Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Methodical aspects of determination of parameters which characterize thermal balance of a plastic tunnel

Kurpaska S., Lis W., Vogelgesang J.

Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 20, No. 3

83--93

EN

The paper presents methodology of measuring the values which characterize the thermal balance in a horticultural facility. Thermal transmittance through a plastic tunnel cover and the ratio of solar radiation energy conversion into heat were analysed in detail. The research was carried out in real time with closed ventilators, where no plants were cultivated during the tests. The utility surface area was 144 m2, the cover was 289 m2 and its volume was 508 m3. Basing on the standard relations, first of all, thermal transmittance through a cover was measured. The ratio was measured with the use of standard criteria equations. Then, a correlation equation, which makes its course dependent on the climate parameters (the wind speed and temperature difference between the interior of the facility and its surroundings), was found. Knowing the course of the ratio in the function of the climate parameters, the value of the ratio of solar radiation conversion into heat stored in the facility was measured. Both parameters (thermal transmittance and solar radiation conversion ratios) were calculated from the thermal balance equaition where the change of the energy stored inside the facility was compared to the heat losses through a cover (for thenual transmittance) and the profit (in case of solar radiation conversion). For the obtained values, using the non-linear estimation procedure (with quasi-Newtom method with maintenance of the correlation coefficient of 0.001) the change of both ratios in the function of easily measured parameters of climate inside and outside the facility was found out. In the investigated conditions, the average value of thermal transmittance through a cover was 5.32 W·m-2·K-1, and the solar radiation conversion into heat was 0.36. The values and their course from the climate parameters inside and outside the facility may be used for controlling the amount of supplied heat and location of ventilators.

PL

W pracy przedstawiono metodykę do wyznaczania wielkości charakteryzujące bilans cieplny w obiekcie ogrodniczym. Szczegółowej analizie poddano współczynnik przenikania ciepła przez transparentną osłonę tunelu foliowego oraz współczynnik konwersji energii promieniowania słonecznego w ciepło. Badania przeprowadzono w rzeczywistym obiekcie przy zamkniętych wietrznikach, w którym podczas badań nie uprawiano roślin. Powierzchnia użytkowa tunelu wynosiła 144 m2, osłony 289 m2, zaś jego pojemność była równa 508 m3. Bazując na standardowych zależnościach w pierwszej kolejności wyznaczono współczynnik przenikania ciepła przez osłonę. Współczynnik wyznaczono korzystając ze standardowych równań kryterialnych. W następnej kolejności znaleziono równanie korelacyjne uzależniające jego przebieg od parametrów klimatu (prędkość wiatru oraz różnica temperatury między wnętrzem obiektu a jego otoczeniem). Dysponując przebiegiem współ-czynnika w funkcji parametrów klimatu, w następnym etapie wyznaczono wartość współczynnika konwersji promieniowania słonecznego w ciepło zmagazynowane w obiekcie. Obydwa parametry (współczynnik przenikania ciepła oraz konwersji promieniowania słonecznego) wyliczono z równania bilansu ciepła, w którym porównano zmianę energii zmagazynowanej wewnątrz obiektu ze stratami ciepła przez osłonę (dla przenikania ciepła) oraz zyskiem (w przypadku konwersji promieniowania słonecznego). Dla uzyskanych wartości, korzystając z procedury estymacji nieliniowej (metodą quasi-Newtona przy zachowanym współczynniku zbieżności 0,001) znaleziono zmienność obydwu współczynników w funkcji łatwo mierzalnych parametrów klimatu wewnątrz i na zewnątrz obiektu. W badanych warunkach, średnia wartość współczynnika przenikania ciepła przez osłonę była równa 5,32 W·m-2·K-1, zaś współczynnika konwersji promieniowania słonecznego w ciepło wyniosła 0,36. Znalezione wartości i ich przebieg od parametrów klimatu wewnątrz i na zewnątrz obiektu można wykorzystać do sterowania ilością dostarczanego ciepła oraz położeniem wietrzników.

2

Analysis of effectiveness of storing waste heat in the water accumulator

Rutkowski K., Vogelgesang J., Findura P.

Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 18, No. 4

205--212

EN

The paper presents analysis of the ways in which waste heat collected from the upper space of the plastic tunnel may be used. Warm air sucked from the upper space was pumped to a diffuser located in the process water tank. The assumed method was theoretically analysed and then tests were carried out in a real facility. Air bubbles moving in the liquid layer transferred heat, which they contained. The initial research, carried out according to the assumed method, did not bring satisfactory results. Nonetheless, some relations and possibilities of improvement of the described method by increasing the degree of complexity and the system costs were reported.

