EN
Kāpēc siltumnīcām vispār nepieciešama mehāniska ventilācija
Aizvērta siltumnīca saulainā dienā sasilst ātrāk nekā gandrīz jebkura cita lauksaimniecības struktūra. Saules starojums iekļūst caur stiklojumu, tiek absorbēts ar zemi, augiem un struktūru un atkal izstarots ar tādu viļņu garumu, ko stiklojums neatdod. Bez ventilācijas iekšējā temperatūra paaugstinās līdz līmenim, ko augi nevar izturēt, dažu stundu laikā.
Ventilācija regulē arī mitrumu un CO₂ līmeni. Transpirējošas augu augšanas paaugstina iekštelpu mitrumu, un ilgstoši augsts mitrums veicina sēnīšu slimību rašanos; blīvi augu stādījumi noslēgtā siltumnīcā var samazināt CO₂ līmeni tik zemu, ka fotosintēze palēninās. Venta atvēršana risina visus trīs jautājumus, tāpēc ventu regulēšana ir centrālā siltumnīcu klimata pārvaldības daļa, nevis tās maldaļa.
Jautājums ir mehāniskas dabas: kā uzticami atvērt vairākus simtus kvadrātmetru ventu logu lapu, tūkstošiem reižu sezonā, mitrā vidē? Komerciālām daudzposmu siltumnīcām dominējošais risinājums ir ratiņu un zobrata siltumnīcu ventilācija .
Ratiņu un zobrata ventu sistēmas pieci komponenti Ratstarpju motormotor
Pārnesummotors ir enerģijas avots — elektriskais motors ar iebūvētu reducētāju. Svarīgāka par motoru ir reducēšana. Vēdierīkliem nepieciešams liels griezes moments ļoti zemā ātrumā, jo jūs lēni un kontrolēti pārvietojat lielu, vēja slodzītu paneli. Šo sistēmu izvades ātrumi parasti ir daži apgriezieni minūtē, nevis simti.
Reducētājs parasti nodrošina arī pašbloķējošu vai augstas pretestības raksturu, tāpēc vēdierīkls, kas palicis daļēji atvērts, netiek aizvērts vēja spiediena ietekmē, kas darbojas pretī piedziņas sistēmai.
Piedziņas vārpsts
Piedziņas vārpsta ir tērauda caurule vai stienis, kas stiepjas visā vēdierīkla sekcijas garumā un kuru periodiski balsta bultskrūvju korpusi, kas piestiprināti pie siltumnīcas rāmja. Tā ir sadalīšanas komponente: viens motors pagriež vienu vārpstu, un šis vienīgais pagrieziens vienlaikus tiek nodots katram vēdierīkla novietojumam sekcijā.
Šis ir arhitektūras lēmums, kas padara sistēmu ekonomisku. 60 metrus garā bāja ar divdesmit vēdības atverēm nepieciešams nevis divdesmit dzinēji, bet viens dzinējs, viens vārpsts un divdesmit pārveidošanas punkti.
PINION
Zobrats ir mazs zobrats, kas piestiprināts pie piedziņas vārpsta katrā vēdības atverē. Tieši šeit rotācija kļūst pieejama kā kustība konkrētajā vēdības atverē.
Praksē zobrats reti kad ir vienkāršs zobrats uz vārpsta. Tas atrodas iekšā zobrata un ratiņa piedziņas vienībā — tērauda rāmī, kas balsta zobratu, tur ratiņu saķerējumā un piestiprina pie vārpsta. Tieši šis rāmis nodrošina uzticamu pārveidošanu slodzes apstākļos, par ko tālāk runāsim zemāk.
Pārvades rits
Ratiņš ir zobains tērauda stienis. Tā zobi saķeras ar zobratu, un, tā kā ratiņš nevar rotēt, zobrata rotācija pārvieto ratiņu pa tā garumu. Šī ir patiesā pārveidošana: rotācijas kustība iekšā, lineārā kustība ārā .
