Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


ЭНУ для создания и регулирования микроклимата




 

Важнейший параметр микроклимата - температура, которую создают и поддерживают внутри объектов системами отопления и вентиляции (кондиционирование воздуха). Виды отопления подразделяются в зависимости от оборудования на: электрокалориферное, электропечное, электрокотельное, элементное, лучистое, а также комбинированное. Кроме этого применяют электрообогеваемые полы и панели.

Калориферы и калориферные установки, котельные, печи, кондиционеры воздуха и тепловые насосы, использующие электроэнергию, служат для общего отопления. Электрообогреваемые полы и панели, установки инфракрасного, напольного и комбинированного обогрева применяются для местного отопления.

Проектирование оптимального микроклимата, не изменяя уровень кормления, дает возможность увеличить прирост живой массы крупного рогатого скота до 25%, надои молока на 20%, снизить потери продукции в хранилищах до 20% и т.д. Калориферы в зависимости от теплоносителя бывают: водяные, паровые и электрические.

При проектировании заданные параметры микроклимата могут быть достигнуты различными системами, поэтому для выбора оптимальной из них проводят технико-экономические расчеты.



Электрокалориферные установки выбирают по тепловой мощности

(6.56.)

где Кз - коэффициент запаса, 1,1...1,2;

V - подача воздуха, м3/с; с - удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг·°С;

υ1, υ2 - температура нагретого на выходе и входящего воздуха из окружающей среды, °С;

η - КПД установки.

Подачу воздуха можно определять при расчете вентилятора или по удельным нормам расхода воздуха, приведенным в руководящих и нормативных материалах.

Если условия эксплуатации установки отличаются от паспортных, необходимо ее проверить по допустимым значениям температур выходящего воздуха и поверхности ТЭНов. Допустимая температура выходящего воздуха υ2 =50°С, а поверхности ТЭНов υпов = 180...190°С, в случае превышения этих норм ухудшается газовый состав воздуха и уменьшается срок службы нагревателей.

На выходе калорифера температура воздуха,°С

(6.57.)

Для поверхности наиболее нагретого ТЭНа температура

(6.58.)

где α - коэффициент теплопередачи от нагревателей, Вт/м2·°с (определяется по справочным данным);

А - площадь поверхности одного ТЭНа, м2;

N - число ТЭНов в калорифере.

Применение электрокалориферных и приточно-вытяжных установок должно быть учтено выбором дополнительных мощностей системы электроснабжения.

Использование электрических печей дает возможность аккумулировать тепло, чего лишены электрокалориферные установки. Работают печи по принципу зарядки и разрядки, т.е. при зарядке теплоаккумулирующий сердечник нагревательного устройства печи нагревается до 500...7000°С, при разрядке нагревательное устройство включают и запасенная теплота распределяется в воздухе при продувании.

Мощность нагревательного устройства определяется по формуле, Вт

 

Рну = Кзп ·Ррасч·tp / t3 (6.59.)

 

где Кзп - коэффициент, учитывающий запас мощности и потери тепла;

Ррасч - расчетная мощность отопления, Вт; tp и t3 - время разрядки и зарядки, с.

В животноводческих помещениях при содержании разных возрастных групп и видов животных, для которых необходимы различные условия микроклимата, наряду с системой общего отопления следует использовать и местный обогрев.

Проектирование таких систем позволяет повысить на 10...15% продуктивность животных, повысить сохранность молодняка в 3...4 раза при неизменном уровне кормления, снизить расход электроэнергии.

Системы местного обогрева имеют следующие виды: лучистый (терморадиационный), использующий источники инфракрасного излучения; конвективный; конвективно-кондуктивный и комбинированный.

При использовании электрообогреваемых полов, состоящих из нагревательных проводов и уложенных зигзагообразно в слое бетона, определяют установленную мощность нагревателя, Вт

, (6.60.)

где Ф = α(υп – υв) - тепловой поток, направленный от поверхности пола, Вт/м2;

α - коэффициент теплоотдачи, 10...12 Вт/м2·°с;

υп и υв - температуры поверхности пола и воздуха, °С;

А - обогреваемая площадь,м2;

η = 07...085 - КПД обогреваемого пола.

Определяется общая длина нагревательного провода, м

(6.61.)

где β - шаг укладки провода, м.

Полученную длину провода следует проверить по допустимой удельной мощности провода

, (6.62.)

где Руд.доп - допустимая удельная мощность провода, (принимается по справочным данным), Вт/м.

 

Число параллельных проводов (отрезков) в одной фазе

(6.63.)

где u0 - фазное напряжение, В;

r0 - удельное сопротивление провода, Ом/м;

РУД =P/L - удельная мощность провода, Вт/м.

