Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 4.21: Hệ thống phòng định ôn.

Hình 4.21: Hệ thống phòng định ôn.

Tải bản đầy đủ - 0trang

 Ống gió: dùng để truyền hơi lạnh, phun sương từ phòng trung gian đến phòng

định ơn.

 Van: dùng để đóng/mở trạng thái truyền hơi lạnh từ phòng trung gian sang

phòng định ơn.

 Cửa ra/vào.

 Tấm lợp Polycarbonat: giảm bức xạ ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào cây

giống.

4.3.2 Cơ sở tính tốn hệ thống lạnh của thiết bị định ơn 40m2

(Theo PGS.TS Bùi Hải , 2005, tính tốn thiết kế hệ thống điều hòa theo phương

pháp mới, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 284 trang).

Năng suất lạnh của hệ thống được tính như sau:

Q0 = Q = Qh + Qa , (W).

Trong đó :

Q - Tổng nhiệt thừa (W)

Qh - Tổng nhiệt hiện (W)

Qa - Tổng nhiệt ẩn (W)

4.3.2.1 Tổng nhiệt hiện của hệ thống

Qh = Qhf + QhN , (W)

Trong đó:

Qhf - Là tổng nhiệt hiện của phòng cần điều hòa tỏa ra (W)

QhN - Là tổng nhiệt hiện của khơng khí từ ngồi đưa vào phòng (W)

 Tổng nhiệt hiện cùa phòng tỏa ra

Qhf = Q1 + Q2 + Q3 (W)

Trong đó:

Q1 - Nhiệt bức xạ mặt trời vào phòng (qua kính, mái) (W)

Q2 - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che phòng (tường) (W)

Q3 - Nhiệt tỏa ra từ nguồn nhiệt trong phòng (từ người, đèn…) (W)

-



Nhiệt bức xạ do mặt trời tỏa vào phòng định ơn

Với



Q1 = Q11 + Q12 = nt.Q’11 + Q12 (W)



Trong đó:

54



Q11 - Nhiệt bức xạ qua kính (W)

Q12 - Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái (W)

nt - Hệ số tác dụng tức thời do tích nhiệt của kết cấu bao che

A - Diện tích kính , (m2)

Rmax - Nhiệt bức xạ lớn nhất trong ngày qua kính vào phòng (W/m2)

εc - Hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao của cơng trình so với mặt nước biển

εđs - Hệ số ảnh hưởng nhiệt độ đọng sương ts

εmm - Hệ số ảnh hưởng mây mù

εkh - Hệ số ảnh hưởng của vật liệu làm khung cửa kính

εm - Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc

εr - Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản

U - Hệ số truyền nhiệt qua mái

ϕm - Độ ảnh hưởng vào màu sắc của mái

∆tcf - Hiệu nhiệt độ hiệu dụng

⇒ Vì kết cấu của phòng định ơn khơng có kính nên phần tính toán về khả năng bức xạ

qua kính xem như khơng có. Vậy Q11 = 0 (W)

A – diện tích mái: A = 5 × 4 × 2 = 40 (m2) ;

U– Hệ số truyền nhiệt qua mái, tra bảng 1-8 ta có U = 1,55 (W/m2.0C);

ϕm – Độ ảnh hưởng vào màu sắc của mái, chọn ϕm = 0,87 (mái màu sẩm)

∆tcf – Hiệu nhiệt độ hiệu dụng,

∆tcf = tNcf - tT = (tN +



ε s .R ''

0,83 x 44

) - tT = (35 +

) – 24 =13,075 0C

αN

20 x 0,88



Trong đó :

R’’ = R/0,88: nhiệt bức xạ đập vào mái;

R : nhiệt bức xạ qua kính vào phòng theo bảng 1-5;

αN = 20 W/m2 .K : hệ số tỏa nhiệt của khơng khí ngồi trời;

εs = 0,83 hệ số hấp thụ của mái tra trong bảng 1-9;

tN = 350C nhiệt độ ngoài trời lúc 12h, tT = 240C nhiệt độ trong phòng định ơn;

⇒ Q12 = A.U.∆cf.ϕm = 40 × 1,55 × 13,075 × 0,87 = 705,2655 (W)

Và Q1 = Q11 + Q12 = 0 + 705,2655 = 705,2655 (W)

55



-



Nhiệt truyền qua tường, mái vào phòng định ơn

Q2 = ΣQi = ΣAi.Ui. ∆ti (W)



Với



Trong đó:

Ai - Diện tích (m2)

Ui - Hệ số truyền nhiệt qua tường (W/m2.K)

∆ti - Hiệu nhiệt độ giữa tN và tT

Ai = ATB + AN = 5 × 4 × 2 + 5 × 4 × 2 = 80 (m2)

U TB =



1



1



1

1 = 1

1 = 5,405 (W/m2.K)

+ ∑ Ri +

+ 0, 035 +

αN

αT

20

10



UTB = UT = US = 5,405 (w/m2.K)

US =



1

1

1

1 = 1

1 = 5,882 (W/m2.K)

+ ∑ Rs +

+ 0, 02 +

αN

αT

20

10



∆ti = tN – tT = 35 – 24 = 11 0C

QTB = ATB.UTB. ∆tTB = 40 × 5,405 × 11 = 2378,2 (W)

QTB = QT = QS = 1189,1 (w)

QN = AN.UN. ∆tN = 40 × 5,882 × 11 = 2588,08 (W)

Vậy Q2 = ΣQi = ΣAi.Ui. ∆ti = QTB + QT + QS + QN = 2378,2 + 2378,2 + 2378,2 +

2588,08 = 9722,68 (W)

-



Nhiệt hiện tỏa ra từ dụng cụ điện trong phòng

Với



Q3 = Q31 + Q32 + Q33 = n.qh + AT.12 + Q33 (W)



Trong đó:

Q31 - Nhiệt tỏa ra do người (W);

Q31 = nđ.Q’31 = 0,8 × 2 × 60 = 96 (W);

Q32 - Nhiệt tỏa do đèn trong phòng (w);

Q32 = A.12 = 5 × 4 × 12 =240 (w);

Q33 - Nhiệt tỏa do thiết bị máy móc (w);

Q33 = Qđ + Qquạt + Qbơm + QML = 0,01 x 4 + 0,2 + 0,19 + 1,472 = 1,902 (kW)

n - Số người trong phòng (m2/người)

qh - Nhiệt hiện tỏa ra từ người (m2/người)

56



Vậy



Q3 = Q31 + Q32 + Q33 = 96 + 240 + 1902 = 2238 (w) = 2,238 (kW)



⇒ Ta có: Tổng nhiệt hiện của phòng tỏa ra là:

Qhf = Q1 + Q2 + Q3 = 705,2655 + 9722,68 + 2238 = 12665,9(w)=12,7 (kW)

 Tổng nhiệt hiện của khơng khí từ ngồi đưa vào hệ thống

QhN = QhN1 + QhN2 (W)

Trong đó:

QhN1 - Nhiệt hiện do khơng khí chủ động đưa vào phòng qua các khe thơng gió (W)

QhN2 - Nhiệt lượng do khơng khí ngồi trời lọt qua khe cửa (W)

 Nhiệt hiện do khơng khí truyền qua các khe thơng gió

QhN1 = 1,23 × LN(tN – tT)=1,23 x n.l1(tN – tT) = 1,23 × (2 ×7,5).(35 - 24) = 202,95

(W)

Trong đó :

n - số người trong phòng;

l1 - là lượng khơng khí đưa vào phòng cho một người tra bảng 1-16;

LN - lưu lượng không khí chủ động đưa vào phòng;

 Nhiệt hiện do khơng khí ngồi trời lọt qua khe cửa

QhN2 = 0,39. V .ξ. (tN – tT) = 0,39 × 51 × 2 × 0,7 × (35-24) = 306,306 (W)

Trong đó :

ξ : hệ số khơng khí lọt xác định theo bảng 3-17;

V : thể tích của phòng, m3;

⇒ Vậy ta có

QhN = QhN1 + QhN2 = 202,95 + 306,306 = 509,256 (W)

Vậy tổng nhiệt hiện của phòng định ơn là :

Qh = Qhf + QhN = 12665,9 + 509,256 = 13175,156 (W)

Kết quả Qh = 13175,156 (W) là lượng nhiệt hiện đưa vào hệ thống phòng định ơn.