Zilo ratiņu sviras parasti ir taisnas (spur), nevis spirālveida. Spur zobu veidošanās nerada ass virziena spēku — spēks paliek kustības plaknē, nevis cenšas pārvietot zobrata vārpstu sāniski. Šis faktors ir svarīgāks nekā nelielā gluduma uzlabošana, ko piedāvātu spirālveida forma, jo komponentam jāuztur pozīcija uz vārpstas tūkstošiem ciklu laikā. Skatīt mūsu zincētās zilo ratiņu sviras par šajās sistēmās izmantoto zobu formu.
Stūmējvads un balstiekārta
Svira reti tiek piestiprināta tieši pie vēdinājuma loga. Stūmējvads pārnes sviras lineāro kustību uz balstiekārtu, kas ir šarnīrveidīgi piestiprināta pie loga, un balstiekārta pārvērš šo stūmējdarbību par vēdinājuma atveres leņķisko kustību.
Šis savienojums veic reālu darbu. Tas maina spēka virzienu, nodrošina mehānisko priekšrocību kustības sākumā, kad logam ir vislielākā masa, lai to atbrīvotu no miera stāvokļa, un ļauj svirai kustēties ērtā taisnā līnijā, kamēr logs pavēršas pa loku.
Atvēršanas un aizvēršanas princips soli pa solim
Lai atvērtu:
1. Klimata kontrolieris pieprasa ventilāciju un ieslēdz ātrumkārba elektromotoru.
2. Motora izvades vārpsta lēni griežas ar augstu momentu.
3. Piedziņas vārpsta griežas pa visu atveres garumu.
4. Katrā ventilācijas atveres pozīcijā zobrats, kas ir piesprausts vārpstai, griežas kopā ar to.
5. Zobrata zobi iekļūst ratiņa zobos un pārvieto ratiņu lineāri.
6. Ratiņš stumj stumšanas stieni.
7. Stumšanas stienis pārvieto balstiekārtu, kas pavēra loga lapu.
8. Kontrolieris aptur motoru mērķa atvēruma pozīcijā.
Lai aizvērtu , motors darbojas pretējā virzienā un tā pati ķēde darbojas atpakaļ — ratiņš ievelkas, balstiekārta velk loga lapu lejup un ventilācijas atvere noslēdzas pret savu rāmi.
Viss ķēdes elements ir mehāniski pozitīvs. Nav hidrauliskā šķidruma, kas varētu noplūst, nav pneimatiskā spiediena, ko varētu zaudēt, nav arī kabeļa, kas varētu izstiepties. Katrs elements ir tieša mehāniska saite, un vada atvērums jebkurā brīdī ir tieši proporcionāls tam, cik tālu motors ir pagriezies. Šī deterministiskā saistība ļauj vadības ierīcēm uzturēt vada atvērumu 30 % apmērā un būt pārliecinātām, ka tas patiešām ir 30 %.
Rata gaitas izpratne
Rata kustība ir lineārais attālums, kuru rata gaita veic no pilnīgi aizvērtas līdz pilnīgi atvērtai pozīcijai. Tā nosaka, cik tālu jūsu vads patiešām atveras, un to nosaka divi faktori: zobrata solu apkārtmērs un piedziņas vārpstas pagriezienu skaits.
Katrs zobrata pilnais pagrieziens pārvieto ratu par vienu solu apkārtmēru. Liels zobrats pārvieto ratu tālāk katrā pagriezienā, bet prasa lielāku motora momentu vienādam slodzes apjomam, jo zobrata rādiuss darbojas kā svira pret motoru. Mazāks zobrats ir mazāk slodzes uz momentu, bet tam nepieciešami vairāki vārpstas pagriezieni, lai sasniegtu to pašu atvērumu.
Izriet divas praktiskas sekas:
Skrūvgriezim jābūt pietiekami garam, lai nodrošinātu pilnu gaitu un iespēju iekļūt zobratos. Ja skrūvgriezis ir izmērot tieši atbilstoši nobraukuma attālumam, tad nobraukuma beigās tam beidzas zobi, un pēdējie zobi uzņem visu slodzi ļoti nepatīkamā brīdī. Pareiza izmēru noteikšana ir aprakstīta sadaļā kā izvēlēties piemērotu skrūvgriezi .
Nobraukumu jāierobežo pirms tas sasniedz mehānisko beigu punktu. Robežas slēdži vai vadības sistēmas pozīcijas ierobežotāji jāizmanto, lai apturētu motoru pirms skrūvgriezis sasniedz savu zobu beigas. Uzticēšanās mehānismam, lai tas apstātos, triecoties pret savām robežām, ir iemesls, kāpēc zobi tiek izlauzti.
Jumta ventilācijas sistēmas
Jumta ventilācijas atveres ierīko jumta grēdas virzienā, un Venlo tipa un līdzīgās trusēm tās ir galvenais ventilācijas ceļš. Karstā gaisa pacelšanās dēļ tas uzkrājas pie jumta grēdas un izplūst caur jumta ventilācijas atverēm — tas ir termiski efektīvākais vietas variants atverei.
Mehāniski jumta vēdējlogi ir sarežģītākais gadījums. Rūts paceļas pret gravitācijas spēku, tāpēc mehānisms visu laiku tur paneļa svaru. Vēl nozīmīgāk ir tas, ka atvērts jumta vēdējlogs veido paceltu virsmu vējam, un vēja slodze var būt daudz lielāka par rūts statisko svaru. Piedziņas komponenti ir izvēlēti šim vēja gadījumam, nevis svara dēļ.
Jumta pozīcijās arī veidojas visvairāk kondensāta. Silta mitra gaisa masa savācas jumta grēdas daļā, un metāla virsmas tur katru nakti cauriiet mitrināšanās un žāvēšanās ciklam — tāpēc cinkotie komponenti ir standarta risinājums, nevis neobligāta iespēja.
Tā kā viena velle darbina veselu rindu, visi vēdējlogi nodalījumā atveras vienlaicīgi. Tāpēc katram piedziņas modulim jābūt piespraustam pie velles vienā un tajā pašā fāzē, lai vēdējlogi kustētos kā vienots komplekts. Ja vēdējlogs ir piesprausts nepareizā fāzē, tas vai nu iepriekšējas, vai atpaliek no kaimiņiem un galapunktos uzņem pārmērīgu slodzi.
Sānu vēdējlogu sistēmas
Sānu vētšanas atveres atveras sānu sienā un darbojas kopā ar jumta vētšanas atverēm, veidojot šķērsu gaisa plūsmu — aukstais gaiss iekļūst zemu caur sānu sienu, bet siltais gaiss izplūst augstu caur kores daļu. Šī vertikālā gaisa kustība ir efektīvāka siltuma noņemšanai nekā katra atvere atsevišķi.
Sānu vētšanas mehānismi darbojas pēc tās pašas rotācijas–lineārās principa, taču tie saskaras ar citādiem apstākļiem. Smaguma slodze ir mazāka, jo rūts pavēršas, nevis paceļas. Vēja iedarbība ir tiešāka, taču tā ietekmē mazāku efektīvo laukumu. Patiesā atšķirība ir piesārņojums: sānu sienas komponenti atrodas tuvu grīdas līmenim un uzkrāj augsnes šļakatas, aplaistīšanas pārplūdes un putekļus.
Šis piesārņojums ir galvenais apkopēs jāievēro faktors. Netīrumi, kas iestrēgst zobu saknēs, ir visbiežākais iemesls sānu vētšanas atveru stingrai vai raupjai darbībai, un parasti tas kļūst redzams daudz agrāk nekā jebkāds mērāms nodilums pašos zobos.
Dažas sānu sienu konstrukcijas izmanto vertikālu atvēršanas shēmu, kurā loga rūts kāpj pa vadītājaili, bet zobrata un zobiņa mehānisms nodrošina šo vertikālo kustību. Pārveidošanas princips ir identisks; mainās tikai saites ģeometrija.
Kāpēc zobrats un zobiņš, nevis spiediena vilcējs un vilcējs
Pastāv alternatīvi vēdināšanas piedziņas risinājumi — pneimatiskie cilindri, elektriskie lineārie aktuatori, kabeļu un vilcēju sistēmas. Zobrata un zobiņa sistēma dominē komerciālajās siltumnīcās strukturālu iemeslu dēļ.
Viens motors apkalpo vairākus vēdinātājus. Lineārais aktuators pārvieto vienu loga rūti; zobrata un zobiņa vārpsta no vienas piedziņas apkalpo visu jomu. Vairāku hektāru lielā teritorijā atšķirība motoru skaitā, elektrovadu un vadības punktu skaitā ir būtiska.
Novietojums ir determinēts. Zobrata novietojums ir stingri noteikta funkcija no vārpstas pagrieziena, un tur nav nekādas brīvās gaitas, kas varētu uzkrāties. Kabeļu sistēmas izstiepjas; pneimatiskās sistēmas nobīdās atkarībā no spiediena.
Gaitas garums nav ierobežots ar aktuatoru. Cilindra gājiena garums ir ierobežots ar paša cilindra korpusa garumu. Rata slīdņa pārvietojuma garums ir ierobežots tikai ar rata slīdņa garumu.
Tas iztur vides ietekmi. Nav blīves, kas varētu sabrukt, nav šķidruma, kas varētu piesārņoties, nav spiediena caurules, kas varētu nogurināties. Cinkota tērauda rata slīdnis un zobrats tērauda rāmī ir tik vienkārša piedziņas ierīce, cik vien iespējams, un vienkāršība ir tas, kas iztur piecpadsmit gadus ikdienas kondensācijas ietekmi.
Kur šīs sistēmas praksē neizdodas
Nesaderību veidu izpratne sniedz vairāk informācijas par mehānismu nekā tehniskais datu loks.
Sakabes dziļuma zudums. Vēja slodzes ietekmē rata slīdnis tendēcies pacelties prom no zobrata, samazinot zobu sakabes dziļumu un koncentrējot spēku uz zobu galiem. Tieši to novērš vadības stieņi, kas piestiprināti zobrata abās pusēs pareizā piedziņas vienībā — tie balstās uz rata slīdņa aizmuguri un tur to sakabē tieši tad, kad slodze ir vislielākā.
Nesakritība. Ritlis, kas nav paralēls savai kustības virzienam, iestrēgst daļēji kustības gaitā. Uzstādītāji dažreiz reaģē, palielinot motora momentu, kas ģeometrijas problēmu pārvērš par salūzušu zobu.
Sagšana neatbalstītās spraugās. Garš ritlis bez starppozīciju atbalsta izliecas zem savas svara, zaudējot zobu iedziļinājumu kustības viduspunktā, kamēr abos galos tas paliek pareizs.
Nesakrītoša zoba forma. Taisnzobu ritlis, kas darbojas pret spirālzobu zobratu, rada punktu kontaktu, nevis līnijveida kontaktu pa visa zoba virsmu. Tas šķietami darbojas uzstādīšanas brīdī un pēc viena sezonas laika nesasniedz darbības termiņu. Pareizās ģeometrijas izvēle ir aprakstīta kā izvēlēties piemērotu skrūvgriezi .
Netīrumi zoba saknē. Visbiežākais stingras darbības cēlonis un vieglākais novēršamais. Mitrā mājā smērviela uzkrāj netīrumus un paātrina nodilumu, nevis to samazina.
BKJ
J: Cik liels moments nepieciešams siltumnīcas vēdināšanas piedziņas motoram?
