Zařízení pro měření teplot kompostu

Jedním z nominovaných exponátů na cenu Grand Prix brněnského veletrhu Terchagro, který se konal koncem letošního března, byl systém měření optimálního průběhu kompostovacího procesu. Zařízení, které vystavil Výzkumný ústav zemědělské techniky a vyrábí jej společnost Codet, umožňuje měření teplot v průběhu celého kompostovacího procesu v různých hloubkách hromad kompostu pomocí zapichovacích snímačů s následným bezdrátovým přenosem naměřených hodnot do sběrné řídicí jednotky. Jako sběrnou řídicí jednotku lze využít osobní počítač. Systému byla udělena cena časopisu Energie 21.

Obr. : Monitorované veličiny při kompostování

Uvedeným systémem lze značně snížit časové nároky na požadované měření teplot, zjednoduší se evidence záznamu naměřených údajů v jednotlivých zakládkách kompostu, přitom obsluha zařízení je jednoduchá a spolehlivá. Měřící zařízení lze využít i při zjišťování dalších fyzikálních veličin (například vlhkost vzduchu, obsah vzdušného kyslíku, vlhkost kompostu).

Teplota kompostu je nejjednodušeji identifikovatelným ukazatelem jeho zrání a koresponduje s intenzitou činnosti mikroorganismů. Měření a evidence teplot je proto základní podmínkou kontroly správného průběhu kompostovacího procesu. K měření teploty kompostu se nejčastěji používají elektronické teploměry kontaktní, s digitálním nebo analogovým ukazatelem, v lepším případě s možností záznamu naměřených hodnot, popřípadě možností datového výstupu. Teploměr musí být vždy vybaven tyčovou zapichovací sondou, kterou je možno zapíchnout do hromady kompostu alespoň do hloubky jeden metr pod povrch hromady. Tím je zajištěno změření teploty v celém příčném profilu hromady. V poslední době se začíná k měření a evidenci teplot kompostu využívat systém, který je založen na bezdrátovém přenosu naměřených hodnot. Systém sestává ze zapichovacího snímače teploty, ze kterého jsou bezdrátově pomocí přijímače přeneseny naměřené hodnoty do sběrné řídicí jednotky, kde jsou ukládány a podle potřeby jsou kdykoliv k dispozici.

S bezdrátovým přenosem dat

Systém pro měření teplot kompostu v kompostárnách využívá bezdrátového sběru naměřených hodnot ze zapichovacích snímačů teploty rozmístěných v určitém počtu (do určité vzdálenosti) do sběrné řídicí jednotky přes přijímač signálu.

Zapichovací snímače teploty umožňují vysílat naměřené hodnoty teploty a změnit vlastní nastavení dle příkazů ze sběrné řídicí jednotky. Současně mohou sloužit jako převaděč signálu pro snímač, který nemá přímý dosah na sběrnou řídicí jednotku. Dle konfigurace terénu má vytvořená síť dosah až 500 m.

Pokud je vzdálenost mezi měřeným místem a sběrnou řídicí jednotkou větší, lze využít opakovačů. Je možné vytvořit cestu až ze tří opakovačů. Jako opakovače lze využít i samotný zapichovací snímač teploty se zachováním funkce měření teploty. V takovýchto případech lze dosáhnout přenosu až do 2000 m (opět podle konfigurace terénu).

Graf 1: Průběh teploty při kompostování

Popis systému

Systém se skládá z několika zapichovacích snímačů teploty (dále ZST), z kterých jsou vysílány naměřené hodnoty teploty v hromadě kompostu přes přijímač signálu do sběrné řídicí jednotky, v tomto případě do řídicího osobního počítače (dále ŘOP). Pokud je vzdálenost mezi měřeným místem (vzdálenou hromadou kompostu) a ŘOP větší, lze využít pro bezdrátový přenos opakovač, popřípadě ZST.

Pro měření teplot kompostu v kompostárnách je nutné vyhovět požadavku na rozsah teplot od 0 °C do zhruba 75 °C s přesností měření ± 1 °C, dále požadavku na četnost měření – odečet hodnot prvních osm dní kompostovacího procesu musí být prováděn minimálně dvakrát denně a konečně při dosažení, popřípadě překročení teploty asi 65 °C musí být obsluha na tento stav upozorněna. Z těchto faktů bylo vycházeno při konstrukci systému a jeho parametry tomuto zadání odpovídají.

Základní parametry systému pro měření teplot kompostu

• rozsah měření (-55 až +125) °C s přesností měření ± 0,5 °C
• bezdrátový sběr naměřených hodnot do ŘOP
• nastavení a ovládání měření ze ŘOP
• perioda měření v rozsahu (1 minuta až 30 hodin)
• alarm při překročení nastavené hodnoty
• záznam naměřených hodnot (až 4500 hodnot) do vnitřní paměti

Perioda měření teploty a přenosu dat do ŘOP

Perioda měření teploty, následné ukládání naměřených hodnot do vnitřní paměti ZST a následného přenosu hodnot do ŘOP má významný vliv na životnost baterií v ZST. Proto je třeba velmi důsledně rozlišovat mezi velikostmi zvolených period. Největší spotřeba energie je vynakládána na vysílání naměřených hodnot ze ZST do ŘOP.

Perioda měření je nastavitelná ve třech intervalech:

• (1 – 60) min . . . . . . . krok po 1 minutě
• (1 – 5) h . . . . . . . . . . krok po 5 minutách
• (5 – 15) h . . . . . . . . . krok po 15 minutách

Data jsou zaznamenávána do vnitřní paměti ZST (4500 hodnot). Z důvodu velké kapacity paměti postačuje naměřené hodnoty do ŘOP (3) přenášet jedenkrát denně, popřípadě i ve větších časových intervalech. V případě potřeby je možné načítat hodnoty častěji, avšak za cenu kratší životnosti použitých baterií.

Graf 2: Zařízení pro měření teplot kompostu bylo na letošním veletrhu Techagro v Brně oceněno časopisem Energie 21

Délkou intervalu mezi jednotlivými přenosy naměřených hodnot není omezena funkce alarmu při dosažení nastavených kritických hodnot. Při alarmu vyšle ZST signál do ŘOP. Tím je kontrola nad procesem i mezi jednotlivým načítáním naměřených hodnot ze ZST zajištěna, aniž by přitom docházelo ke zbytečnému vybíjení baterie častým vysíláním naměřených hodnot.

Ovládání systému měření ze ŘOP - funkce

nastavení parametrů

• nastavení parametrů intervalu načítání do ŘOP
• nastavení parametrů na ZST - perioda měření; hodnoty alarmu překročení teploty; deaktivace měření (v případě nevyužívání)

sběr naměřených hodnot

Naměřené hodnoty teplot jsou po načtení do ŘOP okamžitě ukládány na disk do souborů. Jejich vymazání z paměti ZST se uskuteční až po jejich zapsání do ŘOP. Nehrozí tak ztráta naměřených hodnot při náhodném vypnutí či výpadku elektrického proudu.

• zobrazení a vyhodnocení naměřených hodnot

Naměřené hodnoty teploty se dají zobrazovat a vyhodnocovat v následující formě: tabulka; graf

• výstup dat, archivace naměřených hodnot

Pro archivaci a další zpracování naměřených hodnot teplot jsou následující možnosti: export do excelu; tisk (grafická i číselná data); export do souboru PDF (grafická i číselná data)

• organizace ZST do skupin

ZST (1) lze slučovat do skupin, např. dle velikosti zakládky (počtu hromad kompostů), z důvodu jejich společného ovládání, vyhodnocování a archivace.

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost