EN
Kodėl šiltnamiams visiškai reikia mechaninės vėdinimo sistemos
Uždarytas šiltnamis saulėtoje dienoje įšyla greičiau nei beveik bet kokia kita žemės ūkio statyba. Saulės spinduliavimas praeina per stiklą, absorbuojamas dirvožemio, augalų ir konstrukcijos bei iš naujo išspinduliuojamas bangos ilgiu, kurį stiklas neišleidžia. Be vėdinimo vidinė temperatūra per kelias valandas pakyla virš visko, ką augalai gali ištverti.
Ventiliacija taip pat reguliuoja drėgmę ir CO₂ kiekį. Išgaruojančios augalų lapų paviršiaus dulkės padidina vidinę drėgmę, o ilgai išlaikoma aukšta drėgmė skatina grybelinių ligų plitimą; tankus derlius uždaroje šiltnamyje gali sumažinti CO₂ kiekį iki tokio lygio, kad fotosintezė sulėtėtų. Vėdinimo angų atvėrimas išsprendžia visus tris šiuos reiškinius, todėl vėdinimo angų valdymas yra šiltnamio klimato valdymo centras, o ne jo pakraštinė funkcija.
Klausimas yra mechaninis: kaip patikimai atidaryti kelis šimtus kvadratinių metrų vėdinimo angų dangčių tūkstančius kartų per sezoną drėgnoje aplinkoje? Komercinėse daugiasluoksnėse šiltnamio konstrukcijose dominuojantis sprendimas yra šiltnamio vėdinimo sistema su ratuku ir pavaros ratuku .
Ratuko ir pavaros rato vėdinimo sistemos penki komponentai Čiužinis variklis
Pavaros variklis yra energijos šaltinis – elektros variklis su integruota reduktorine pavaros dėže. Svarbesnė už variklį yra redukcija. Vėdinimo langų sparnai reikalauja didelio sukimo momento labai žemoje apsisukimų dažnio riboje, nes jūs lėtai ir valdomai judinate didelį, vėjo apkrautą skydą. Šių sistemų išėjimo apsisukimų dažnis paprastai siekia tik keliolika apsisukimų per minutę, o ne šimtus.
Pavaros dėžė taip pat dažniausiai užtikrina savirūšiavimo ar aukštos pasipriešinimo savybę, todėl dalinai atidarytas langas nepasisuka uždarymo kryptimi dėl vėjo slėgio, veikiančio per pavara perduodamąją grandinę.
Variklio valgis
Varomasis velenas – tai plieninė vamzdinė arba strypinė konstrukcija, einanti viso vėdinimo langų skyriaus ilgiu ir tarpais remiamasi guolių korpusuose, pritvirtintuose prie šiltnamio rėmo. Tai yra paskirstymo elementas: vienas variklis suka vieną velenu, o vienintelis šio veleno sukimas vienu metu perduodamas į kiekvieną vėdinimo langų poziciją visame skyriuje.
Tai yra architektūrinis sprendimas, kuris padaro sistemą ekonominę. Šešiasdešimties metrų ilgio skyrius su dvidešimčia ventiliacijos pozicijų nereikalauja dvidešimties variklių. Jam reikia vieno variklio, vieno veleno ir dvidešimties konversijos taškų.
PINION
Pavaros ratukas – tai mažas pavaros ratas, pritvirtintas prie varomųjų velenų kiekvienoje ventiliacijos pozicijoje. Tai vieta, kur sukamasis judėjimas tampa prieinamas kaip judėjimas tam tikroje ventiliacijos pozicijoje.
Praktikoje pavaros ratukas retai būna nuogas ratas ant veleno. Jis įmontuojamas į pavaros ratuko ir kreivės pavaros bloką – plieninę konstrukciją, kuri atramina pavaros ratuką, laiko kreivę sujungtą su juo ir pritvirtinama prie veleno. Būtent ši konstrukcija užtikrina patikimą konversiją apkrovos sąlygomis, apie ką kalbėsime žemiau.
Variklis
Kreivė – tai dantytas plieninis strypas. Jos dantys sujungti su pavaros ratuku, o kadangi kreivė negali suktis, pavaros ratuko sukamasis judėjimas verčia kreivę judėti palei jos ilgį. Tai ir yra faktinė konversija: sukamasis judėjimas įvestis, tiesiaeigis judėjimas išvestis .