4.3.2.2 Tổng nhiệt ẩn của hệ thống

Qa = Qaf + QaN , (W)

Trong đó: Qaf - tổng nhiệt ẩn trong phòng tỏa ra (W)

QaN - tổng nhiệt ẩn của khơng khí ngồi trời đưa vào phòng (W)





Tổng nhiệt ẩn tỏa ra từ phòng do con người tạo ra: Qaf = n.qa (W)

57



Trong đó:

n - số người trong phòng tại thời điểm tính

qa - nhiệt ẩn tỏa ra từ một người

Vậy: Qaf = n.qa = 2 × 70 = 140 (W)





Tổng nhiệt ẩn của khơng khí ngồi trời đưa vào phòng: QaN = QaN1 + QaN2 (W)

Trong đó: QaN1 – nhiệt ẩn do khơng khí từ ngoài trời chủ động đưa vào (W)

QaN1 = 3.LN.(dN – dT) = 3.(2 × 7,5).(17,8 – 14,2) = 162 (W)

(Tra đồ thị khơng khí ẩm t-d ứng với giá trị tN = 350C, ϕN = 50% ta có dN = 17,8 g/kg,

tT = 240C , ϕT = 70% ta có dT = 14,2 g/kg )

QaN2 - Nhiệt ẩn của không khí lọt vào phòng (W)

QaN2 = 0,84.V.(dN – dT) = 0,84 × 51 × 2 × (17,8 – 14,2) = 308,448 (W)

( V là thể tích của phòng định ơn, V = 51 m3)

Vậy: QaN = QaN1 + QaN2 = 162 + 308,448 = 470,448 (W)

Vậy Tổng nhiệt ẩn của phòng định ơn là

Qa = Qaf + QaN = 140 + 470,448 = 610,448 (W)

Kết quả Qa= 610,448 (W) là lượng nhiệt ẩn đưa vào hệ thống phòng định ơn

⇒ Vậy năng suất lạnh cần thiết của hệ thống là

Q0 = Qh + Qa = Qhf + QhN + Qaf + QaN= 12665,9 + 509,256 + 140 + 470,448

= 13785,6 (W) = 13,8 (KW).

Với kết quả tính toán năng suất lạnh trên thì yêu cầu phải đặt ra là phải thực hiện

một hệ thống làm mát để khử lượng nhiệt trên nhằm đảm bảo các yếu tố tiểu khí hậu

cần thiết cho cây giống.



58



Chương 5

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

5.1 Kết luận

Đề tài đã thực hiện được mục tiêu đề ra là thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm hệ

thống định ôn tự động.

Thiết kế, chế tạo được mơ hình phòng định ôn đặt tại xưởng CK6, Khoa Cơ Khí

– công Nghệ, Trường ĐH Nơng Lâm TP.HCM.

Qua khảo sát mơ hình phòng định ôn (6m3 đối với buồng định ôn và 1m3 đối với

buồng trung gian): Dùng máy điều hòa nhiệt độ, phun sương, quạt hút để hạ nhiệt độ,

tăng ẩm độ. Tạo ra mơi trường vi khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của cây giống.

Do kiến thức còn nhiều hạn chế. Các vấn đề thực hiện trong đề tài tương đối mới

nên việc thực hiện luận văn chắc chắn có nhiều sai sót. Rất mong sự góp ý, chỉ bảo, sự

giúp đỡ của quý thầy cô.