Зная число m получают длину отрезка провода, подключаемого к фазному напряжению, м

(6.64.)

В теплицах и парниках, т.е. сооружениях защищенного грунта, обогревают почву, воздух или их одновременно. Наиболее экономичен и рационален по затратам электроэнергии и агротехническим показателям почвенно-воздушный обогрев для этих объектов, эксплуатируемых круглый год. Воздушный обогрев применяют в теплицах весной, летом и осенью, почвенный обогрев - для выращивания рассады в парниках. При проектировании в основном используют из электрических способов - элементный и электрокалориферный обогревы почвы и воздуха.

Мощность электроустановок для обогрева объектов защищенного грунта определяют, используя уравнение теплового баланса. На практике часто пользуются приближенной формулой для определения мощности установок электрообогрева для компенсации потерь теплоты, Вт

(6.65.)

где КТ - приведенный коэффициент теплопередачи через остекление теплиц и парников (4...12 Вт/м2·°с при скорости ветра от 0 до 10 м/с);

Аост - площадь поверхности остекления, м2;

uВН, uНАР - температуры внутри сооружения и расчетная наружная,°С.

Для парников удельная поверхностная мощность составляет 150...200 Вт/м2, для весенних теплиц 100...160 Вт/м2. Мощность почвенного нагревателя в среднем составляет (0,33...0,66)Р.

Электротермическое оборудование для хранения картофеля, овощей, фруктов, мясо-молочной продукции выбирают по мощности, необходимой для подогрева воздуха из уравнения теплового баланса. Проектирование этих систем выполняют исходя из параметров окружающей среды, прежде всего температуры, влажности, состава воздуха и др. При хранении картофеля температура должна составлять 2...5°С, корнеплодов - 0,5...1°С, лука - 0...3°С; влажность воздуха в хранилищах с картофелем, капустой, корнеплодами поддерживается в пределах 80...95%, лука - 60...70%. Для поддержания заданного температурно-влажностного режима в хранилищах производят активное вентилирование продукции, подогрев и охлаждение воздуха. В качестве оборудования используются вентиляторы, электрокалориферы и электрокалориферные установки, холодильные агрегаты, увлажнительные установки и кондиционеры.

При температуре наружного воздуха ниже -20°С воздух необходимо в хранилищах подогревать, минимальная подача воздуха при этом составляет 70 м3/r на 1 тонну картофеля и корнеплодов, 150 м3/r на 1 тонну капусты и лука. Основные технические данные некоторого электротермического оборудования для создания и регулирования микроклимата приведены в специальной литературе.

Электротермическое оборудование для тепловой обработки сельскохозяйственных материалов, в результате чего изменяются состояние, структура или физико-химические свойства материала, подразделяется на установки: активного вентилирования и конвективной сушки; инфракрасного, высокочастотного нагрева; лазерные; прямого и косвенного нагрева сопротивлением. Необходимо отметить, что эти установки обладают значительной энергоемкостью.

Расчет мощности электроподогревателей воздуха производится на основе материального и теплового баланса сушильной установки. Масса испаряемой влаги, кг

, (6.66.)

где М - масса сырого материала, кг; V1, V2 - начальная и конечная влажность материала, %.

Подача вентилятора

(6.67.)

где r - плотность воздуха, кг/м3;

m2, m1 - влагосодержание воздуха, выходящего из материала при сушке и входящего в него, г/кг;

tc - время сушки, с.

Влагосодержание μ1 определяют при температуре Т0, °С и относительной влажности w0, % (температура и относительная влажность наружного воздуха), а μ2 при температуре Т2, °С и относительной влажности w2, % (температура и влажность выходящего воздуха). На практике принимают Т2 = Т1 – (3…4)°с и w2 = 80%

Тогда мощность калорифера, Вт

(6.68.)

где h1 и h0 - энтальпия воздуха после и до прохождения через калорифер, Дж/кг;

Кп = 08...09 - коэффициент для учета потерь воздуха в сушилке;

η = 0,9...0,95 - КПД калорифера.

Влагосодержание и энтальпии определяют из специальной литературы или по диаграмме h-μ.

В сельскохозяйственном производстве наиболее распространены установки активного вентилирования и конвективной сушки. Для активного вентилирования используется холодный или немного подогретый воздух на 5...12°С, при конвективной сушке - нагретый до высокой температуры, примерно 50...75°С.

Сушка зерна осуществляется подачей воздуха в систему воздухораспределения центробежными насосами и подогревая его калориферами с трубчатыми электрическими нагревателями.

Конвективная сушка, например, при переработке плодов, проводится в сушильных электропечах или сушилках, при этом нагретый электрокалориферами воздух пропускают через слой плодов. Используются камерные и туннельные конвективные сушильные электропечи.

