Расчет мощности электрокалориферной установки

Белорусский Аграрный Технический Университет

 

Кафедра Электрооборудования с/х предприятий

 

Автореферат

по дисциплине «Электротехнология»

на тему

 

«Электрокалориферная установка для отопительно-вентиляционной системы птичника для бройлеров»

 

 

Выполнил:     студент 4 курса АЭФ

4эпт группы Федосеев А.А.

Руководитель: Пашинский В.А

 

Минск – 2008

 

Введение

 

Микроклимат – это совокупность условий окружающей среды в некотором ограниченном пространстве, например в помещении или его части. Благоприятный микроклимат стимулирует жизнедеятельность и продуктивность животных и птицы, рост растений в сооружения защищенного грунта, способствует сохранности сельскохозяйственной продукции в хранилищах.

Важнейший параметр микроклимата – температуру – поддерживают в помещениях с помощью систем отопления и вентиляции или кондиционирования воздуха.

Электротермическое оборудование применяют в животноводческих, птицеводческих, подсобных и вспомогательных помещениях, сооружения защищенного грунта и хранилищах сельскохозяйственной продукции.

Создав оптимальный микроклимат, можно при одинаковом уровне кормления увеличить прирост живой массы КРС на 20…25%, надой молока на 15…20%, сократить отход молодняка на 10…15%, снизить потери продукции в хранилищах на 10…20%, получать в течение года свежие овощи, а также продлить срок службы оборудования или помещений.

По функциональному назначению различают:

- оборудование общего отопления;

- местного обогрева;

- смешанное.

По способу использования электрической энергии:

- прямого (с аккумуляцией теплоты и без нее) отопления;

- косвенного (с тепловыми насосами и теплообменниками) отопления.

В зависимости от применяемого оборудования существуют следующие виды отопления: элетрокалориферное, электрокотельное, электропечное, элементное, лучистое и комбинированное.

Для общего отопления в животноводческих помещениях, в основном, применяют электрокалориферные установки, электрокалориферы, электропечи, электрокотельные, электротепловые насосы и кондиционеры воздуха. Для местного – электрообогреваемые полы и панели, установки инфракрасного, напольного и комбинированного обогрева.

 

Расчет мощности электрокалориферной установки

 

Расчет ведем по методике, описанной в пункте 3 [1].

Расчётный тепловой поток для помещения молочно-товарной фермы определяем по формуле (1) [1] :

 

(1.1)

 

где qo – отопительная характеристика здания, Вт/(м3.°C), из исходных данных qo = 0.55Вт/(м3.°C);

V – внутренний объем помещения, м3;

rв – плотность воздуха, rв = 1.29кг/м3 (пункт 3 [1]);

Cв – удельная теплоемкость воздуха, Cв = 1000 Дж/(кг.°С);

L – подача вентиляционного воздуха, м3/с;

tв – температура воздуха внутри помещения, из исходных данных tв = +14°С;

    tн – расчетная температура наружного воздуха, из исходных данных tн = -8°С;

Фж – поток теплоты, выделяемый от животных, Вт.

Расчетный объем помещения определяем по формуле (2) [1]:

 

 (1.2)

 

где V0 – удельный объем помещения (на одну голову скота), из исходный данных V0 = 0,4м3/гол;

N – количество животных в помещении, из исходных данных N = 30000гол.

Подставляя числовые значения в формулу (1.2), получаем:

0,4*30000=12000,м³

Подачу вентиляционного воздуха приближенно определяем по формуле (3) [1]:

 

 (1.3)

 

где l – удельная подача воздуха, для коров принимаем

l = 750м3/(кг.ч) (таблица 10.11 [3]);

m1 – средняя масса одного животного, из исходных данных

m1 = 1кг;

0.8 – Коэффициент учитывающий дополнительный приток воздуха за счёт инфильтрации. Подставляя числовые значения в формулу (1.3), получаем:

L=(0/8*0,75*10^3*1*30000)/3600=5 м³/с,

 

Поток теплоты от животных определяем по формуле (4) [1]:

 

 (1.4)

 

где Ф1 – явные тепловыделения одним животным, для коров принимаем Ф1 = 8,49Вт/гол (таблица 10.9 [3]).

Подставляя расчетные значения в формулу (1.4), получаем:

Ф_ж=8,49*30000=254700Вт

Используя полученные данные, определяем расчётный тепловой поток по формуле (1.1):

Ф=(0,55*12000+1.29*1000*5)*(14+8)-254700=32400 Вт

Установленную мощность электрокалориферной установки (ЭКУ) определяем по формуле (5) [1]:

 (1.5)

 

где Кз – коэффициент запаса, в соответствиями с рекомендациями пункта 3 [1], принимаем Кз = 1,1;

    h – коэффициент полезного действия (КПД) установки, принимаем h = 0,9.

Получаем:

Р=1,1*32400/0,9=39,6 кВт

Затем, по установленной мощности ЭКУ определяем единичную мощность установки Pэку, и их количество nэку. При выборе руководствуемся:

- соображениями надежности снабжения;

- равномерностью распределения подогретого воздуха;

- возможностью размещения установок в помещении.

Выбираем 4 ЭКУ мощностью каждая по 9,9 кВт. Ближайшая большая мощность в размерном ряду – 10 кВт.

Определяем количество трубчатых нагревательных элементов (ТЭНов) в установке:

 

10/1.8=6 шт

 

Принимаем zэку = 6 шт. Число ТЭНов должно быть кратным 3 (количество фаз), кратным числу ступеней регулирования nсек = 2 (таблица 4 [1]).

Определяем количество ТЭНов в фазе установки:

 

1 шт

 

Принимаем Z_фв=1 ТЭН.

 

Действительная мощность установки определяется по формуле (9):

 

 (1.6)

 

Получаем:

Р_эку.д=3*2*1*1.8=10,8 кВт

Предельное отклонение полученного значения действительной мощности ЭКУ Pэку.д. допускается в пределах от –10% до +10%. В нашем случае это условие выполняется:

 

 

Суммарная мощность всех калориферных установок определяется по формуле (8) [1]:

 

 (1.7)

 

Имеем: