Теплицы - тепловые сети , электрификация

Введение

Современное сельскохозяйственное производство – крупный потребитель топливно-энергетических ресурсов.

Дальнейшее развитие сельского хозяйства, его интенсификация предполагают еще более широкое внедрение электроэнергии в сельскохозяйственное производство и автоматизацию технологических процессов.

Из–за роста энергетических мощностей в агропромышленном комплексе, а также быстрого увеличения цен на электроэнергию и энергоресурсы все более остро ставится вопрос об их экономии, создании энергосберегающих, экологически чистых технологий.

Значительное место в деле успешного развития комплексной электрификации играют вопросы правильного проектирования, то есть выбора наиболее экономичного и технологически совершенного оборудования.

Целью дипломного проектирования является рассмотрение вопросов электрификации теплицы площадью 1500м2 с исследованием стрессового состояния растений по плодоношению.

Основная задача проектирования электрификации теплицы – это снижение до минимума ручного труда, автоматизация основных технологических процессов, а также безопасность обслуживающего персонала, требование гражданской обороны и экономичности принимаемых решений.

1. обоснование темы дипломного проекта

Разработка дипломного проекта проводится с целью поиска путей кардинального роста производительности труда, снижение себестоимости электрической энергии, выбора оптимального состава электротехнической службы, а также внедрение новых технологических решений и оборудования, которые дадут возможность постоянного контроля за состоянием растения, что может значительно повлиять на их рост, и как следствие на прибыль предприятия.

Управление микроклиматом для достижения оптимума роста растения определяет примерно 90 % урожая. Главными составляющими микроклимата для роста растения является температура, свет, углекислый газ, относительная влажность, дефицит давления водяною пара и субстрат. Растение нуждается в каждой из них, но в сочетании их оптимального баланса для получения максимального урожая и снижения стрессов у растения.

Для более успешного выполнения продовольственной программы необходимо изыскивать возможности для получения максимального урожая, экономного расхода электроэнергии путем правильного выбора оборудования, выбора ПЗА и многое другое.

Данный дипломный проект рассматривает пути решения этих вопросов.

2. Производственно-хозяйственная характеристика ТК «Завьяловский».

2.1 Характеристика ТК «Завьяловский».

Тепличный комбинат "Завьяловский" в Удмуртии, площадью 12 гектар был построен для того, чтобы обеспечивать население Ижевска овощами во внесезонный период. Тепличный комбинат был организован на основании по-становления Совмина Удмуртской АССР от 9 декабря 1974 года за номером 383, распоряжения Совмина от 16 сентября 1974 года Н 597Р, постановления Президиума Удмуртского Республиканского Совета колхозов от 4 ноября 1974 года № 27 и задания Завьяловского райсовета колхозов.

Комбинат состоит из двух зон: зоны основного производства и зоны вспомогательного производства. В состав первой входят: четыре блока зимних ангарных почвенных теплиц, площадью 3 га каждая, выполненных по типовому проекту ТП 810 - 78, центральный тепловой пункт, а также недавно построенный блок пленочных теплиц и бытовые помещения. Во вспомогательную зону входят: здания и сооружения транспортно - механической, энергетической, агротехнической и административно - бытовой групп.

Завьяловский тепличный комбинат находится на северной окраине города Ижевска, около посёлка Хохряки. Площадь, занимаемая хозяйством, составляет 96 гектаров.

По климатическим условиям территория, на которой расположено хозяйство, относится к среднему умеренно - теплому, умеренно - влажному агроклиматическому району нашей республики. Средняя температура самого

холодного месяца – 15оС, самого тёплого +18оС. Среднегодовое количество осадков - 399 мм. Территория по рельефу относится к холмистому типу.

С северной и восточной границы к предприятию примыкает гаражный массив, с западной находится посёлок Хохряки, с южной - кольцевая дорога города Ижевска.

Основное производственное направление в хозяйстве - выращивание овощей и зелени. Основная отрасль - растениеводство.

2.2 Характеристика объекта проектирования в ТК «Завьяловский».

Объектом проектирования является теплица площадью 1500 м2 , которая входит в блок зимних ангарных теплиц выполненных по типовому проекту ТП 810 – 78.

В данном разделе мною были использованы данные типового проекта и пояснения к нему.

Работа участков основного производства предусматривается в одну смену при пятидневной рабочей недели. Обработка растений ядохимикатами про-изводиться во вторую смену при 6 – часовом рабочем дне.

В теплицах выращиваются овощи: огурцы, томаты, зеленые культуры. Собранная продукция перевозиться в экспедицию, где сортируется по качеству, упаковывается в ящики, взвешивается, грузится и отправляется в торговую сеть на реализацию.

Рассада для зимней и осенней посадки огурцов и томатов выращивается в рассадных теплицах.

