Файл: Проектирование микроклимата сельскохозяйственного объекта.docx

4.1Выбор ЭКУ и расчет режима работы.

ЭКУ – являются основными элементами ЭС подогрева воздуха в помещениях. Наиболее простой и надежный способ создания микроклимата, используются типовые ТЭНы:

1. 
   Можно выбрать оптимальные и заказать по прейскуранту.
   
2. 
   Можно выбрать ряд ЭКУ с учетом характеристик помещения.
   
3. 
   Отработанная конструкция, надежная имеет различные модификации микросхем.
   
4. 
   Типовая схема с возможностью регулирования и защиты.
   

В наше время стоимость электрической энергии высока и следовательно базовую систему можно взять только до догрева, то есть в коровнике обеспечивается база микроклимата. При наиболее низких температурах догрев включается на более короткое время, при этом используется дополнительно с оборудованным утилизатором теплоты. Утилизатор:1) Бойлерный-если имеется котел с теплой водой, через который пропускают трубки, для подачи воздуха, через трубки идет подогрев. 2) Калориферный-секции предусматривают тепловой аккумулятор, керамические блоки, через который пропускают воздух, когда установка работает в холостом режиме сердечник нагревается, а затем его включают на подачу тепла без ТЭН ЭУКС, также выпускаются серийно. 3) ЭКО-труба в трубе, теплообменник, в котором используется воздух, при обзоре и выпуске помещений. 4) Тепло утилизаторы активного пуска-имеют секцию теплообменных труб, в которых прокачивается фреон, который позволяет эффективно использовать УТ-Ф12. 5)Тепло вентиляционная система-«агровен», также установка состоит из блоков вентиляционных установок с утилизаторами тепла, труба в трубе + обдувная система, что позволяет регулировать микроклимат помещения.

Для обеспечения тепла, выбрали калориферную установку типа СФОЦ40 и СФОЦ 25;

---

Рисунок 4.1 – Схема электро-калориферной установки СФОЦ – 40/0,5Т.

1 – электро-калорифер; 2 – диффузор; 3 – мягкая вставка; 4 – заслонка-шибер; 5 – центробежный вентилятор (стрелками показано направление движения воздуха); 6–рёберные трубчатые электронагреватели (ТЭНы).

СФОЦ: С-сопротивление, Ф-калорифер, О-окислительная среда, Ц-центробежный вентилятор. Установка содержит: секцию трубчатых, рёберных тэнов, для воздуха, тэны обычно подключены к трех фазному источнику, секциями по три элемента и таким образом их может быть максимальное число 36. Температура тэна мах = +180˚,(температура при воздушном обдуве), при выключенном вентиляторе резко повышается. При номинальном режиме вентилятора температурой не более +50˚, подача может устанавливаться от 700 до 13000 м³/ч.

4.2Определяем надежность выбранных ЭКУ.

Известно, что основными показателями устойчивой работы ТЭНов является максимальная температура ТЭН=180˚с и температура горячего воздуха до +50˚с. Эти показатели определяют с помощью монограмм и нагревателю ЭКУ:



Рисунок.4.2 Монограмма, определяющая температуру воздуха.

На монограмме температура ТЭН, по горизонтали дается V_в м³/с и приводятся характеристики СФОЦ: 25,40,60,100. Слева даются температура ТЭН и температура наружного воздуха, также монограммы даются для температуры воздуха. Методика работы:

1. 
   Записываем базовую Q 40/0,5 ЭФОЦ = 3500 м³/ч=0,97 м³/с.
   
2. 
   Задаемся двумя температурами воздуха: t=-20˚c, t=-8˚c и определяем по монограмме температуру ТЭН для t=-20˚c=150 м³/с, t=-15˚c =160 м³/с
   

По полученным данным видно, что перегрев на выбранных ТЭНах не наблюдается.

По такому же принципу разберем СФОЦ 25/0,5: t=-20˚c=140 м³/с, t=-8˚c =150 м³/с, V=0,7 м³/с.

Определяем температуру воздуха для 40/0,5: t=-20˚c=15 ˚c, t=-15˚c =25 ˚c .

Для 25/0,5: t=-20˚c=10 ˚c, t=-15˚c =15 ˚c.

Вывод: Подобранный СФОЦ 40/0,5T и 25/0,5T подходят, принимаем за базу СФОЦ 40/0,5T 1 шт, так как он не дает перегрева и СФОЦ 25/0,5 1шт.