PL

W pracy przeprowadzono analizę metody zagospodarowania ciepła odpadowego pobieranego z górnej przestrzeni tunelu foliowego. Ciepłe powietrze zasysane z górnej przestrzeni wtłaczano do dyfuzora umieszczonego w zbiorniku z wodę technologiczną. Przyjętą metodę przeanalizowano teoretycznie a następnie przeprowadzono badania w obiekcie rzeczywistym. Unoszące się pęcherzyki powietrza przemieszczając się w warstwie cieczy przekazywały zawarte w nich ciepło. Badania wstępne realizowane według przyjętej metody nie przyniosły zadawalających wyników. Niemniej zaobserwowano pewne zależności i możliwości doskonalenia opisanej metody na drodze zwiększenia stopnia złożoności i kosztów układu.

3

Procedura optymalizacji doboru zbiornika buforowego współpracującego z pompą ciepła

Rutkowski K., Vogelgesang J., Latała H., Kempkiewicz K.

Inżynieria Rolnicza

|

2013

|

R. 17, nr 3, t. 1

329--343

PL

W pracy przedstawiono optymalizację doboru zbiornika buforowego dla pompy ciepła włączonej w układ grzejny obiektu szklarniowego. Badania oraz optymalizację przeprowadzono podczas pracy pompy współpracującej z trzema wybranymi pojemnościami zbiornika buforowego. Ustalenie wielkości zbiornika buforowego w systemie grunt – woda wymaga uwzględnienia wielu czynników zarówno od strony układu grzewczego szklarni, układu pobierania ciepła z gruntu, jak również samej pompy ciepła. Rozważano przypadek graniczny – zapotrzebowanie na ciepło, które jeszcze może dostarczyć pompa ciepła w systemie monowalentnym. Przyjęto, że nadrzędnym kryterium powinna być maksymalizacja efektywności COP, ale z równoczesnym zapewnieniem zdolności do generowania przez układ ustalonych, granicznych ilości ciepła. Uwzględniono różnice taryf cen energii elektrycznej, także sformułowano inne ograniczenia związane z doborem zbiornika buforowego. Wielkość zbiornika jest między innymi konsekwencją założeń dotyczących strategii eksploatacji dolnego źródła ciepła. Zagadnienie to w pracy rozszerzono. Stwierdzono, że wielkość zbiornika buforowego zależy od lokalnych własności źródła dolnego, które w skali kilku sezonów grzewczych nie ma stacjonarnego charakteru. Stąd zbiornik buforowy powinien posiadać możliwość wydzielania mniejszych objętości stosowanych w zależności od ilości energii pobieranej z jednego metra bieżącego dolnego źródła ciepła. Następnie korzystając z symulacji komputerowych, wykazano, że istnieją uzasadnione ograniczenia dla stosowania zbiorników zbyt małych lub zbyt dużych. W wytypowanym przedziale należy poszukiwać optymalnego zbiornika na drodze doświadczalnej, z uwagi na udział zbyt wielu zmiennych zmniejszających precyzję drogi obliczeniowej.

EN

The paper presents optimisation of selection of the buffer bin for the heat pump connected to the heating system of a greenhouse. The research and optimisation was carried out during operation of the pump, which cooperated with three selected volumes of the buffer bin. Determination of the buffer bin size in the ground-water system requires including many factors both coming from the heating system of a greenhouse, the heat collection from the ground system as well as the heat pump itself. A boundary case of the heat demand, which still may be delivered by the heat pump in the monovalent system was considered. It was assumed that maximization of COP effectiveness should be a superior criterion but with simultaneous ensuring the ability to generate by the system determined, borderline amount of heat. Differences of price lists of electric energy were included; moreover, other limitations related to selection of the buffer bin were formulated. A bin size, inter alia, results from assumptions concerning the strategy of exploitation of a lower heat source. This issue was extended in the paper. It was found that the buffer bin size depends on the local properties of the lower source, which in the few heating seasons scale has no stationary character. Therefore, a buffer bin should have a possibility of separating smaller applied volumes depending on the amount of the collected energy from one current meter of the lower heat source. Then, using a computer simulation, it was proved that there are justified limitations for using too small or too big bins. In the selected range one should search for an optimal bin by means of an experiment, due to participation of too big number of variables, which decrease the cultivation precision.

