Электронагревательные установки

Методические указания для решения задач 2 и 3

Технические данные элементных электроводонагревателей

Таблица 13

Тип	Мощ-ность кВт	Производи-тельность, л/ч	Температура воды или пара ⁰С	Тип	Мощ-ность кВт	Произво-дите-льность, л/ч	Темпера- тура воды или пара ⁰С
1	2	3	4	5	6	7	8
Емкостные электроводонагреватели
УАП-100/0,2	2	100	16…20	УАП-800/0,9	18	300	85…90
УАП-100/0,4	2	33	40…45	УАП-1600/0,2	6	230	25…30
УАП-200/0,9	6	100	40…45	УАП-1600/0,9	30	260	85…90
УАП-100/0,9	6	60	85…90	УНС-10	1,25	10	80…85
УАП-400/0,9	12	100	85…60	УНС-40	1,25	13	80…85
УАП-600/02	6	300	16…20	УНС-60	1,25	12	80…85
САОС400/90-И1	12	400	90	САОС-800/90-И1	18	800	90
Проточные электроводонагреватели
ЭПВ-1	6	80	85. ..90	ВНС-600/02	12	600	16.. .20
ЭПВ-2А	9	120	85. ..90	ВЭП600	10,5	600	10
ЭПВ-3	12	160	85. ..90	САЗС-400/90-И1	12	400	90...95
ВНС-300/0,2	6	300	16.. .20	САЗС-800/90-И1	18	800	90.. .93
ЭВ-Ф-15А	15	178	30.. .70

Горячая вода необходима для многих технологических нужд (отопление помещений и других).

Мощными потребителями тепловой энергии являются животноводческие комплексы, которые получают тепло от централизованных электрокотельных или от водонагревателей и котлов, установленных по месту водопотребления.

Выбор электроводонагревателей по мощности осуществляют, исходя из условия:

ΣP_н ≥ Р_расч.

где ΣP_н, Р_расч. - суммарная установленная и расчетная мощность электроводонагревателей, кВт.

Расчетную мощность (кВт) определяют:

1) для емкостных водонагревателей

где Qсут - суточное потребление тепловой энергии, кДж;

3600 - тепловой эквивалент мощности, кДж/кВт *ч;

Т - суточная продолжительность работы теплогенерирующей установки, ч;

η_вн - коэффициент полезного действия водонагревателя (0, 85. ..0,9);

2) для проточных водонагревателей

где К₃ - коэффициент запаса мощности (1,1. ..1,2);

Q_max_ч- максимальное часовое потребление теплоты, кДж * ч^-1

3) для циркуляционной системы автопоения животных

Количество теплоты Q, кДж, необходимое для нагрева воды, определяют по формуле:

где С - теплоемкость воды, кДж * кг^-1 * ^oC^-1

C = 4,19 кДж * кг^-1* ⁰С^-1

t_r_,t_x - температура горячей и холодной воды, °С;

m - масса нагреваемой воды, кг.

Суточный расход воды (кг) определяют по формуле:

m_сут = a_i*N_i*p/η_т_c

где а_i, - суточная норма расхода воды на i-й процесс в сутки (таблица 14), м³ * сут^-1

N_i - число i-х потребителей;

р - плотность воды, р = 1000 кг * м^-3;

η_тс - КПД тепловой сети (для емкостных и проточных электронагревателей η_тс = 0,8. ..0,9, для циркуляционной системы автопоения η_тс = 0,5. ..0,7.

Воду сначала нагревают до температуры 70...90°С, а затем смешивают с холодной до получения необходимой температуры.

Между расходом горячей и смешанной воды существует зависимость

где m _гор, m _см- расходы горячей и смешанной воды, кг • ч^-1

t _г, t _х, t _см — соответственно температура горячей, холодной и смешанной воды, °С.

Технические данные элементных водонагревателей, применяемых в с.-х. производстве, приведены в таблице 13.

Температуру воды для поения животных принимают в следующих пределах:

- для коров- 8...12°С,

- для телят- 14...16°С,

- для свиней-10...16°С,

- для поросят- 16...20°С.

Температуру воды для производственных нужд принимают: для мойки молокопроводов, молочной посуды, шлангов 55...65°С; для подмывания вымени у коров -37...38°С; для приготовления кормов -40...65°С; для отопления вспомогательных помещений - 70...95°С.