Tas ir atkarīgs no rāmja svara, vēdiena atveru skaita uz viena vārpsta, zobrata izmēra un jūsu vietnes projektētās vēja slodzes — nevis no viena publicēta skaitļa. Parasti spēkā ir vēja gadījums, nevis statiskais svars. To vajadzētu aprēķināt jūsu konkrētai konstrukcijai, nevis pieņemt no līdzīgas mājas.
J: Vai viens motors var darbināt gan jumta, gan sānu vēdiena atveres?
Praksē tās tiek darbinātas atsevišķi. Jumta un sānu vēdiena atveres tiek regulētas neatkarīgi, jo klimata stratēģija prasa dažādus atvēršanas stāvokļus dažādos laikos — bieži vien vēlaties sānu sienas atvērtas, kamēr jumts ir daļēji aizvērts, vai otrādi — vējainā laikā.
J: Cik tālu jāatver zaļumnīcas jumta vēdiena atvere?
Tas ir klimata kontroles, nevis mehāniskais lēmums, un tas mainās atkarībā no augu veida, ārējās temperatūras un vēja. Mehāniski svarīgi ir tas, ka sistēma var uzticami sasniegt pilnu atvēršanu un noturēt jebkuru starppozīciju bez nobīdes.
J: Kāda ir atšķirība starp zobrata gaitu un vēdiena atveres atvēršanas leņķi?
Rata slīdēšanas ceļš ir lineārais attālums, kuru rata slīdētājs pārvietojas. Atvēršanas leņķis ir loga lapa rotācijas leņķis. Savienojuma ģeometrija — stūres svira garums un balstiekārtas pagrieziena ass novietojums — pārveido vienu lielumu citā, un šī attiecība nav lineāra visā pārvietošanās diapazonā.
J: Kāpēc siltumnīcu ratus pārklāj ar cinku, nevis krāso?
Krāsa iznīkst vispirms zobu sānu virsmās, jo tieši tur notiek metāla pret metālu kontakti katrā ciklā. Kad pārklājums nodilis kontaktvietā, korozija sākas tieši tajā vietā, kur notiek slodzes pārnešana. Cinka pārklājums iztur kondensācijas vidi, neatkarīgi no pārklājuma plēves nepārtrauktības.
J: Vai rata un zobrata ventilācijas sistēmu var darbināt manuāli, ja iztrūkst elektroenerģijas?
Tas atkarīgs no reduktora. Dažādi siltumnīcu reduktoru elektromotori ietver manuālo pārslēgšanu vai rokas uzvilkšanas iespēju tieši šim nolūkam — siltumnīcai bez ventilācijas saulainā dienā ātri zaudē ražu. Šo funkciju jāapstiprina, norādot elektromotoru.
Secinājums
Riteņu un zobrata siltumnīcu ventilācijas sistēma ir vienkāršu pārveidojumu ķēde: elektriskā enerģija tiek pārvērsta zemās ātruma, bet augstas griezes momenta rotācijā pie zobrata motora, šo rotāciju sadala starpsienā ar piedziņas vārpstu, katrs zobrats to pārveido lineārā zobrata kustībā pie atbilstošā loga, bet stūmējs un balstiekārta pārveido šo kustību par loga lūkas pavēršanos.
Ne viens no šiem pārveidojumiem pašam par sevi nav sarežģīts. To, ka sistēma darbojas piecpadsmit gadus, nodrošina tas, ka katrs pārveidojums paliek pareizi savienots — zobrats cieši un fāzē piestiprināts pie vārpstas, zobrats turēts pilnā zobu dziļumā ar vadītājzobratiem, visa montāža izlīdzināta tā, lai nekas nebloķētos kustības vidū, un visām tērauda virsmām, kas saskaras ar nakts kondensātu, piemērots cinka pārklājums.
Kad šīs sistēmas nedarbojas, tas reti notiek tāpēc, ka paša koncepta būtība būtu nepietiekama. Tas notiek tāpēc, ka zobrats uzstādīts nevietā, zobu profils nav saderīgs vai trīs sezonas ilgi zobratos ir bijis iekrājies netīrumu slānis.