4

Efektywność pompy ciepła współpracującej ze zbiornikiem buforowym o zmiennej pojemności

Rutkowski K., Vogelgesang J., Latała H., Kempkiewicz K.

Inżynieria Rolnicza

|

2013

|

R. 17, nr 3, t. 2

309--320

PL

W pracy przedstawiono wyniki pracy pompy ciepła, współpracującej ze zbiornikiem buforowym o zmiennej pojemności, włączonej w układ grzejny obiektu szklarniowego. Wyniki badań obejmują analizę parametrów fizycznych pracy pompy ciepła w zróżnicowanych warunkach zapotrzebowania mocy. Badania przeprowadzono podczas pracy pompy współpracującej z trzema wybranymi pojemnościami zbiornika buforowego. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że w systemach grzewczych obiektów szklarniowych, zasilanych pompą ciepła, zasadnym jest stosowanie zbiorników buforowych. Większa pojemność zbiornika pozwala na uzyskanie wyższego wskaźnika efektywności oraz wyższej trwałości pracy agregatu sprężarkowego. Zwiększenie pojemności zbiornika buforowego pozwala na eliminację szczytów energetycznych oraz znacznie poprawia warunki mikroklimatu wewnętrznego. Zwiększając pojemność zbiornika z 120 do 360 litrów, uzyskujemy zwiększenie wskaźnika COP o 80% oraz eliminujemy około 30% włączeń pracy sprężarki w ciągu doby.

EN

The paper presents the results of the heat pump operation cooperating with a buffer bin with a variable volume included in the heating system of the greenhouse facility. The research results cover the analysis of physical parameters of the heat pump in varied conditions of the power demand. The research was carried out during operation of the pump, which cooperated with three selected volumes of the buffer bin. The obtained results allow statement that application of buffer bins is justified in the heating systems of greenhouse facilities supplied with the heat pump. A higher volume of the bin allows obtaining a higher index of efficiency and higher endurance of the spring aggregate operation. Increasing the buffer bin volume allows elimination of energy peaks and considerably improves internal microclimat conditions. Increasing the bin volume from 120 to 350 litres we obtain the increase of COP index by 80% and we eliminate approx. 30% of turn ons of the compressor operation within one day.

5

Struktura aplikacji do symulacji przepływu wody przez dwuwymiarowy ośrodek porowaty

Vogelgesang J., Molenda K., Pikul D.

Inżynieria Rolnicza

|

2011

|

R. 15, nr 6

255-263

PL

Celem pracy było opracowanie podstaw aplikacji, która mogłaby być stopniowo rozszerzana i służyła symulacjom przepływu płynów w glebie. W artykule przedstawiono strukturę wyjściową i opartą o nią symulację przepływu wody w dwuwymiarowym ośrodku porowatym w odniesieniu do prawa Darcy'ego. Jakość symulacji oceniano na podstawie obliczanego współczynnika przewodności hydraulicznej i porównania go z wartościami doświadczalnymi. Metodę symulacji oparto o automat komórkowy typu HPP. Określono kolejne kroki rozwoju aplikacji dla modelowania bardziej złożonych zjawisk w trakcie przepływów.

EN

The purpose of the work was to prepare basis of an application programme, which could be gradually developed and would be used for simulation of liquids flow in soil. The article presents an output structure and a simulation of water flow in a two-dimensional porous medium based on it on account of Darcy theory. Quality of simulation was assessed based on a calculated coefficient of hydraulic conductivity and comparing it with experimental values. The simulation method was based on a cellular automaton of the HPP type. Next steps of an application development were determined for modelling phenomena that are more complex during flows.

6

Guidelines for micro- and mesoscale computer modelling of fluid in flows in the soil-root system

Vogelgesang J., Molenda K., Wacięga M.

Inżynieria Rolnicza

|

2010

|

R. 14, nr 6

113-120

EN

Fluid flows in the soil, in the plant root zone, are linked with many phenomena, which may be considered in several scales. Interdisciplinary, complex knowledge explaining these phenomena in micro- and mesoscale may be effectively used in a computer model simulating the flow. The work constitutes a preliminary analysis of possibilities for implementation of this project. The researchers have pointed out promising computational methods (MD, SPH, LG), which are employed in similar problems. These methods are available in some flow-simulating applications, however they are not soil environment-oriented. Difficulties in adaptation are brought about by the number of phenomena, complicated material and geometrical structure of soil, and changes in this structure generated by flow. Model framework is planned to be based on three object groups: soil, fluids, plant roots. The model should be open, allowing to make extensions through introducing new components and modules, e.g. new soil constituents, and methods describing their behaviour in the aspect of flow.

