- •Курсовая работа
- •Содержание
- •2. Выбор электродвигателя для привода вентилятора…….……………..….7
- •Исходные данные для выполнения курсовой работы
- •Введение
- •2. Выбор электродвигателя для привода вентилятора
- •3. Тепловой расчет и расчет конструктивных параметров электрокалориферной установки
- •4. Расчет силовой сети, выбор аппаратуры управления и защиты.
- •5. Разработка схемы управления электрокалориферной установкой
- •6. Определение эксплуатационных показателей
- •Литература
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский государственный агроинженерный университет
имени В.П.Горячкина»
кафедра: электротехноогий в с.х.
Курсовая работа
На тему: «Расчет системы электроотопления и вентиляции животноводческого помещения»
Выполнил: студент 41 группы
энергетического факультета
Арутюнян Р.Г.
Проверил: Трунов С.С.
Москва 2012
Содержание
Исходные данные…………………………………………………………….3
Введение…………………………………………………….………………...4
1. Определение мощности электрокалорифера…………….………………..5
2. Выбор электродвигателя для привода вентилятора…….……………..….7
3. Тепловой расчет и расчет конструктивных параметров электрокалориферной установки………………………………………….……..9
4. Расчет силовой сети, выбор аппаратуры управления и защиты………….11
5. Разработка схемы управления электрокалориферной установкой………13
6. Определение эксплуатационных показателей……………………………..14
Литература….………………………………………………………………....16
Исходные данные для выполнения курсовой работы
Вариант 25
1. Тип здания – коровник
2. Число животных – 100
3. Температура внутри помещения tвн= +10 °С согласно зоотехническим нормативам для микроклимата коровника (литература [1] стр.123 табл.7.1)
4. Температура наружного воздуха tн расч = - 24,5 °С (для Москвы)
5. Расположение ТЭНов в нагревательном блоке – шахматное
6. Схема соединения – (звезда)
7. Регулятор температуры - РТ
8. Тепловая характеристика помещения qo= 3,1 кДж/(
9. Напор воздуха Hв= 150 Н/м2
10. Габариты здания: длина- 85м, ширина- 12м, высота- 3,4м
Введение
Одним из важнейших мероприятий по повышению продуктивности животных и птицы является создание для них оптимальных условий содержания, объединяемых понятием «микроклимат». Только за счет обеспечения в помещениях воздушной оптимальной среды продуктивность многих видов животных и птицы можно повысить на 25 - 30%. Температура воздуха животноводческих и птицеводческих помещений является одним из важнейших параметров микроклимата. Из существующих в настоящее время способов отопления наиболее рациональным и удобным считается воздушное отопление, при котором тепло, необходимое для возмещения потерь через строительные конструкции и на нагрев вентиляционного воздуха, подается в помещение с приточным воздухом путем подогрева его в калориферах.
В системах воздушного отопления различных животноводческих и птицеводческих помещений используют электрокалориферные установки, состоящие из электрического калорифера и вентилятора. Эти установки просты по устройству, надежны, пожаробезопасны, не требуют постоянного присутствия обслуживающего персонала и могут быть сравнительно легко автоматизированы.
Настоящая работа включает в себя задачу полного расчета электрокалориферной установки для подогрева приточного воздуха отопительно-вентиляционной системы животноводческих и птицеводческих помещений. В задачу расчета входит:
1) определение мощности электрокалорифера;
2) выбор электродвигателя для привода вентилятора;
3) расчет конструктивных параметров, нагревательного устройства;
4) тепловой расчет нагревательных элементов;
5) расчет силовой сети и выбор аппаратуры управления и защиты;
6) разработка схемы управления электрокалориферной установкой;
7) определение эксплуатационных показателей.
1. Определение мощности электрокалорифера
Теплопроизводительность электрокалорифера (Qк) в кДж/ч для отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений определяется из уравнения теплового баланса:
Qk=Qог+Qв-Qж , (1)
где Qог-теплопотери через ограждения помещений, кДж/ч; Qв-теплопотери, обусловленные вентиляцией, кДж/ч; Qж -тепло, выделяемое животными, кДж/ч.
Теплопотери через ограждения могут быть определены по формуле
Qог=qoV(tвн-tн расч) (2) ,
где tвн- расчетная внутренняя температура воздуха в животноводческом помещении,0С; tнрасч-расчетная отопительная температура наружного воздуха,0С; qo-тепловая характеристика помещения, т. е. количество тепла, теряемого за 1 час 1 м3 объема при разности температур 1°С, кДж/ (м3 град, ч); V-объем помещения, м3, определяется исходя из габаритных размеров животноводческого помещения
Количество тепла, затрачиваемого на нагрев вентиляционного воздуха определяется из выражения
Qв=LвСв в (tвн-tнрасч), (3)
где Lв-количество приточного воздуха, м3/ч;Св-массовая теплоемкость воздуха, Св=1,0 кДж/(кг град); в -плотность воздуха, в =1,2 кг/м3;
Количество приточного воздуха Lв при определении мощности находится по удалению избыточной влаги и углекислоты. В качестве расчетного принимается большее значение расхода, полученного для указанных вредностей.
Часовой воздухообмен по содержанию углекислого газа LCO2 определяем по формуле: (4)
где С -количество углекислого газа, выделяемое одним животным, л/ч;п -число животных;ьС1-допустимое количество углекислого газа в воздухе помещения, л/м3, (С1 = 2,5 л/м3); С2-содержание углекислого газа в приточном воздухе л/м3, (С2 = 0,3…0,4 л/м3).
(5)
Часовой воздухообмен по содержанию влаги Lw определяем по формуле:
(6)
где W-масса влаги, выделяющейся в помещении, г/ч; dв и dн –влагосодержание внутреннего и наружного приточного воздуха, г/кг сух. воздуха (определяются по Нd-диаграмме для влажного воздуха);
dв=5,2 г/кг сух. воздуха , dн=0,5 г/кг сух. воздуха
Суммарные влаговыделения в помещении:
W=Wж+ Wисп (7)
Влага, выделяемая животными:
Wж=пW1kt, (8)
где W1-выделение водяных паров одним животным, г/ч; kt-коэффициент, учитывающий изменение количества выделяемых животными водяных паров в зависимости от температуры воздуха внутри помещения.
Wж=100 ∙489∙1=48900 г/ч
Влага, испаряющаяся с мокрых поверхностей помещения (пол, поилки, кормушки идр.):
Wисп= Wж, (9)
где -коэффициент, равный 0,1…0,25 для коровника.
Wисп=0,175∙48900=8557,5 г/ч
W=48900+8557,5=57457,5 г/ч
Т.к. LCO2< Lw ,то Lв= LW =10187,5м3/ч
Qв=10187,5∙1∙1,2(10-(-24,5))=421762,5кДж/ч
Количество тепла Qж , выделяемого животными:
Qж =Q1п, (10)
где Q1—количество тепла, выделяемого одним животным, кДж/ч.
кДж/ч
Qk=366539,04+421762,5-85300=703001,54 кДж/ч
Общая мощность системы отопления:
Рк= = кВт (11)
Необходимо учесть, что в животноводческом помещении обычно устанавливается одна, две, четыре и даже более отопительно-вентиляционных установок.
Следовательно, мощность одного электрокалорифера Рк1 будет равна:
Рк1= = (12)
где Z—число вентиляционных установок.
Подача одного вентилятора в м3/ ч:
Lв1= = м3/ ч (13)