Таблица 14

Нормы потребления горячей воды и пара

Животные	Нормы потребления
	Горячей воды на мойку оборудования, дм³/сут.	Пара низкого давления, кг/сут	Воды на поение, Дм³/сут.
Коровы дойные	15		65
Быки и нетели	5		40
Телята, молодняк	2		10...25
Свиноматки с приплодом	40	0,71	20
Свиноматки холостые	13	0,45	12
Свиньи на откорме	9	0,55	6

Методика расчета параметров и выбор различных типов водонагревателей приводится в примерах 3, 4, 5.

Пример 3. Выбрать электрический водонагреватель для подогрева воды до 16°С в циркуляционной системе автопоения телятника на 365 голов.

Исходные данные: суточная норма расхода воды на поение одного теленка 10 дм³ * сут^-1, температура вода в водопроводе + 5°С, а = 10 дм³ *сут^-1, tг =16°С, tх = 5°С.

Решение. 1. Определяем суточный расход воды на поение телят, кг * сут^-1:

где Ксут - коэффициент суточной неравномерности водопотребления

Ксут =1,2…1,3

2. Часовой расход воды на поение составит

m_сут = К_ч * m_сут/Т

где К_ч - коэффициент часовой неравномерности водопотребления, К_ч = 1,6.. .2,5

^-1

3. Определяем расчетный часовой максимум тепловых нагрузок, кДж • ч^-1

Q_{max ч} = m_ч *с(t_r – t_x)

О_mахч = 730 • 4.19(16 - 5) = 33645,7 кДж • ч^-1

4. Расчетная мощность электронагревателя, работающего в циркуляционной системе автопоения животных:

5. Пользуясь таблицей 13, к установке принимаем водонагреватель САЗС-400/90-И1,

Р_н= 12 кВт, который обеспечивает необходимый часовой расход воды.

6. Для управления водонагревателем выбираем электромагнитный пускатель со степенью защиты 1Р44 (телятник - особо сырое помещение).

I_ном,п, ≥ I_н.в.,

По справочнику выбираем электромагнитный пускатель второй величины ПМЛ-223002 с кнопками «Пуск» и «Стоп» и сигнальными лампами, I_ном.п. = 25 А тепловое реле РТЛ-102204 с пределами регулирования силы тока несрабатывания 18...25А.

7. Выбираем предохранители для защиты нагревательных элементов от токов короткого замыкания.

Выбор предохранителей выполним по условию

I_пл.в.≥ I_р; I_пл.в. ≥ 18,25A.

Из справочника видим, что силе тока I_пл.в. = 20 А соответствует предохранитель ПРС-20 на напряжение U = 380 В.

8. Для питания водонагревателя выбираем провод АПВ-660 и предусматриваем проложить его в винипластовой трубе.

Определяем площадь сечения провода по условию допустимого нагрева I_доп ≥ 18,25А.

Ближайшему большему току 19 А соответствует площадь сечения F = 2,5 мм².

Полученные данные силового электрооборудования водонагревательной установки сводим в таблицу 15.

Таблица 15

Тип электроводонагревателя	Мощность, кВт	Сила тока, А	Аппаратура управления и защиты	Марка, количество и площадь сечения провода, вид прокладки
САЗС-400/90-И1	12	18,25	ПМЛ-223002 РТЛ- 102204 ПРС-20	АПВ-660(4x2,5) ск. труба

Пример 4. Выбрать емкостной электроводонагреватель, работающий в принудительном режиме электроснабжения, предназначенный для подогрева воды перед выпойкой коров в коровнике на 400 голов.

Исходные данные для расчета: суточная норма расхода воды для поения одного животного 65 дм³*сут^-1; продолжительность нагрева 4,5 часа; t_x = + 8°С, t_r = 90°С, t_cm = 12°С.

Решение. 1. Определяем суточный расход воды на поение:

^-1

2. Определяем суточный расход горячей воды, кг * сут^-1:

^-1

3. Определяем количество теплоты для нагрева воды, кДж:

Q = c*m _гор (t_r – t_x) = 4.19 * 1585.37(90-8)=544699,98 кДж

4. Суммарная расчетная мощность электронагревателей составит:

К установке принимаем 2 электроводонагревателя САОС 800/90-И1, ΣP_н = 36 кВт.

5. Выбор пускозащитной аппаратуры и питающего провода (см. пример 3).

Пример 5 . Выбрать проточный водонагреватель, работающий по свободному графику электроснабжения, предназначенный для подогрева воды на технологические нужды коровника на 400 голов.

Исходные данные для расчета: суточная норма расхода воды для подмывания вымени у коров 15 дм³ * сут^-1; на одну голову при температуре tг = + 38°С. Температура воды в водопроводе tх = + 5°С.

Решение. 1. Определяем суточный расход воды на подмывание вымени у коров, кг • сут^-1:

^-1

2. Часовой расход, кг * ч^-1, воды составит:

^-1

(К_ч - коэффициент неравномерности суточного водопотребления, К_ч= 1,6...2,5).