PL

Przepływy płynów w glebie, w strefie przykorzennej roślin, są związane z wieloma zjawiskami, które można rozpatrywać w kilku skalach. Interdyscyplinarna, złożona wiedza objaśniająca te zjawiska w mikro- i mezoskali może być efektywnie wykorzystana w modelu komputerowym symulującym przepływ. Praca jest wstępną analizą możliwości realizacji takiego projektu. Wskazano na obiecujące metody obliczeniowe (MD, SPH, LG), które są wykorzystywane w zbliżonych zagadnieniach. Metody te udostępnia kilka programów symulujących przepływ, niemniej nie są one ukierunkowane na środowisko glebowe. Trudności adaptacji wnosi liczba zjawisk, skomplikowana struktura materialna i geometryczna gleby, oraz zmiany tej struktury na skutek przepływu. Szkielet modelu zamierza się oprzeć o trzy grupy obiektów: glebę, płyny, korzenie roślin. Model powinien posiadać charakter otwarty, pozwalający na rozszerzenia przez wprowadzanie nowych komponentów i modułów, np. nowych składników gleby jak i metod opisujących ich zachowania w aspekcie przepływu.

7

System informacji w gospodarstwie rolnym w świetle wymagań informatyki

Vogelgesang J.

Inżynieria Rolnicza

|

2005

|

R. 9, nr 14

375--384

PL

Przedmiotem opracowania jest teoretyczne uzasadnienie oczekiwań, jakie można wiązać z systemem informacyjnym SI gospodarstwa rolnego, przy czym wzorowano się na produkcji sadowniczej. Zagadnienie rozważano w kontekście zastosowań informatyki, wobec ciągłego wzrostu potencjału wiedzy wnoszonej przez systemy informatyczne otaczające gospodarstwa. Potencjał zostanie efektywnie wykorzystany wtedy, kiedy gospodarstwa będą dysponować środkami integrującymi tę wiedzę z własnymi zróżnicowanymi potrzebami. SI w działalności produkcyjnej powinien opierać się przede wszystkim o dokumentowanie, zapamiętanie wszystkich istotnych zdarzeń, faktów. Podano argumenty, dla których dokumentowanie mogłoby usprawnić kierowanie rolniczymi procesami technologicznym i ustalono związane typy zadań wymagające przetwarzania informacji. Dokumentowanie jest procesem opartym o wiedzę. Dokumentowanie dostosowane do wymagań ekonomiki, nie wystarcza dla decyzji technologicznych. Ręczne dokumentowanie jest nieefektywne i trzeba je minimalizować poprzez automatyzowanie tego procesu. Temat jest obszerny, pominięto wiele zagadnień szczegółowych, a opracowanie jest rozpoznaniem problemu, którego wybrane wątki mogą być jeszcze rozpatrywane z wielu punktów widzenia i stąd po-siadać dyskusyjny charakter.

EN

A farm is mainly a production system, a place where information systems have to get integrated and meet special requirements different from even the best academic programs or internet sites (expert programs, agricultural markets, etc.) A program or a website does not mean much as far as the implementation is concerned, however when their number increases they start to play a fundamental role becoming peculiar streams that fill in the lake of knowledge from which special end user systems will be able to obtain information through the network. This is conditioned upon a farm being based on its own formal SI structure and the documentation of phenomena with the use of computer technologies. Then, various enhancements of technological process management and the development of objects identifying strategies and creation of scenarios of future events in particular will be possible. Traditional documentation has become obsolete and ineffective. Computer and telecommunication technologies will enhance the documentation process and make it possible to connect appropriate concluding processes with knowledge management systems. The subordination of these activities to appropriate technological process management models will benefit farmers.

8

Funkcja maszyny rolniczej w kreowaniu postępu naukowo-technicznego w rolnictwie

Vogelgesang J.