Наряду с конвективной сушкой применяют так называемые электротерморадиационные, высокочастотные и комбинированные сушилки.

К электротерморадиационным относятся установки инфракрасного излучения, с помощью которых получают значительные тепловые потоки, в результате увеличивается интенсивность сушки материалов. При этом способе сушки материалы должны обладать хорошей поглощающей способностью инфракрасных лучей, а толщина нагреваемого слоя не должна превышать глубину их проникновения, в противном случае процесс сушки замедляется из-за перепадов температур от поверхности вглубь материала. Используются сушилки периодического и непрерывного действия, стационарные и переносные.

При высокочастотном способе сушки происходит объемный ввод энергии в материал установками диэлектрического нагрева, сушка зерна осуществляется на частотах до 12 МГц.

При проектировании систем электрификации с использованием данных способов сушки необходимо проводить технико-экономические расчеты, а из-за повышенного расхода электроэнергии их целесообразно сочетать с другими видами сушки - конвективной, гелиосушкой и др.

Для увеличения сроков сохранности сельскохозяйственных продуктов эффективным способом является охлаждение, которое основано на переносе теплоты от охлаждаемой среды с пониженной температурой Тн к окружающей среде с повышенной температурой Тв (Тн < Тв). Если необходимо нагреть продукт, то охлаждаемая среда с температурой Тн является низкотемпературным источником теплоты, которая переносится к нагреваемому продукту с повышенной температурой Тв (Тв > Тн). Перенос теплоты осуществляется трансформаторами теплоты - это устройства, которые в зависимости от задачи (охлаждение или нагрев) могут работать как холодильник или как тепловой насос при нагреве среды.

При проектировании систем электрификации необходимо рассмотреть применение электрофизических и электрохимических методов обработки материалов: обработка кормов; обеззараживание сельскохозяйственных сред; стимуляция или подавление жизнедеятельности семян и растений; электромелиорация почв; обезвоживание водных материалов и др.

Широко используются для очистки и сортирования семян электрические сепараторы зерна, которые различают по способу зарядки частиц (электростатические, электрокоронные, диэлектрические) и по конструкции (камерные, барабанные, решетные, транспортерные). Данные установки по сравнению с механическими агрегатами дают возможность иметь семена более высоких посевных качеств.

Электрические ионизаторы предназначены для искусственной ионизации воздуха в животноводческих и птицеводческих помещениях, например, яйценоскость кур при этом возрастает на 10% при сокращении расхода кормов.

Урожайность культур (пшеницы, ячменя и др.) после предпосевной обработки семян токами низкой (50Гц) и высокой (1...2 МГц) частоты за 25...30 суток до посева, значительно повышается.

В сельском хозяйстве для обработки растений и семян жидкими удобрениями, ядохимикатами используют установки электроаэрозольной технологии, благодаря чему повышается эффективность осаждения аэрозолей.

Весьма эффективным признано использование электрических фильтров для очистки воздуха в помещениях, в результате заряженные в электрическом поле коронного разряда частицы примесей в воздухе осаждаются на электроде-уловителе силами этого же поля.

Применение нетрадиционных технологий, например, электро-импульсной, позволяет существенно повысить эффективность электрических воздействий на объект, т.е. повысить такие параметры, как напряженность поля, плотность тока и др. Это приводит к снижению энергоемкости, так как исключается непрерывное потребление электроэнергии, выполнить сложные технологические процессы, например, управление поведением животных и др. Примерами использования данной технологии являются электрические изгороди для загонной пастьбы скота, электрогидравличесие установки, где происходит прямое преобразование электрической энергии в механическую при кратковременном электроразряде в жидкости, установки для ускорения сушки трав, когда под воздействием электрических импульсов разрушаются клеточные оболочки растительной ткани.

В сельскохозяйственном производстве также используются ультразвуковая и магнитная обработка материалов. Ультразвук применяют в процессах очистки и мойки деталей и узлов, молочной посуды, предпосевной обработки зерна и др. Магнитная обработка в установках с постоянными магнитами или электромагнитами используется для очистки семян культур льна, многолетних трав от сорняков. Используются данные технологии для очистки кормов от металлических примесей и для обработки воды в целях усиления противонакипных свойств, кроме того обработанная в магнитном поле вода повышает энергию всхожести и урожайности сахарной свеклы, овощей и других культур, если применять ее при поливе.

Данные по некоторым видам электротермического оборудования для сушки и тепловой обработки сельскохозяйственных материалов, а также оборудованию нетрадиционных электротехнологий приведены в специальной литературе.

 




Читайте также:
Как построить свою речь (словесное оформление): При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою...
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (993)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.013 сек.)