3.Расчетный часовой максимум тепловых нагрузок, кДж • ч^-1 определяем по формуле:

Q_ч= с * mч (t_r - t_x) = 4,19 • 555,56(38 - 5) = 76816,7 кДж * ч^-1

4.Определяем суммарную расчетную мощность электроводонагревателя, кВт:

5. К установке принимаем два проточных электронагревателя ЭВ-Ф-15А, суммарной мощностью 30 кВт, обеспечивающих необходимый часовой расход теплой воды (табл.13).

6. Выбор пускозащитной аппаратуры и питающего провода (см. пример 3).

Электронагревательные установки для создания и регулирования микроклимата

Изучая данную тему, надо ознакомиться с техническими данными нового электротермического оборудования. Для управления электрокалориферами применяются тиристорные устройства управления типа «Электротерм ППУЗ». Силовая часть этого устройства выполнена на диодно-тиристорных модулях, система управления которыми реализована с помощью интегральных микросхем. Такие устройства обеспечивают плавное регулирование мощности электронагревателей, калориферов от 0 до 100% номинальной мощности. По сравнению с релейно-контактной системой управления расход электроэнергии снижается на 20%.

Для обогрева полов животноводческих помещений и почвы теплиц освоен выпуск новых нагревательных кабелей КНРПВ и КНРП с изоляцией из кремнеорганической резины с наружной оболочкой из поливинилхлоридного пластика. Выпускается новый нагревательный провод типа ПНВСВ.

Электрообогреваемые полы широко применяют в свинарниках, птичниках и теплицах. Наибольшее распространение получили полы с применением нагревательных проводов ПОСХВ, ПОСХП, ПОСХВТ и ПНВСВ. Исходные данные для расчета электрообогреваемого пола приведены в таблице 9.5 (Каганов И. Л. Курсовое и дипломное проектирование) .

Пример 6. Рассчитать электрообогреваемый пол в птичнике, в котором содержится 12000 цыплят в возрасте 30 дней. Нагревательные элементы выполнить проводом ПНВСВ. Электрообогреваемый пол разбить на два самостоятельных участка.

Температура пола t_п = 35°С, температура воздуха в птичнике t_в = 21°С. Удельная обогреваемая площадь пола f_уд = 0,03 м²/гол.

Решение. 1 . Общая площадь обогреваемого пола

F = f_уд * N = 0,03 * 12000 = 360 м²

2. Удельная мощность пола

где α - коэффициент теплоотдачи, около 10 Вт/(м² * °С);

η - КПД обогреваемого пола, равный 0,75. ..0, 85.

3. Общая мощность пола

Р = Руд * F *10^-3 =175 * 360 * 10^-3 = 63 кВт.

4. Обогреваемый пол разбиваем на самостоятельные трехфазные
секции (обогреваемые участки) и тогда:

4.1. Мощность, кВт, на одну фазу одной секции:

, где n – количество секций.

4.2. Обогреваемая площадь, м², на одну фазу секции:

Из таблицы 16 выписываем технические данные нагревательного провода ПНВСВ:

ρ = электрическон сопротивление одного метра провода. р = 0,148 Ом*м^-1, Δр=11…13Вт*м^-1,

Δр – допустимая линейная мощность, Вт*м^-1.

Технические данные нагревательных проводов

Таблица 16

Показатели	Марки проводов
Показатели	ПОСХВ	ПОСХП	ПОСХВТ	ПНВСВ
Наружный диаметр, мм	2,9	2,3	3,4	6,2
Диаметр проволоки, мм	1,1	1,1	1,	1,2
Электрическое сопротивление 1 м провода, Ом	0,174	0,194	0,120	0,148
Напряжение питания, В	220	220	220	220.. .380
Допустимая линейная мощность, Вт/м^-1	9.. .10	12...13	10...11	11. ..13
Допустимая рабочая температура проволоки, °С	70	90	105	80

5. При соединении «звездой» количество параллельных ветвей в фазе определяем:

Принимаем Z = 6.

6. Длина провода на фазу, м

7. Шаг укладки провода, м .

Примечание. Электрообогрев пола пленочной теплицы выполняется аналогично. Разница состоит только в том, что общая мощность электрообогрева теплицы парника определяется по формуле

Р = к * Fи(t_в – t_н)/10^-3 кВт,

где к - коэффициент теплоотдачи, для пленочных теплиц,

к = 7,5 Вт*м^-2*ºС

Fи - инвентарная площадь теплицы (парника), м²;

t_в, t_н - температура воздуха внутри и снаружи теплицы (парника).

