کنترل کامپیوتری گرمایش گلخانه
در این تحقیق ضمن طراحی، ساخت، و پیاده سازی یک سیستم کنترل و مانیتورینگ کامپیوتری برای گلخانه، مدل، رفتار حرارتی، و رطوبتی درون گلخانه در شرایط مختلف جوی نیز بررسی شده است. برای آزمایش های میدانی، یک گلخانه به مساحت ۸ متر مربع (۴×۲ متر) طراحی و ساخته شد. برای پوشش گلخانه از دو لایه نازک پلاستیکی با ضخامت ۲۰۰ میکرومتر استفاده شد. چندین سنسور، یک کنترلر، چندین عمل کننده، و یک سیستم پردازش و جمع آوری و ثبت داده عناصر اصلی این سیستم را تشکیل می دهند.
چندین عمل کننده شامل سیستم های گرمایشی، مهپاش، آبیاری و تهویه و چهار سنسور دما و رطوبت داخل و خارج گلخانه نصب و اطلاعات آنها به واسطه یک میکروکنترلر از طریق پورت RS232 به یک سیستم جمع آوری داده مبتنی بر یک کامپیوتر شخصی متصل شد . برای اجرای الگوریتم کنترل و نیز مانیتورینگ لحظه ای اطلاعات، یک رابط گرافیکی کاربر طراحی گردید. برای ارزیابی میدانی کنترلر، سیستم طراحی شده همراه با کلی تجهیزات مربوط به عمل کننده ها و غیره در گلخانه مدل نصب و آزمایشهای میدانی متعددی در آذرماه ۱۳۸۲ در دانشکده کشاورزی کرج اجرا شد.
این نتایج حکایت از عملکرد صحیح بخش های مختلف سیستم، مانیتورینگ، و کنترل دارد. ضمناً کارایی سیستم برای تثبیت دما بسیار مطلوب و ثابت زمانی برای ثابت نگه داشتن دما در محدوه تنظیمی در حدود ۱۰ دقیقه بود.
– طراحی تجهیزات کنترلی شرایط محیطی
تجهیزات کنترلی مورد نیاز برای کنترل دما، رطوبت، و آب مصرفی مطابق با ابعاد گلخانه طراحی و داخل گلخانه نصب شد. تجهیزات کنترلی سیستم شامل سیستمهای گرمایشی، تهویۀ مکانیکی، توزیع هوای یکنواخت، مه پاش، و سیستم آبیاری قطرهای است که مطابق شکل شمارۀ ۲ در داخل گلخانه نصب شد.
سیستم گرمایشی شامل یک هیتر سه مرحلهای متشکل از ۸ فیلامان سیستم تهویه مکانیکی شامل یک فن ورودی و دو فن خروجی سیستم توزیع هوای یکنواخت شامل یک تیوب پلیاتیلنی مشبک به طول ۳ متر و قطر ۲۵ سانتیمتر (شکل شمارۀ ۲ ،(سیستم مه پاش شامل ۴ نازل پودر کنندۀ آب، شیرهای برقی مه پاش، جریان هوا، و کنترل دبی، و سیستم آبیاری قطرهای شامل یک شیر برقی ، شیلنگ، و ۸ قطره چکان است. محل واقعی استقرار این تجهیزات در شماتیک شکل شماره ۲ نشان داده شده است.
برای محاسبه توان حرارتی از جداول استاندارد موجود برای گلخانه های کوانست (قوسی شکل) استفاده شد.با توجه به ابعاد گلخانه مدل، حداکثر اختلاف دمای محیط بیرون و درون گلخانه و درونیابی از جداول استاندارد، کل توان حرارتی مورد نیاز ۴۹۰۰ وات محاسبه شد. با توجه به اینکه توان حرارتی مورد نیاز برای گرمایش گلخانه با میزان اختلاف دمای محیط بیرون و دمای درون گلخانه رابطه مستقیم دارد در انتخاب هیترها سعی گردید تا توان حرارتی تولید شده در محدوده حداکثر اختلاف دماهای داخل و بیرون گلخانه باشد. به همین دلیل ۴۹۰۰ وات مورد نیاز به دو قسمت مستقل۱۹۰۰ و ۳۰۰۰ وات تقسیم شد تا فرآیند گرمایشی را متناسب با نیاز (شرایط جوی، ساعت روز، فصل و غیره) در سه توان حرارتی مختلف به انجام رساند.
شرایط گرمایش گلخانه
سنجش گرمایش گلخانه