Для выращивания овощей приняты зимние ангарные теплицы площадью 3000 м2. Соединительным коридором овощные теплицы разделяются на два самостоятельных помещения площадью 1500м2.

Для перемещения механизмов по уходу за растениями, транспортировки урожая, удобрений, растительных остатков вдоль бокового ограждения в каждой теплице запроектирована асфальтированная дорожка шириной 1,5м. В торцах расположены ворота размерами 3,38 на 2,6 м, что обеспечивает въезд в теплицу Т – 16М.

Отопление теплицы – комбинированная система обогрева (водяная труба и воздушная), так же система подпочвенного подогрева.

Температурно–влажный режим в теплице поддерживается автоматически по заданной программе в зависимости от культуры, периода роста, развития растения, степени освещенности. Например для огурцов в период наступления плодоношения температура воздуха ночью должна быть 18 – 19С, днем в ненастную погоду 24С, в солнечную 24 - 26С.

Оптимальная влажность воздуха для выращивания огурцов – 80 – 90 %, томатов 60 – 65%.

Вентиляция естественная, осуществляется через форточки в кровле и на боковых ограждениях теплицы. Полив растений и увлажнение воздуха в теплицах проводиться с помощью систем дождевания, которые имеют ручное и автоматическое управление.

В качестве резервного, предусмотрен шланговый полив. Через дождевальную систему вместе с поливочной водой вносятся в почву

растворы минеральных удобрений. Для отвода лишней воды при поливе и промывке почвы предусматривается дренажная система, которая включает дренажный слой песка толщиной 200 мм.

2.6 Анализ причин выхода из строя электрооборудования.

В теплицах для круглогодичного выращивания овощей причин выхода из строя электрооборудования может быть несколько: высокая влажность воздуха, до 9598 %, применение химическиагресcивных препаратов и различных ядохимикатов. В совокупности обе причины оказывают существенное воздействие, так как химически активная среда приводит к более быстрым поломкам аппаратуры управления и изоляции другого электрооборудования.

Ещё одна причина - это нехватка денежных средств на замену устаревшего электрооборудования на более совершенное и качественное, а также, иногда, полное отсутствие эксплуатационного обслуживания оборудования во время его работы.

Прибор для определения стрессового состояния растений.

Управление микроклиматом для достижения оптимума роста растения определяет примерно 90% урожая. Для максимального увеличения урожая и улучшения качества плодов растениеводу следует создать оптимальный микроклимат в теплице. Главными составляющими микроклимата для роста растения являются: температура, свет, углекислый газ, относительная влажность, дефицит давления водяного пара и субстрат.

Наиболее современные теплицы регулируют потребности растений с помощью компьютера. Микроклиматический компьютер позволяет осуществлять более равномерное регулирование этих изменений в противоположность началу и завершению управления циклом более ранних «механических» систем микроклимата. Плановое равномерное управление микроклиматом нивелирует колебания условий микроклимата, снижающих скорость роста растений и максимальный урожай.

Тем не менее, даже не смотря на то, что компьютер является микроклиматичским, его датчики только косвенно измеряют состояние растений и то, в чем, в свою очередь нуждается растение. Например, температура воздуха является косвенным измерением температуры тканей растения. В жаркие солнечные дни температура тканей верхних листьев может быть на 810ºС выше температуры воздуха или температуры тканей листьев, расположенных в нижних ярусах. Достоверность датчиков, калибровка, расположение, а также микроклимат внутри теплицы также могут влиять на точность показаний микроклимата в теплице.

Например, разница температур в 1ºС относительно заданной суточной температуры на ранних стадиях выращивания томата могут привести к потере 1кг/м2 урожая. Таким образом, растениевод должен опираться на их способность воспринимать растение и регулировать микроклимат на основании того, что выражает растение.

Ключевым моментом управления урожайностью растения является поддержание «баланса растения». Баланс растения – это равновесие между цветением и плодоношением (генеративностью) и образованием листьев и корней (вегетативностью), основанное на среде выращивания на определен-ной стадии в цикле выращивания культуры. Например, в условиях понижен-ной освещенности ранней весной важно поддерживать средние суточные температуры для возможности обеспечения достаточного количества фото-синтетических ассимилятов (сахара) и их направление на плодообразование, но и поддерживая сильное развитие растения (листья и корни). Снижение среднесуточных температур ограничивает образование ассимилятов, вырабатываемых при пониженной освещенности днем, приводит к сохранению как потребностей вегетативного, так и генеративного характера. Это приводит к тому, что «скорость растения» или интенсивность развития замедляется. Отсутствие корректировки дисбаланса растения может привести к снижению урожая и низкому качеству плодов. Микроклимат теплицы следует так-же учитывать с точки зрения развития стратегий борьбы с насекомыми и болезнями, так же как и стратегии в отношении здоровья работников: их без-опасности и эффективности труда.