Šiltnamių sriegių bėgeliai dažniausiai yra tiesiai supjaustyti (paprastieji), o ne sukryžminiai. Paprastųjų dantukų sukurtas ašinis stūmimas neatsiranda – jėga lieka judėjimo plokštumoje, o ne stengiasi pastumti ratuką šonu palei ašį. Komponentui, kuris turi išlaikyti padėtį ant ašies per tūkstančius ciklų, tai svarbiau nei nedidelis lygumas, kurį galėtų pasiūlyti sukryžminė forma. Žr. mūsų cinkuotą šiltnamių sriegių bėgelį dantukų formai, naudojamai šiose sistemose.
Stumdomasis strypas ir atraminė rankena
Bėgelis retai pritvirtinamas tiesiogiai prie ventiliacijos langelio. Stumdomasis strypas perduoda bėgelio tiesinį judėjimą atraminėje rankenoje, kuri yra šarnyrinėje jungtyje su langeliu, o atraminė rankena šį stūmimą paverčia ventiliacijos langelio kampiniu judėjimu.
Ši jungtis atlieka tikrą darbą. Ji keičia jėgos kryptį, suteikia mechaninį pranašumą judėjimo pradžioje, kai langelis yra sunkiausias ir reikia jį „atplėšti“, bei leidžia bėgeliui judėti patogia tiesia linija tuo metu, kai langelis sukasi lanku.
Atvėrimo ir užvėrimo principas žingsnis po žingsnio
Norint atverti:
1. Klimato valdymo įrenginys inicijuoja vėdinimą ir įjungia pavaros variklį.
2. Variklio išvesties velenas sukasi lėtai, tačiau su dideliu sukimo momentu.
3. Pavaros velenas sukasi visoje skyriaus ilgyje.
4. Kiekviename ventiliacijos langelio padėtyje prie veleno pritvirtintas smagračio ratukas sukasi kartu su juo.
5. Smagračio dantukai įsibloškia į sriegio dantukus ir judina sriegį tiesiaeigiu būdu.
6. Sriegis stumia stumdomąjį strypą.
7. Stumdomasis strypas judina atraminę rankeną, kuri atveria langelio sparną.
8. Valdymo įrenginys sustabdo variklį tikslinėje atvėrimo padėtyje.
Uždarymui , variklis veikia atvirkštine kryptimi, o ta pati grandinė veikia atbuline eiga – sriegis susitraukia, atraminė rankena traukia langelio sparną žemyn, o ventiliacijos langelis sandariai užsidaro prie rėmo.
Visa grandinė yra mechaniniu požiūriu teigiama. Nėra jokio skysčio, kuris galėtų prasiskverbti, nėra pneumatinio slėgio, kuris galėtų sumažėti, nėra kabelio, kuris galėtų išsitempti. Kiekvienas elementas yra tiesioginis mechaninis ryšys, o ventiliatoriaus padėtis bet kuriuo momentu tiesiogiai priklauso nuo to, kiek laipsnių pasukta variklio ašis. Būtent šis nustatymas leidžia valdikliams laikyti ventiliatorių 30 % atviroje padėtyje ir tikėtis, kad jis iš tikrųjų yra 30 % atviras.
Šepetėlio judėjimo supratimas
Bėgio judėjimas yra tiesinis atstumas, kurį šepetėlis nueina nuo visiškai uždarytos iki visiškai atviros padėties. Jis nulemia, kiek iš tikrųjų atsiveria jūsų ventiliatorius, ir nustatomas dviem dalykais: pavaros ratuko žingsnio apskritimo ilgiu ir veleno posūkių skaičiumi.
Kiekvienas pilnas pavaros ratuko sukimas perstumia šepetėlį vienu žingsnio apskritimo ilgiu. Didesnis pavaros ratukas per vieną sukimosi ratą perstumia šepetėlį toliau, tačiau reikalauja didesnės variklio sukimo jėgos tam pačiam naudingajam krūviui, nes pavaros ratuko spindulys veikia kaip svirtis prieš variklį. Mažesnis pavaros ratukas reikalauja mažesnės sukimo jėgos, tačiau tam pačiam atvėrimui reikia daugiau veleno sukimosi ratų.
