Каковы особенности техники безопасности, монтажа и эксплуатации электри­ ческих водонагревателей и котлов?

24.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОБОГРЕВ ПАРНИКОВ, ТЕПЛИЦ, ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ И ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ

ПОМЕЩЕНИЙ

24.1. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБОГРЕВА ПАРНИКОВ И ТЕПЛИЦ

Виды и способы обогрева в закрытом грунте. В зависимости от вида применяемого теплоносителя обогрев парников и теплиц бывает: биологический, при котором тепло получается в результате разложе­ ния навоза, закладываемого под растительный слой почвы; от огневых установок (котельных); электрический.

Применение того или иного вида обогрева определяется климати­ ческими условиями, агротехническими требованиями к выращиванию растений, способом обогрева и технико-экономическими показателями.

Б и о л о г и ч е с к и й о б о г р е в является наиболее трудоем­ ким, так как он связан с большими затратами труда по транспорти­ ровке навоза, набивке им парников и последующей очистке их от перегноя. Подачу тепла практически невозможно регулировать, так как сгорание навоза во времени происходит неравномерно.

Т е п л о с н а б ж е н и е от огневых котельных в настоящее время широко применяется для обогрева теплиц. Однако сооружение котельных связано со значительными капитальными затратами, тре­ бует хорошо налаженного снабжения топливом и экономически оправ­ дывается только в крупных тепличных хозяйствах, расположенных обычно вблизи городов.

Э л е к т р и ч е с к и й о б о г р е в парников и теплиц имеет существенные преимущества по сравнению с другими видами обо­ грева. Основными из них являются: постоянная готовность к работе,

384

легкость разогрева почвы, возможность создания правильного соот­ ношения между температурами почвы и воздуха, равномерное распре­

деление температуры по участкам, автоматическое регулирование теплового режима.

экономичный по расходу тепловой энергии почвенно-воздушный обогрев.

Рис. 180. Устройство электрообогрева парников:

а — стальной проволокой в асбоцементных или гончарных трубах: / — парубни; 2 — элементы почвенного обогрева; 3 — элементы воздушного обогрева; 6 — нагревательным проводом ПОСХП: / — элементы почвенного обогрева; 2 — экранная металлическая сетка; 3 — элементы воздуш­

ного обогрева.

в парниках и теплицах относятся элементный и электрокалорифер­ ный. Электродный способ обогрева почвы не получил широкого рас­ пространения из-за повышенной электроопасности и больших расходов листовой стали на электроды.

Обогрев парников стальной неизолированной проволокой в трубах.

При этом способе обогрева электронагреватели изготовляются из стальной оцинкованной проволоки 0 2 ,2 -ь З мм, проложенной внутри асбоцементных или гончарных труб.

Вдоль парника прокладываются четыре нагревательных элемента (рис. 180, а): два воздушных и два почвенных. Для почвенных нагрева­ тельных элементов применяются асбоцементные трубы ф 100- г - 150 мм, укладываемые в слой песка толщиной 10 -г- 15 см. Для обогрева воз­

385

духа используются трубы ф 50 -г- 75 мм с той целью, чтобы они зани­ мали меньше полезной площади парника. Прокладываются они по парубням на крюках или специальных опорах. Торцы труб заделы­ вают изолирующими заглушками.

Для обеспечения удобства замены нагревательной проволоки по концам парника делаются колодцы, отделяемые от основной части парника бетонными или кирпичными перегородками.

Нагревательные элементы четырех парников соединяются после­ довательно (отдельно для воздушных и почвенных нагревателей) и включаются непосредственно в сеть с напряжением 380/220 В.

Достоинствами этого способа обогрева являются простота выпол­ нения монтажных работ и замены проволоки нагревательных эле­ ментов при ее перегорании, обеспечение требуемых температурных режимов почвы и воздуха, большая теплоаккумулирующая способ­ ность. К недостаткам относятся малый срок службы нагревательной проволоки (1—2 сезона), значительные потери полезной площади парника (до 20%) в связи с наличием труб воздушного обогрева и мон­ тажных колодцев, неравномерное распределение температуры по продольной оси парника.

Обогрев парников специальными нагревательными проводами.

Для обогрева почвы и воздуха в парниках применяются специальные стальные нагревательные провода с пластмассовой изоляцией марок ПОСХВ, ГТОСХП и ПОСХПВ. Провод ПОСХП используется для обогрева почвы. Его укладывают на дно котлована, как правило, двумя секциями, по нескольку ниток в каждой секции (рис. 180, б). Для защиты от механических повреждений нагревательный провод зали­ вают цементно-песочной смесью или покрывают металлической сеткой.

Обогрев воздуха осуществляют проводом ПОСХВ или ПОСХПВ, проложенным в несколько параллельных рядов на подвесках вдоль

парубней. Напряжение питания нагревательных элементов равно

220 В.

Достоинствами этого способа обогрева являются равномерность прогрева почвы, значительная теплоаккумулирующая способность парника, надежность и долговечность нагревательного устройства. К недостатками относятся малая теплостойкость провода ПОСХВ (не более 70 °С), трудность замены почвенного нагревательного эле­

мента и сравнительно высокая трудоемкость работ при изготовлении цементной стяжки.

Обогрев парников стальной неизолированной проволокой. Нагрева­ тельный элемент выполняется из стальной неизолированной прово­ локи ф 4 -г- 7 мм, прокладываемой в слое песка в несколько параллель­

ных рядов. Такой же электронагреватель может быть применен для обогрева воздуха в парнике.

Нагревательные элементы по условиям электробезопасности необ­

ходимо питать от понижающих трансформаторов со вторичным напря­ жением от 24 до 50 В.

Положительными особенностями этого способа обогрева парников являются: простота конструкции и монтажа нагревательного устрой­

386

ства, простота разогрева, хорошее распределение температур и боль­ шая степень безопасности обслуживания. К недостаткам относятся необходимость применения специальных понижающих трансформа­ торов, подверженность нагревательного провода коррозии и сложность замены провода, связанная с необходимостью удаления почвы из парника.

Обогрев парников асфальтобетонным нагревательным устройством.

Конструктивно нагревательное устройство парника может быть вы­ полнено или в виде асфальтобетонного монолита с размерами 21 X X 1,3 X 0,07 м, в середине которого зигзагообразно уложена неизо­ лированная стальная проволока ф 2ч-3 мм и длиной 350 м, или смонти­ ровано из отдельных асфальтобетонных блоков прямоугольной формы с размерами 0,5 X 0,5 X 0,06 м. Внутри блоков заложена стальная проволока. Блоки укладывают на шлаковый теплоизоляционный слой парника, выводы проволок соседних блоков соединяют сваркой, а места стыков изолируют асфальтобетонной массой. Смонтированные блоки или монолит засыпают песком и слоем питательного грунта. Нагревательное устройство подключают к сети 380/220 В. При напря­ жении 220 В мощность нагревательного устройства одного парника составляет около 5 кВт.

Достоинствами этого способа электрообогрева являются равно­ мерность прогрева почвы, большая теплоаккумулирующая способ­ ность и достаточная электромеханическая прочность нагревательного устройства. К недостаткам относятся отсутствие обогрева воздуха в парниках, трудоемкость изготовления асфальтобетонного нагрева­ тельного устройства, сложность его замены.

Обогрев парников при помощи электрокалориферов. Для обогрева почвы нагретый в электрокалориферах воздух прогоняется по гон­ чарным или асбоцементным трубам, уложенным в подпочвенный слой парников. Трубы по торцам парников сообщаются с воздуховодами, представляющими собой кирпичные или сборные железобетонные ка­ налы, смонтированные по периметру квартала парников. Электрокало­ риферы устанавливаются в специальных пристройках — вентиляцион­ ных камерах.

К достоинствам этого способа обогрева относятся безопасность работы в парниках при работающем электрокалорифере, значительная теплоаккумулирующая способность, простота эксплуатации. Недостат­ ками являются отсутствие воздушного обогрева, трудность обеспече­ ния равномерного температурного поля в почвенном слое, необходи­ мость в тщательной тепловой изоляции воздуховодных каналов и до­ полнительные потери тепла в них.

Электрический обогрев теплиц. Способы электрообогрева теплиц принципиально не отличаются от способов обогрева парников. Наи­ большее распространение для обогрева воздуха и почвы в теплицах получил электрокалориферный способ. При обогреве воздуха при­ меняют электрокалориферы с сосредоточенным выпуском нагретого воздуха или с его распределением по теплице с помощью воздуховодов из полимерной пленки. Так как калориферы устанавливают непосред­

387

ственно в теплице, отсутствуют дополнительные потери тепла в воз­ духоводах.

Автоматическое управление нагревательными устройствами парни­

ков. Для автоматического управления температурным режимом почвы и воздуха в парниках и теплицах с электрическими нагревательными элементами применяются полупроводниковые терморегуляторы типа ПТР-2, контактные электротермометры и другие приборы.

Терморегулятором ПТР-2 можно регулировать температуру воз­ духа и почвы в диапазоне от 5 до 35 °С с погрешностью ± 1 °С. В соче-

вательных элементов применяются магнитные пускатели типов ПА-321,

ПА-322, ПА-422, ПА-522.

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий используются токовые автоматы типа А 3124 в трехполюсном исполнении с электро­ магнитными расцепителями на соответствующий ток.

В целях сокращения количества аппаратуры и повышения надеж­ ности работы установки следует использовать один датчик темпера­ туры на группу, состоящую из 4—6 парников. Для парников с поч­ венно-воздушным обогревом датчик устанавливается в воздушном пространстве одного из парников группы на высоте 10 см от поверх­ ности почвы. Он включает одновременно и почвенные и воздушные нагревательные элементы. В парниках с одним почвенным обогревом датчик устанавливается в почве парника на глубине 10 см.

На рис. 181 приведена схема включения нагревательных элемен­ тов группы из четырех парников с почвенно-воздушным обогревом. С помощью переключателей В2 и ВЗ нагревательные элементы почвы или воздуха четырех последовательно включенных парников могут

388

быть включены на фазное или линейное напряжение для ступенчатого изменения их мощности.

При установке переключателя В1 в положение А на терморегуля­ тор ПТР подается фазное напряжение, а катушка магнитного пуска­ теля КЛ 'через контакты терморегулятора включается на линейное напряжение. Терморегулятором ПТР осуществляется двухпозицион­ ное регулирование температурного режима.

При неисправности автоматического регулятора для ручного вклю­ чения магнитного пускателя переключатель В1 переводят в поло­ жение Р.

Регулирование микроклимата в теплицах. Микроклимат в теплицах регулируется путем поддержания необходимой температуры и отно­ сительной влажности воздуха, а также искусственным увеличением содержания в воздухе углекислого газа. Следует иметь в виду, что каждый из указанных факторов действует на растение неизолиро­ ванно, а в комплексе с другими и замена одного другим недопустима. Нельзя, например, заменить недостаток тепла увеличением освещен­ ности или наоборот. Согласование факторов микроклимата должно выполняться по правилу: чем лучше освещенность, тем выше должна быть температура и содержание углекислоты в воздухе и наоборот.

Регулирование температуры в теплицах осуществляют включе­ нием и выключением системы отопления или усилением и уменьше­ нием действия вентиляции. Относительную влажность уменьшают путем усиленного проветривания теплицы, а увеличивают распыле­ нием воды. Содержание углекислого газа в воздухе регулируют вруч­ ную или автоматически.

Автоматическое регулирование температуры в теплицах зависит от способа обогрева. При электрокалориферном отоплении и обогреве для автоматического регулирования температурного режима в теп­ лицах могут быть использованы схема и аппаратура, применяемые в парниках.

Для создания определенного микроклимата в теплицах применяют комплекты оборудования, осуществляющие автоматическое регули­ рование отопления, увлажнения воздуха и вентиляции.

Экономическая эффективность электрообогрева парников и теплиц.

Она зависит в первую очередь от климатического района, типа куль­ тивационных помещений закрытого грунта и других факторов.

Электрообогрев парников в настоящее время является рентабель­ ным, особенно для южных районов и средней полосы СССР. Из опыт­ ных и расчетных данных следует, что затраты энергии на электрообо­ грев парников и теплиц меньше, чем на водяной обогрев, а урожай овощей и качество рассады — на 10—15% выше. Это объясняется в основном созданием оптимальных условий для выращивания расте­ ний в результате автоматического регулирования микроклимата. За­ траты на электрообогрев парников окупаются за 3—4 года.

Особенности эксплуатации парников и теплиц с электрообогревом и техника безопасности. Парники и теплицы с электрообогревом отно­ сятся к установкам повышенной опасности поражения электрическим

389