5.2 Đề nghị

Do thời gian có hạn nên chưa thực hiện được hệ thống phòng định ơn với kích

thước thực tế để có kết luận chính thức đưa vào sản xuất hàng loạt phục vụ việc nghiên

cứu, lai tạo cây giống nhằm trồng rộng rãi trong nhà lưới, nhà kính.



60



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt :

1. Bùi Hải – Tính tốn thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí theo phương pháp

mới. NXB Khoa học và kỹ thuật. 2005, 284 trang.

2. Trương Mai Hồng. Sinh lý cây rừng ứng dụng. Khoa lâm nghiệp – Đại Học

Nông Lâm TpHCM - 2005

3. Lê Quang Hưng, Nông học đại cương Nguyên lý và ứng dụng, Đại Học Quốc

Gia TpHCM – 2003.

4. Nguyễn Văn Hùng. 2007. Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị giám sát, đo

lường, điều khiển ứng dụng cho các hệ thống chế biến nông sản thực phẩm. Đề

tài cấp thành phố 2005-2007.

5. Vũ Duy Quang, Trần Sỹ Phiệt, Nguyễn Phước Hoàng. Phương pháp và dụng cụ

đo, tập 1, NXB ĐH và THCN Hà Nội – 1984.

6. Nguyễn Văn Hùng, 2007. Kết quả nghiên cứu mô hình nhà kính ứng dụng điều

khiển tự động bằng PLC. Tạp chí KHKT Nơng Lâm Nghiệp, Nhà xuất bản Nơng

nghiệp, số 3/2007, trang 60-65.

7. Phạm Văn Lang, Đồng dạng mô hình thứ ngun ứng dụng trong kỹ thuật cơ

điện nơng nghiệp, NXB Nông Nghiệp hà Nội - 1996.

8. Bùi Việt Hải. Phương pháp nghiên cứu khoa học và xử lý số liệu thực nghiệm.

Khoa lâm nghiệp – ĐHNLTP.HCM – 2001.

9. Kiều Việt Quốc, 2011. Đề cương nghiên cứu thạc sĩ khoa học kỹ thuật. 36 trang.

Tiếng Anh :

10. A.R. Trott and T.Welch. Refrigeration and Air-Conditioning. BS-5643, 1984,

384 pages

11. Bailey, B. J. Greenhouse Climate Control – New Challenges in Greenhouse

Environment Control and Automation, Acta Hort. Kyoto, Japan, 1995.

12. Jan F. Kreider et al. Handbook of Heating, Ventilation, and Air Conditioning.

Boca Raaton, CRC Press LLC, 2001, 668 pages.

13. John A. Shaw, The PID Control Algorithm, 2003, 68 pages.



61



PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Chương trình chính vi điều khiển PIC16F877A

#include <16F877A.h>

#fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP

#use delay(clock=8000000)

#include "sht75.c"

#include "LCD_TM.c"

#use rs232(baud=9600,parity= N,xmit=PIN_C6,rcv=PIN_C7,bits = 9)

#define BUFFER_SIZE 32

BYTE buffer[BUFFER_SIZE];

BYTE next_in = 0;

BYTE next_out = 0;

byte c;

#int_rda

void serial_isr() {

int t;

buffer[next_in]=getc();

t=next_in;

next_in=(next_in+1) % BUFFER_SIZE;

if(next_in==next_out)

next_in=t;

// Buffer full !!

}

#define bkbhit (next_in!=next_out)

BYTE bgetc() {

BYTE c;

while(!bkbhit) ;

c=buffer[next_out];

next_out=(next_out+1) % BUFFER_SIZE;

return(c);

}

void sendtemp( ){

int16 restemp16;

restemp16=measuretemp();

printf("T");

delay_ms(20);

printf("%c",restemp16);

delay_ms(20);

restemp16=restemp16>>8;

printf("%c",restemp16);

delay_ms(20);

}

void sendhumid(){

int16 reshumid16;

62



reshumid16=measurehumid();

printf("H");

delay_ms(20);

printf("%c",reshumid16);

delay_ms(20);

reshumid16=reshumid16>>8;

printf("%c",reshumid16);

delay_ms(20);

}

void main()