Išplaukia du praktiniai padariniai:
Bėgelis turi būti pakankamai ilgas visam judėjimui plius įsijungimui. Bėgelis, kurio ilgis tiksliai atitinka judėjimo atstumą, išeina iš dantų pabaigoje, o paskutiniai dantys perima visą apkrovą blogiausiu galimu metu. Teisingas bėgelio parinkimas aprašytas „ kaip pasirinkti tinkamą bėgelį .
Judėjimas turi būti apribojamas prieš pasiekiant mechaninį galą. Ribos jungikliai arba valdiklio pozicijos ribos turi sustabdyti variklį prieš tai, kai bėgelis pasieks savo dantų pabaigą. Remtis tuo, kad mechanizmas sustos dėl savo pačių ribų, reiškia rizikuoti dantų sušvelninimu.
Stogo ventiliacijos sistemos
Stogo ventiliatoriai eina palei kraigo liniją, o Venlo tipo ir panašiose santvarų konstrukcijose jie yra pagrindinis ventiliacijos kelias. Karštas oras kyla aukštyn, kaupiasi prie kraigo ir išeina per stogo ventiliatorių – tai šiluminės efektyvumo požiūriu geriausia vieta langui.
Mechaniškai stogo ventiliacijos angos yra sudėtingesnis atvejis. Langų dalis kyla prieš gravitaciją, todėl mechanizmas visą judėjimo trajektoriją neša skydelio svorį. Svarbiau tai, kad atvira stogo ventiliacijos anga vėjui kelia iškilusią paviršiaus dalį, o vėjo apkrova gali žymiai viršyti langų dalies statinį svorį. Varomieji komponentai parenkami remiantis šiuo vėjo atveju, o ne pagal svorį.
Stogo pozicijose taip pat susidaro daugiausia kondensato. Šiltas drėgnas oras kaupiasi karnizo srityje, o ten esančios metalinės paviršiaus dalys kasnakt pergyvena drėkinimo ir džiovinimo ciklą – todėl šioje vietoje cinkuoti komponentai yra privalomi, o ne pasirinktiniai.
Kadangi vienas velenas valdo visą eilę, visos angos viename skyriuje atsidaro kartu. Todėl kiekvienas variklinis vienetas turi būti pritvirtintas prie veleno toje pačioje fazėje, kad angos judėtų kaip vieninga grupė. Jei anga pritvirtinta neteisingoje fazėje, ji pralenkia arba atsilieka nuo kaimyninių angų ir galų trajektorijoje ima nešti neproporcingai didesnę apkrovą.
Šoninės ventiliacijos sistemos
Šoniniai ventiliatoriai atsidaro šoninėje sienoje ir veikia kartu su stogo ventiliatoriais, kad būtų sukurtas kryžminis oro srautas – šaltas oras įeina žemai per šoninę sieną, o šiltas oras išeina aukštai per kraigo ventiliatorių. Šis vertikalus oro judėjimas yra veiksmingesnis šilumos pašalinimui nei kiekvienas iš šių atvirimų atskirai.
Šoninių ventiliatorių mechanizmai taip pat remiasi sukamuoju–tiesiuoju principu, tačiau veikia kitomis sąlygomis. Gravitacinė apkrova yra mažesnė, nes langų sparnas sukasi, o ne kyla aukštyn. Vėjo poveikis yra tiesioginis, bet veikia mažesniu efektyviu plotu. Tikrasis skirtumas – užterštumas: šoninės sienos komponentai yra arti žemės lygio ir renka dirvožemio bėrimą, laistymo skysčių perpilimą bei dulkes.
Šis užterštumas yra pagrindinis techninės priežiūros veiksnys. Dulkės ir šiukšlės, įstrigusios dantų šaknose, dažniausiai sukelia šoninių ventiliatorių standų arba šuoliuojantį veikimą, o tai paprastai pastebima gerokai anksčiau nei prasideda matomas dantų nusidėvėjimas.
Kai kurių šoninių sienų konstrukcijose naudojama vertikali atvėrimo schema, kurioje langų rėmas kyla palei vedamąją bėgelį, o dantytosios pavaros mechanizmas valdo šį vertikalinį judėjimą. Pervedimo principas yra toks pat; keičiasi tik jungiamųjų elementų geometrija.