Мощность обогрева почвы пленочных теплиц

Р_п = 0,3 Р

В дальнейшем расчет выполняется аналогично примеру 6.

Приложение 1.

ОТРАСЛЕВЫЕ НОРМЫ ОСВЕЩЕННОСТИ

Помещение, участок, оборудование	Рабочая поверхность, для которой нормируется освещенность	Плоскость, в которой нормируется освещенность	Освещенность лк		Дополнительные Указания
Помещение, участок, оборудование	Рабочая поверхность, для которой нормируется освещенность	Плоскость, в которой нормируется освещенность	При газоразрядных лампах	При лампах накаливания	Дополнительные Указания
1	2	3	4	5	6
А. Животноводческие здания и сооружения а) Для крупного рогатого скота молочного направления
1. Помещение для содержа-ния коров и ремонтного молодняка - зона кормления - стойла, секции, боксы	Пол, зона расположения кормушек Пол	Горизонтальная «	75 50 50	30 20 20	Во время доения освещенность на уровне вымени коровы должна быть не менее 150лк
2. Помещения для содержания быков-производителей	Пол, зона расположения кормушек	«	75	30
3. Помещения родильного отделения - для отела коров - для санитарной обработки коров - профилакторий помещения для содержания телят	Пол « «	« «	150 75 100 100	100 30 50 50
4. Телятники	«	«	100	50
б) Для крупного рогатого скота мясного направления
5.Денники и секции для коров-кормилиц с телятами	Пол	«	75	30
6. Помещения для доращивания молодняка	«	«	50	20
7. Помещения для откорма молодняка (стойла, секции, боксы)	«	«	50	20
8. Помещения для санитарной обработки, сушки и взвешивания молодняка	Шкала приборов	Плоскость расположения шкалы	100	50
в) Для свиней
9. Помещения для содержания хряков-производителей, свиноматок, поросят-сосунов	Пол	горизонтальная	75	30
10. Помещения для содержания отъемышей и ремонтного молодняка	«	«	75	30
11. Помещения для содержания откормочного поголовья	«	«	50	20
Б. Птицеводческие здания и сооружения
12. Помещения для напольного содержания кур промышленного стада	Пол	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 30-75 лк
13. Помещения для клеточного содержания кур	Кормушки	«	75	30	То же
14. Помещение для содержания родительского стада кур	Пол	Горизонтальная	75	30	То же
15. Помещение для выращивания ремонтного молодняка кур	Пол	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 6-20-75 лк
16. Помещения для напольного выращивания бройлеров	«	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 5-25-75 лк
17. Помещения для клеточного выращивания бройлеров	Кормушки, поилки	«	75	30	То же
18. Помещения для содержания родительского стада индеек	Пол	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 15-75 лк
19. Помещение для выращивания ремонтного молодняка индеек	«	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 15-75 лк
20. Помещение для напольного выращивания индюшат на мясо	«	«	75	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 20-75 лк
21. Помещение для клеточного выращивания индюшат на мясо	Кормушка, поилки	Горизонтальная	45	30	Обеспечить регулиро-вание интенсивности освещения в диапазоне 30-75 лк
в) Здания для приготовления кормов
22. Помещения для приема и хранения кормов	Пол	«	-	20
23. Участок для обработки и смешивания кормов	Поверхность бункера и смесителя	«	150	100
24. Варочное отделение	0,8 м от пола	Горизонтальная	100	50
25. Площадка для приема кормов	Земля	«	5	5	В зоне механизмов повысить освещенность до 10 лк
г) Сооружения для обработки навоза
26. Отделение аэрации и обезвоживания навоза, приемо-распределительная камера	Пол	«	-	20
27.Отделение хлорации	Зона работы	«	75	30
д) Помещения для обработки яиц
28. Моечная, камера для дезинфекции яиц, участок для упаковки яиц	Зона работы, ванна, стол	«	150	100
29. Лаборатория различного назначения	На уровне 0,8м от пола	«	300	150
30. Помещение для сортировки, браковки и маркировки яиц	Стол	«	300	200

Приложение 2

Форма светотехнической ведомости

Характеристика помещения

Коэффициенты отражения

Нормиро- ванная освещен- ность

Коэффи-циент запаса

Светильник

Лампа

Общая мощность

кВт

Расчетная

удельная

мощность,

Вт *м^-2

№ по плану

Название помещения

Площадь м²

Стен

Потолка

Пола (рабочей поверхности)

Тип

Кол-во

Тип

Мощность Вт

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основные источники (ОИ)

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1969; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!