Мониторинг модулей Пельтье в системе управления микроклиматом

Внедрение: 2021 г.

Одна из ключевых проблем агропромышленного комплекса (АПК) – снижение энергопотребления. Для повышения энергоэффективности сельскохозяйственного производства перспективно использование термоэлектрических систем в качестве систем управления микроклиматом. Качество таких систем во многом зависит от уровня применяемых технических и технологических решений и алгоритмов управления и контроля.

В статье [1] представлена обобщенная структура построения энергосберегающих систем охлаждения и термоэлектрических регенеративных систем (ТРС) для обеспечения микроклимата на сельскохозяйственных объектах. Для проверки предложенного алгоритма авторами было проведено натурное моделирование управления упрощенным охлаждающим модулем ТРС, а именно отдельным модулем Пельтье RMT thermoelectric 1MS06‑030‑05, работающим в режиме активного охлаждения. Схема экспериментальной установки изображена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки.

Тестируемый ТЭ-модуль (ТЕ-module) был подключен к источнику питания на базе микросхемы INA250, что показано в левой части рисунка 1. Для подстройки его рабочего режима использовались ПИД-регулятор и четыре канала АЦП. Температура горячей стороны Th и холодной стороны модуля Tc измерялась датчиком температуры YEW3655A. Управляющий контроллер реализован на базе модуля E‑502, который подключался к ПК по интерфейсу USB 2.0.

Эксперимент показал значительную разницу между длительностью переходного процесса правильного (0,7 с) и неисправного (0,42 с) модуля РМТ thermoelectric 1МС06‑030‑05.

Результаты показывают хорошую перспективу разработанного метода мониторинга работоспособности и эффективности модулей Пельтье на основе анализа переходных процессов. Это дает возможность строить автоматизированные системы поддержания микроклимата на сельскохозяйственных объектах со встроенной подсистемой диагностики, что является чрезвычайно важной задачей для обеспечения надежности холодильного оборудования. В дальнейших исследованиях планируется проверить предложенный метод путем тестирования большого количества термоэлектрических модулей Пельтье.

Статья подготовлена в рамках государственного задания «Исследование и разработка сложных энергосберегающих и термоэлектрических регенеративных систем» заявка № 2019‑1497, номер темы FZWG‑2020‑0034.

Источник:

1. Kuzichkin O.R., Konstantinov I.S., Vasilyev G.S, Surzhik D.I. Principles of Construction of Microclimate Control and Management Systems in Agro-Industrial Production Based on Identification Algorithms. Advances in Dynamical Systems and Applications. ISSN 0973-5321, Volume 16, Number 1, (2021) pp. 299‑311.

Для оформления ссылки на данную статью использован фрагмент рисунка из статьи: А.Кашкаров. "Применение Элементы Пельтье – Что Такое Элемент Пельтье И Как Его Сделать Своими Руками?",  esr-energy.ru

Разработчик: Кузичкин О.Р., Васильев Г.С., Суржик Д.И. (Белгородский гос. университет, Белгород), Константинов И.С. (ВО РГАУ – МСХА, Москва)