Inżynieria Rolnicza

|

2005

|

R. 9, nr 13

3--142

EN

Machines, allowing the application of relevant technologies or restricting the erroneous activities of the farmer, bring knowledge to farms. These machines reduce the effort of work and meet the requirements formulated by Professor R. Michalek and Professor J. Kowalski in the research into the scientific and technical progress in the agricultural industry. The cognitive objective has been associated with the evaluation of the machines in the context of the problems of knowledge distribution. The observations of orchards in the Nowy Sącz District have provided some assistance, based upon the example of which, the following matters have been considered, notably: - the issues of farms modelling, as the overall grounds for further analyzes; - the possibilities of attaining the cognitive objective, as the detailed subject. The conceptual modelling has been proposed, in accordance with principles used in the IT science and corresponding to the UML language philosophy. The difficulties seen in farms modelling arise from the dissipation of knowledge, its size, and the necessity of specifying numerous, related structures. The ontology issues have created the necessity of establishing the base, acting as the prime, universal cognitive backbone. Some proprietary solutions have also been proposed. The following notions have been introduced to facilitate the realization of the detailed subject: - The declarative knowledge, related to the implementation of a specific technology by the machine; - The procedural knowledge, allowing the machine to respond depending on the situation it has recognized; - The declarative or procedural knowledge, describing the machine capabilities of interacting with other systems, in particular, with its operator. This has been called the potential for interaction. The types of declarative and procedural machines, as well as combined types and finely machines with potential for interaction have been relevantly recognized. The focus has chiefly been on the declarative type, the most popular in the solutions currently applied. The hypothesis about the possibility of determining the amount of knowledge that characterizes these machines in a formal way has been confirmed. The proprietary methods of evaluating this amount of knowledge based upon cognitive modelling, symbolic models of physics and qualitative interpretation of phenomena have been presented. The assumptions adopted have set out the relevant perspective, physical situation and the original space with the specific inception entropy. The method has been illustrated with the examples from the orchards sector. The problem of the "amount" of knowledge, the carrier of which machines are, was not considered in the agricultural industry, and the results are part of the cognitive model of the farm. The procedural knowledge features different and diversified character, mostly corresponding to the algorithmic issues with a certain computation complexity. The behavioural models assisted assessments of information processing by individuals are problematic and difficult. The arguments and examples documenting the necessity of further works have been presented. It is doubtless that the designers and researchers should aim at incorporating the aspects of shaping and distribution of knowledge between the farmer and the farming machine in a way that is less intuitive and more formal.

9

Zastosowanie systemów informatycznych w zarządzaniu gospodarstwem rolnym

Kaczorowski J., Vogelgesang J.

Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych

|

2000

|

Vol. 45, nr 3

80-83

PL

W artykule przedstawiamy możliwe przyczyny opóźnień zastosowań informatyki w gospodarstwach wiejskich na tle zastosowań w innych jednostkach gopodarczych. Powszechnym standardem stają się zintegrowane systemy zarządzania, których głównym rdzeniem są systemy informatyczne. W rolnictwie komputery stosuje się w wyjątkowych przypadkach i tylko do rozwiązywania niewielkich, lokalnych zadań produkcyjnych. Uzasadniamy potrzebę realizacji prac badawczych, które pozwoliłyby określić obszar zastosowań informatyki w zarządzaniu gospodarstwem rolnym oraz formułujemy warunki, które naszym zdaniem powinny sprzyjać szerokiej informatyzacji działalności rolniczej.

EN

Despite the already discussed difficulties, the expansion of computers will lead to the situation in which agriculture will become an area of their wide application. The process is unavoidable. The use of computers in farm management creates a great opportunity for Polish agriculture and that is why this issue ahould also be of interest to scientists. The practical application requires two systems to be created: one expert system located on a farm and another one that would not have any particular location and that would have access to be whole of the up-to-date knowledge of different areas of production.

10

System wspomagania wiedzy w procesach produkcji rolniczej

Kaczorowski J., Vogelgesang J.

Prace Przemysłowego Instytutu Maszyn Rolniczych

|

1998

|

Vol. 43, nr 4

27-31

PL

W działalności rolniczej możliwe jest analizowanie i podejmowanie decyzji za pomocą programów komputerowych, które stanowią podstawę działania systemów ekspertowych. Programy te powinny wykorzystywać dostępną wiedzę z dziedziny analizowania i podejmowania decyzji. Szybki rozwój technik telekomunikacyjnych umożliwia, w granicach rozsądnych kosztów, wymaganą obustronną łączność pomiędzy zorganizowaną siecią komputerów w gospodarstwach rolnych i ośrodkami dystrybucji wiedzy.

EN

In the agricultural activity, it is possible to analyse a decision situation by means of computer programmes which are called the expert systems. The programmes should use an accessible knowledge concentrated on a given decision situation. Development of technology of telecomunication enables nowadays distribution and transfer of knowledge and its updating, and distributed in the computers in many farmsteads.