{

float restemp, truehumid;

int16 restemp1;

int16 reshumid1;

enable_interrupts(int_rda);

enable_interrupts(GLOBAL);

restemp1=measuretemp();// = (tc +40):0.01

lcd_init();

sht_init();

while(1)

{

//if(!bkbhit)

// c=bgetc();

// lcd_gotoxy(11,2);

//printf(lcd_putc,"%c",c);

restemp1=measuretemp();// = (tc +40):0.01

reshumid1=measurehumid();

lcd_gotoxy(11,1);

printf(lcd_putc,"%Lu",restemp1); //Lu long unsigned

lcd_gotoxy(11,2);

printf(lcd_putc,"%Lu",reshumid1);

sendtemp();

sendhumid();

sht_rd (restemp, truehumid);

lcd_gotoxy(1,1);

printf(lcd_putc, "T:%3.1f %cC", restemp, 223);

printf(lcd_putc, "\nRH: %3.1f %% ", truehumid);

delay_ms(500);

//delay 500 ms between reading to prevent self heating of sensor

}

}

Phụ lục 2: Chương trình hiển thị trên màn hình LCD của vi điều khiển

// Lcd 16x2 in 4 bit mode

// LCD.C file diver

// As defined in the following structure the pin connection is as follows:

// RB4 RS

63



// RB5 Enable

// RB0 DB4

// RB1 DB5

// RB2 DB6

// RB3 DB7

//

// LCD pins B0-B3 are not used and RW is not used.

#define rs PIN_B4

//rw connect gnd

#define enabled PIN_B5

#define DB4 PIN_B0

#define DB5 PIN_B1

#define DB6 PIN_B2

#define DB7 PIN_B3

char const lcd_type = 2;

char const LCD_INIT_STRING[4] = {0x20 | (lcd_type << 2), 0xc, 1, 6};

//=======================================

//=======================================

void make_out_data(char buffer_data)

{

output_bit(DB4,bit_test(buffer_data,0));

output_bit(DB5,bit_test(buffer_data,1));

output_bit(DB6,bit_test(buffer_data,2));

output_bit(DB7,bit_test(buffer_data,3));

}

//===================================

//===================================

void lcd_send_nibble(char buffer_nibble)

{ make_out_data(buffer_nibble);

delay_us(10);

output_high(enabled);

delay_us(10);

output_low(enabled);

}

//====================================

//====================================

void lcd_send_byte( char address, char n )

{

output_low(rs); //rs= = 0;

delay_ms(1);

output_bit(rs,address);//lcd.rs = address;

delay_us(20);

delay_us(20);

output_low(enabled);//lcd.enable = 0;

lcd_send_nibble(n >> 4);

64



lcd_send_nibble(n & 0xf);

}

//===============================================

//===============================================

void lcd_init()

{ char i;

//set_tris_lcd(LCD_WRITE);

output_low(rs); //lcd.rs = 0;

//output_low(rw); //lcd.rw = 0;

output_low(enabled); //lcd.enable = 0;

delay_ms(200);

for(i=1;i<=3;++i)

{

lcd_send_nibble(3);

delay_ms(10);

}

lcd_send_nibble(2);

for(i=0;i<=3;++i)

lcd_send_byte(0,LCD_INIT_STRING[i]);

}

//================================================

//================================================

void lcd_gotoxy( char x, char y)

{char address;

switch(y) {

case 1 : address=0x80;break;

case 2 : address=0xc0;break;

case 3 : address=0x94;break;

case 4 : address=0xd4;break;

}

address=address+(x-1);

lcd_send_byte(0,0x80|address);

}

//=================================================

//=================================================

void lcd_putc( char c) {

switch (c) {

case '\f' : lcd_send_byte(0,1);

delay_ms(2); break;

case '\n' : lcd_gotoxy(1,2); break;

case '\b' : lcd_send_byte(0,0x10); break;

default : lcd_send_byte(1,c); break;

}

}

//====================================================

65



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 4.21: Hệ thống phòng định ôn.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×