В некоторых случаях микроклимат для этих факторов может быть контрпродуктивным по отношению к потребностям растений и, таким образом, следует достичь компромиссного баланса.

5.2.Обоснование необходимости контроля сокодвижения.

Большинство овощеводов считают, что у растения утром должен быть хороший тургор. Днем растение должно охлаждаться и интенсивно испарять влагу. Когда потребность растения в воде увеличивается так, что корневая система растений не может удовлетворять ее, растение начинает отбирать влагу из клеток. Когда растение не может ночью восстановить тургор, возникают проблемы. Также специалисты должны с большой осторожностью к вентиляции в холодную погоду, и когда разность температур составляет 10110. Движение сока в растении зависит от количества света, попадающего на растение. Р. Хротшолтон считает, что предпочтительней более высокая температура, в этом случае движение сока будет более равномерным.

Изменения диаметра главного стебля показывают овощеводу, что леом предпочтительнее раньше повышать температуру. Равномерный отопительный режим должен соответствовать количеству солнечной радиации.

В одинаковой степени испарение сильно зависит от солнечной радиации, и растение слабо реагирует на отопление. Солнце определяет все. В январе - феврале растение еще не находится под полной нагрузкой. Вечером в этот период отопление используют для ускорения окрашивания плодов.

Удалось установить сильную зависимость потребления растением СО2 от относительной влажности воздуха. При относительной влажности воздуха более 80% усвоение СО2 растением увеличивается почти на 100% по сравнению с относительной влажностью в 70%. Следовательно, возникает вопрос, в какой мере полезно летом дозировать большое количество СО2 при низкой относительной влажности воздуха и вентилировать.

Измеритель движения сока до настоящего времени закрепляли на па-сынке или побеге в верхней части растения для того, чтобы датчик мог замерить небольшой поток сока. В этом случае невозможно определить, когда корни начинают активно перекачивать воду через главный стебель. Кроме того, солнце вызывает отклонения в верхней части растения, поскольку процесс измерения происходит для низких количеств теплоты. Поэтому датчик разместим на главном стебле в нижней части растения.

Меры безопасности при производстве работ в тепличном хозяйстве

Теплицы относятся к сырым помещениям с токопроводящими полами, то есть к особо опасным помещениям. В целях безопасного обслуживания электроустановок все металлические нетоковедущие части, нормально не находящиеся под напряжением, но которые могут оказаться вследствие про-боя изоляции, должны быть заземлены. Лотки для питающих кабелей должны быть заземлены, и по всей длине иметь неразрывную электрическую связь.

При работах со снятием напряжения необходимо применять заземление. Электрику разрешается без снятия напряжения заменять плавкие вставки предохранителей. Замена ламп без снятия напряжения, выполнять какие–либо работы непосредственно на токоведущих частях не допускается. Электрифицированные машины с питанием по гибкому кабелю, применяемые в тепличном хозяйстве, должны иметь устройства контроля целостности зануляющей шины в питающем кабеле, а также защитное отключение по току в нулевом проводе. Целесообразно применять и защитное отключение по току утечки.

7.5 Меры безопасности при эксплуатации устройства для определения стрессового состояния растений по сокодвижению.

Устройство для определения стрессового состояния растений включает в себя электромагнитный датчик, питающийся от источника напряжением 5В, оснащенного генератором низкочастотных прямоугольных импульсов, который не несет опасности для жизни операторов.

Устройство отвечает следующим требованиям:

1. По степени защиты от поражения электрическим током относится к классу защиты 1 в соответствии с требованиями ГОСТ 2610489.

2. Зажим защитного заземления устройства для определения стрессового со-стояния растений должен быть выполнен согласно ГОСТ 12209194.

3. На датчике должна быть сделана надпись: «ВНИМАНИЕ! Перед любым подключением зажим защитного заземления должен быть подсоединен к защитному проводнику».

4. Соединение зажима защитного заземления датчика с шиной защитного заземления производить раньше других присоединений к датчику и плате 80MC51GB, а отсоединение — после всех отсоединений.

5. Разрыв цепи заземления аналогового канала 80MC51GB и источника сигнала может привести к повреждению входных мультиплексоров 80MC51GB.

6. При ремонте датчика замену любого элемента, монтаж или демонтаж платы 80MC51GB производить только при отключенном питании.

7.6 Пожаробезопасность по тепличному комбинату «Завьяловский»

Во время пожара в электроустановках запрещается тушить огонь водой, жидкими огнетушителями. Для тушения огня следует применять сухой песок, порошковые или углекислотные огнетушители. В теплице должны быть установлены два противопожарных щита, четыре огнетушителя ОУ – 10, 5 огнетушителей ОХП10, а так же 2 ящика с песком.

Запрещается применять бытовые электроприборы в производственных помещениях.