Kodėl dantytosios pavaros mechanizmas, o ne stumdomasis traukiamasis cilindras
Yra alternatyvių vėdinimo variklių – pneumatiniai cilindrai, elektriniai tiesiaeigiai varikliai, laidų ir velikų sistemos. Dantytosios pavaros mechanizmas dominuoja komercinėse šiltnamių vėdinimo sistemose dėl konstrukcinių priežasčių.
Vienas variklis aptarnauja daugelį vėdinimo angų. Tiesiaeigis variklis judina vieną langų rėmą; dantytosios pavaros velenas aptarnauja visą skyrių iš vieno variklio. Daugihektarinėje teritorijoje variklių skaičiaus, laidynės ir valdymo taškų skirtumas yra reikšmingas.
Padėtis yra nustatyta tiksliai. Dantytosios pavaros padėtis yra fiksuota veleno sukimosi funkcija, be jokio laisvojo žaidimo kaupimosi. Laidų sistemos išsitempia; pneumatinės sistemos nukrypsta dėl slėgio svyravimų.
Judėjimo ilgis nėra apribojamas variklio galimybėmis. Cilindro eigos riba ribo apribojama pačio cilindro kūno ilgiu. Slenkstės judėjimo riba apribojama tik slenksčio ilgiu.
Ji atlaiko aplinkos poveikį. Nėra sandarinimo elementų, kurie galėtų sugesti, nėra skysčių, kurie galėtų užteršti, nėra slėgio vamzdelių, kurie galėtų išsivystyti nuovargio reiškmenis. Cinkuotos plieninės slenksčio ir ratuko sistema plieninėje rėminėje konstrukcijoje yra viena paprasčiausių varomųjų sistemų, o paprastumas – tai tai, kas išlieka penkiolika metų kasdieninės kondensacijos sąlygomis.
Kur šios sistemos praktikoje nepavyksta
Supratimas apie gedimo būdus suteikia daugiau informacijos apie mechanizmą nei techninės charakteristikos lentelė.
Užsifiksavimo gylis prarandamas. Veikiant vėjo apkrovai slenksčio judėjimo kryptimi jis linkęs pakilti nuo ratuko, todėl sumažėja dantų įsibėgėjimo gylis ir apkrova susikaupia dantų viršūnėse. Būtent tai ir neleidžia specializuotoje varomosios sistemoje įrengtiems abiejose ratuko pusėse esantiems orientaciniams smeigiams – jie remiasi į slenksčio nugarą ir laiko jį tinkamai įsibėgėjus kaip tik tada, kai apkrova yra didžiausia.
Netikslus išdėstymas. Rėmelis, kuris nėra lygiagretus su jo judėjimo kryptimi, užsikimšta per vidurį judėjimo kelio. Įrengėjai kartais reaguoja padidindami variklio sukimo momentą, dėl ko geometrinė problema virsta sugadintu dantu.
Nepalaikomų ruožų įlinkis. Ilgas rėmelis be tarpinių atramų išsilenkia po savo pačio svorio poveikiu, todėl viduriniame judėjimo taške sumažėja dantų įsibėgėjimo gylis, o abiejuose galuose jis lieka teisingas.
Nesuderinti dantų profiliai. Stačiakampio formos rėmelis, veikiantis su įstrižainiuoju ratuku, sukuria taškinį, o ne linijinį kontaktą visame danties paviršiuje. Tai atrodo veikiantis įrengimo metu, bet sugenda per vieną sezoną. Teisingos geometrijos parinkimas aprašytas kaip pasirinkti tinkamą bėgelį .
Dalelės dantų šaknų srityje. Sunkiausio valdymo dažniausia priežastis ir lengviausia pašalinti. Dustyje namuose tepalas susuka dulkes ir greitina ausimą, o ne sumažina ją.
DUK
K: Kiek sukimo momento reikia šiltnamio ventiliacijos pavaros varikliui?
Tai priklauso nuo sparno svorio, vėdinimo angų skaičiaus viename veleno ašies gale, pavaros ratuko dydžio ir jūsų vietovėje numatyto vėjo apkrovos – o ne nuo vieno paskelbto skaičiaus. Dažniausiai įtaką daro vėjo sąlygos, o ne statinis svoris. Skaičiuokite tai konkrečiai jūsų pastatui, o ne remkitės prielaida, kad tai tinka panašiam namui.
K: Ar vienas variklis gali valdyti tiek stogo, tiek šonų vėdinimo angas?
Praktikoje jos valdomos atskirai. Stogo ir šonų vėdinimo angos valdomos nepriklausomai, nes klimato strategija reikalauja skirtingų atvėrimo padėčių skirtingu metu – dažnai norite, kad šoninės sienos būtų atviros, o stogas – tik iš dalies uždarytas, arba atvirkščiai – stipriame vėjyje.
K: Kiek turi atsiverti šiltnamio stogo vėdinimo anga?
Tai klimato valdymo, o ne mechaninės problemos sprendimas, ir jis keičiasi priklausomai nuo augalo rūšies, išorės temperatūros ir vėjo. Mechaniniu požiūriu svarbu, kad sistema patikimai pasiektų visišką atvėrimą ir galėtų laikyti bet kurią tarpinę padėtį be poslinkių.
K: Koks skirtumas tarp slankiklio kelio ir vėdinimo angos atvėrimo kampo?
Rėmelių judėjimo kelias – tai tiesinis atstumas, kurį nueina rėmelis. Atvėrimo kampas – tai langų šoninės dalies sukimosi kampas. Jungiamosios mechanizmo geometrija – stumdomojo strypo ilgis ir atraminės rankenos sukimosi ašies padėtis – keičia vieną dydį į kitą, o jų sąryšis visuose judėjimo taškuose nėra tiesinis.
K: Kodėl šiltnamių rėmeliai yra cinkuoti, o ne dažyti?
Daugiausiai dėl to, kad dažai pradeda nykti prie dantų šoninių paviršių, nes būtent ten vyksta metalo į metalą sąlyčio sąveika kiekviename cikle. Kai dengiamasis sluoksnis susidėvi sąlyčio vietoje, korozija prasideda būtent ten, kur perduodama apkrova. Cinko dengiamasis sluoksnis puikiai veikia kondensuojamoje aplinkoje nepriklausomai nuo vientiso dangos sluoksnio.
K: Ar šiltnamio rėmelio ir ratuko vėdinimo sistema gali būti valdoma rankiniu būdu, jei nutrūksta maitinimas?
Tai priklauso nuo pavaros. Daugelyje šiltnamių pavarų įmontuota rankinė valdymo galimybė arba rankinis sukimo įrenginys būtent šiai priežasčiai – šiltnamyje be vėdinimo saulėtoje dienoje derlius gali žūti labai greitai. Šią funkciją patvirtinkite, kai nurodysite variklio specifikacijas.
Išvada
Šiltnamio vėdinimo sistema su ratuku ir pavaros ratuku yra paprastų pervežimų grandinė: elektros energija paverčiama žemo greičio, bet didelio sukimo momento sukimosi judesiu pavaros variklyje; šis sukamasis judesys perduodamas per perdavimo veleną visoje šiltnamio dalyje; kiekvienas pavaros ratukas jį paverčia tiesiniu judesiu ratuko bėgyje esančioje langų atidarymo vietoje, o stumiamasis strypas ir atraminė rankena šį judesį paverčia langų lapo sukimosi judesiu.
Nieko šioje grandinėje paties savo neįprastai sudėtinga. Tai, kas leidžia sistemai veikti penkiolika metų, yra tai, kad kiekvienas pervežimas išlieka tinkamai sujungtas – pavaros ratukas tvirtai pritvirtintas ir sinchronizuotas ant veleno, ratukas laikomas pilnu dantų gyliais pagal vedamąsias kniedes, visa montuojamoji konstrukcija išlygiuota taip, kad judėjimo metu niekas neprispaustų ar neužstrigtų viduriniame etape, o kiekvienas plieninis paviršius, kuris naktį liečiasi su kondensatu, padengtas cinku.
Kai šios sistemos sugenda, tai retai būna dėl netinkamos sąvokos. Dažniausiai tai būna dėl to, kad ratukas buvo įmontuotas ne tiesiai, dantų profiliai neatitiko vienas kito arba dantų šaknų srityje buvo palikta purvo nuosėdų tris sezonus.