Берем полученное значение Q сравниваем со своими значениями и выбираем ЭКУ согласно таблице 4,3:

Таблица 4.3-Технические данные ЭКУ СФОЦ-(Р)/0,5Т



1 – электро-калорифер; 2 – диффузор; 3 – мягкая вставка; 4 – заслонка-шибер; 5 – центробежный вентилятор (стрелками показано направление движения воздуха); 6 – рёберные трубчатые электронагреватели (ТЭНы).

---

---

4.3Описание схемы управления и подключения силовых элементов.

Рисунок 4.3 – Принципиальная электрическая схема электро-калориферной установки СФОЦ – 40/0,5Т со ступенчатым регулированием мощности.[9]

Имеем схему управления рис.4.4: 1) силовая часть содержит две секции ТЭНов- EK1 и EK2, которые управляются контактами KM1 и KM2 и подключена через предохранители FU1-FU6 –трех фазной цепи питания. Питание осуществляется через автомат, который надежно защищает цепь от короткого замыкания.

2) Цепь управления питается от сети 220В и защищается предохранителем FU7. Элементы КМ1 и КМ2 режим который задается переключателями SA1 и SA2(имеет центральный 0 и соответственно на левой и на правой -45), SA1 имеет режимы: а) ручной-включается одна секция. б) автоматический-включается две секции. SA2 позволяет обеспечить в автоматическом режиме 100%мощности, а в ручном 50%. КМ1 и КМ2-в ручном режиме включается напрямую, а в автоматическом через датчики температуры SK2Т и SK3Т. Также общее включение образуется в промежуточном звене KL1:2, который управляется контактом перегрева, при этом питание блокируется автоматом вентилятора QF2 с ТЭНы включения, (только после включения вентилятора), также предусмотрена сигнализация HL1-сигнал на подачу питания, HL2 и HL3-показывает включение КМ1 и КМ2. HL4-отключение при промежуточном реле, (при перегреве). HL5-при отключении вентилятора.

Задача: Принимаем тип СФОЦ 40/0,5T, который имеет 3 секции ТЭН по 6 штук в каждой секции итого 18 ТЭН. СФОЦ 25/0,5 имеет 3 секции по 3 ТЭНы итого 9 ТЭН.


Рисунок.4.4-Подключение СФОЦ-40/0,5T. 3 секции по 6 ТЭН.



Рисунок.4.5-Подключение СФОЦ-25/0,5. 3 секции по 3 ТЭНa

Рассмотрим режимы включения контактов при определенных положениях рукояти:

1) SA2, 2 подключенных секции на КМ1



2) SA1 Секция подключенная на КМ2

---

Вывод: 1) Выбирали базовую схему ЭКУ которая позволяет работать без перегрева, (СФОЦ 40/0,5 и СФОЦ 25/0,5).2) Изучили основную схему управления.3) Подключили силовую часть схемы исходя из группы ТЭН, (3 секции 18 ТЭН и 3 секции 9 ТЭН).4) Использовали также 2КМ: КМ1 для 2 и 3 секции, КМ2 для 1 секции и построили положения переключателей SA1 и SA2 (в ручном режиме SA2 подключена ко 2 секции ТЭНов или 70% мощности, а в автоматическом режиме на 100%).

4.4.Инженерные расчеты установок с элементными нагревателями.

Известно, что такие нагреватели можно конструировать на базе типовых элементов ТЭН, то есть рассчитывается теплоемкость нагревателей, а затем выбирается вид ТЭНа: прямые-различного размера, V-образные, W-образные и т.д. Можно подобрать нагреватель из типовых ТЭН. Также нагреватели можно рассчитать на основе ЭП высокого сопротивления, (нихром), известны ценно металлические, на основе молибдена или вольфрама. Таким образом можно сконструировать различные виды ЭН, которые позволяют решать различные задачи.

Расчет ЭН на базе ТЭНов:

Решение 1:

1) Зная : , число ТЭН 9, , соединение звезда.



2). ВыбираемТЭН-100, развернутая длина l=1м, что соответствует размеру старого ТЭНа, диаметр трубки d=13*10^-3м, находим площадь активной поверхности ТЭНа:



.

3) S_Т-теоретическая поверхность трубки. Выбираем Ϭ_{удельную}, учитываем, что работаем в потоке воздуха : _уд=5,5*10⁴ Вт/м².

Рассчитываем

Сравниваем S_т и S_Ф ,если S_т>S_ф то нужны радиаторы (оребрение). .В нашем случае сравнивая теоретический и практический S_т=0.045> S_Ф =0,041,нужны ТЭНы с оребрением.

Задача 2:

Решение:

1) Зная :

---