Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Развитие современного тепличного овощеводства в последнее десятилетие сориентировано на использование-, малообъемного гидропонного-выращивания, поскольку этот способ выращивания по сравнению с грунтовым позволяет получать более стабильные и высокие урожаи при значительном снижении трудозатрат, устранении ряда трудоемких технологических процессов, уменьшении расходов субстрата и питательного раствора, улучшении санитарно-гигиенические условий, труда. Но без создания для теплиц с малообъемной гидропоникой электроэнергетических систем: обогрева, вентиляции, приготовления и подачи питательного раствора, электрических систем управления режимами их работы . - не возможно эффективное использование этих теплиц.
Существующие электроэнергетические системы теплиц не отличаются высокой эффективностью и надежностью.. Применяемые в.теплицах с мало-объемной гидропоникой системы обогрева были перенесены в них из грунтовых теплиц без учета особенностей новых систем выращивания. Используемые в теплицах системы вентиляции имеют сложное -устройство с большим числом подвижных элементов, что приводит к частым выходам из строя и усложняет их управление. Кроме того, в теплый период года возникает необходимость снятия перегрева питательного раствора, приготавливаемого в растворных узлах гидропонных систем. Создание новых систем для теплиц с малообъемной гидропоникой требует и методик их проектирования, а также создания электрических систем управления режимами их работы при повышенной надежности работы электрооборудования.
Решение указанных проблем приобретает- особую актуальность для Республики Беларусь, когда в условиях энергетического кризиса и усиления конкуренции ставятся вопросы рентабельности существущих тепличных хозяйств и перспективности их развития.
Исследования, результаты которых, отражены в работе, проводились в соответствии с республиканской научно-технической "программой . "Ресурсосбережение" (задание 4.04) и планами НИР Белорусского аграрного технического, университета (тема N 90.6.385 и N 91.24.465). '
Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение экономической эффективности теплиц, оборудованных малообьемными гидропонными установками, путем создания для них эффективных и надежных электроэнергетических систем и разработки методик их проектирования.
Для решения поставленной цели ставятся следующие задачи исследо
ваний: ' . ''.'..'.'.
1. Создание физической и математической моделей теплового режима теплиц с воздушным обогревом, позволяющих производить анализ и определять оптимальный способ воздушного обогрева.
Z. Разработка энергосберегающей системы воздушного обогрева теп
лиц с малообъемкой гидропоникой, методики расчета раздающих и магист
ральных воздуховодов, обеспечивающих равномерную раздачу теплоты, и
надежной электрической системы управления режимами работы системы
обогрева теплиц. , «і
3. Разработка эффективной и надежной системы естественной вентиляции теплиц и электрической системы управления режимами ее работы с повышенной безотказностью работы электрооборудования.
А. Разработка растворного узла, исключающего' перегрев питательного раствора, подаваемого к растениям, и электрической системы управления режимами его работы.
, 5. Проведение лабораторных и натурных исследований разработанных систем обогрева, вентиляции и снятия перегрева питательного раствора для теплиц с малообъемными гидропонными установками.
Научная новизна полученных результатов заключается в создании фи: зической и математической моделей теплиц о воздушным обогревом, получении оптимальных теоретических зависимостей для раздающего и магистрального В.ОЗДУХ0ВОД0В, создании эффективных систем обогрева, вентиляции и снятия перегрева питательного раствора для теплиц с малообъемной гидропоникой, надежных электрических систем управления режимами их работы; новых устройств малообъемных гидропонных установок и растворных узлов для приготовления питательного раствора.
Новизна разработок подтверждена 11 авторскими свидетельствами есер. ;.' ' * . .
Практическая ценность полученных результатов. Разработанные на основе проведенных исследований электроэнергетические системы повышают надежность управления и.точность поддержания температурных параметров воздуха и раствора в .теплицах с малообъемной гидропоникой при снижении расходов.тепловой и электрической энергии.
Разработанные системы прошли производственную проверку в совхозе "Субтропический" Адлерской овощной опытной станции и колхозе имени Орджоникидзе СмолевичсКого района Минской области и рекомендованы к внедрению. '
. . экономическая значимость полученных - результатов. Использование электроэнергетических систем в весенних теплицах, оборудованных малообъемными .гидропонными установками, позволит снизить мощность системы обогрева на.20-2555 и мощность электропривода на 40-45%.
Основные положения диссертации, выносимые на зашиту: теоретическая модель теплиц с воздушным.обогревом, !-зволяющая проводить сравнение и оптимальный расчет систем обогр«"\ '< :,,'-влять резервы снижения
энергии; методика расчета воздуховодов;системы обогрева, позволяющая, обеспечить равномерную раздачу теплоты по их длине; устройства электроэнергетических систем для теплиц' с малообъемной гидропоникой, отличающиеся эффективностью и.надежностью работы.
Личный вклад соискателя. Диссертация является самостоятельной научно-исследовательской работой, в которой на основании проведенных автором исследований получены физическая и математическая модели теплиц с воздушным обогревом, оптимизированные теоретические зависимости для раздающего и магистрального воздуховодов и разработаны вместе с соавторами электроэнергетические системы для теплиц с малообъемной гидропоникой.
Апробация результатов диссертации. Основные положения работы доложены и одобрены на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов (Киев, ' 1988 г.), Всесоюзной научно-практической конференции "Научно-технический прогресс в агропромышленном комплексе" (Киев, 1988 р.); конференции "Энергоенабкение в сельском хозяйстве" (Киев,'1990г.), научно-технических конференциях "Энергосберегающие технологии в агропромышленном комплексе" (Минск, 1990 г.), "Проблемы механизации, электрификации, автоматизации сельского хозяйства и подготовки инженерных кадров" (Минск, 1991 г.), "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин" (Минск, 1994 г.). "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии" (Гродно, 1994 г.).'
Опубликдванность результатор.- Основные результаты исследований изложены в 7 печатных работах, получено И авторских свидетельств.
Структура и,объем диссертации. Диссертация обстоит'из -введения, ' шести глав,' выводов, списка используемых источников и приложений. Полный объем диссертации составляет 146 страниц, включая 9 таблиц, 40 иллюстраций, список используемых источников из 103 наименований (из них '7 на иностранных языках) и 5 приложений на 64 страницах. -'
