Электрификация свинарника – маточника в условиях СПК «Земледелец» Берёзовского района с разработкой схемы управления местным обогревом

       2.  Определяем общую обогреваемую  площадь;

А=150×4 = 600 м²

 

       3.  Определяем общую мощность пола:

           р  = Р0×А = 125×600×10-³ =75 кВт.

4. Разбиваем обогреваемую площадь пола на 4 самостоятельные секции. Мощность Р1 и площадь обогреваемого пола А1, приходящиеся на одну фазу одной секции:

Р1=Р/(3×n)                           А1=А/(3 × n)

Р1=75/3×4 = 6.25 кВт         А1 = 600/3 ×4 =50 м²

 

где:         n –число секций;

5. Определяем необходимую длину провода на одну фазу секции:

 

L1 = Р1/∆Р = 6.25 × 10-³/8 = 781 м

 

где:        ∆Р  - линейная нагрузка Вт/м;

Шаг укладки провода  в пол h

H = А1/L1              (  2   )

H = 50/781 = 0.064 м

При соединении в звезду число параллельных ветвей ( параллельных отрезков провода в одной фазе)

I = Р1/Uф × r/∆Р;            (    3   )

 

I = 6250/220 × 0.194/8 =4.4         Принимаем 4.

где Uф-напряжение фазы, В

        r-линейное сопротивление провода Ом/м.

 

Выбирем центробежный вентилятор:

Условия выбора:

Lнв >= Lв, Нн  > = Нр;     

Hp > 1250 Па

B – 94 – 75 – 5

       Lнв  = 5,8 тыс. м³/4

      Нн = 676 Па

КПД = 0,85

Частота вращения рабочего колеса 1420 об/мин.

Установленная мощность двигателя 1, 5 кВт.

Определим расчётную  мощность электродвигателя (подачу выражаем в м³×4ˉ¹, а давление в × Па)

Рр = Lв × Н/ηп × ηв           (  4  )

 

где:             ηп - КПД передачи (для прямой КПД = 1)

                    ηв - КПД вентилятора.

Рр = 0,9375 × 1,25/1 × 0,85 = 1,38 кВт

 

Выбираем электродвигатель АИР 80В6УЗ

Рн = 1,5 кВт; rp = 1395мин ˉ¹  Iн.д. = 3.52;  Кi = 5.5 А

 

Запас мощности составит:

∆Р = (Рн - Рр) × 100/Рн , %          (   5  )

 

 

 

 

∆Р= (1.5 – 1.38) × 100/1.5 = 37%

Запас мощности для данного  двигателя составляет менее допустимого, а это значит, что данный двигатель  выйдет со строя. СФОЦ комплектуется заводом – изготовителем. Двигатель АИР 13234 У3

Рн = 7,5 кВт; rн = 1400 минˉ¹; Iн.д.= 15,1 А; η = 0,87; cosφ = 0,85; кi = 7,5;

 

Кп = 2,1; Кmax = 2,2; Кmin = 1,6

Запас мощности составляет больше 20%. Значит, окончательно выбираем двигатель  АИР 100 L УЗ.

Проверим выбранный  двигатель по условиям пуска:

Номинальный момент определяется по формуле:

Мн =             (  6    )

Где:         Wн – угловая номинальная скорость, рад/с;

 

                 Wн = πРн/30 = 3,14 × 1400/30 = 146,5 рад/с

 

                 Мн = 2200/146,5 = 15 Н × м

Вычислим приведённый статический момент:

Мс = 1380/146,5 = 9,4 Н × м

Вычисляем номинальный  момент электродвигателя по условиям пуска, приняв U = 0,8;

Хз >1,1;

Мн(пуск.) = = = 10 Н × м        (   7   )

 

Условия пуска:     Мн >= Мн(пуск.)

                                 15 > 10

по условиям пуска  двигателя подходит.

Выберем электрокалориферную установку.

Электрокалориферные установки широко применяются в сельском хозяйстве для подогрева воздуха в системах воздушной вентиляции животноводческих и птицеводческих помещений, сушки зерна, воздушного обогрева парников и теплиц, поддержания требуемого контролируемого режима в хранилищах овощей и картофеля и т.д.

В сельскохозяйственном производстве широкое применение получили трёхфазные электрокалориферные установки типа СФОЦ, мощностью от 5 до 100 кВт и напряжением 380 /220 В, предназначенные для работы при температуре окружающего воздуха от - 40°С до + 40°С с относительной влажностью до 100%, с содержанием аммиака до 0,09 г/м³ и сероводорода до 0,08 г/м³.

Установка СФОЦ состоит из электрокалорифера типа СФО, центробежного вентилятора, переходного патрубка и мягкой вставки для уменьшения шума.

Тепловой поток, необходимый  для электрообогрева рассчитывается исходя из уравнения теплового баланса:

Q0=Qотр+Qв+Qж=(q0V+Lв ×ρв×Св) ×(Vв-Vн)- qж ×N       (   6   )

 

Где           Qотр,Qв,Qж  - количество тепла, теряемого через ограждение,

                                             уносимое вентилируемым воздухом,

выделяемое животными.

                                     Q0- тепловая характеристика помещения, кДж/м³×°С;

 

 

                                     V – объём помещения по наружному обмеру, м³;

                                     Lв – минимально допустимый воздухообмен, м³/4;

                                    ρв – плотность воздуха при температуре

                            Св – удельная теплоёмкость воздуха (здесь можно принять

  равной 1 кДж/кг°С);

                                    Vв – температура внутри помещения, °С;

                                    Vн – расчётная наружная температура, °С;

                                    qж – свободное тепловыделение животных кДж/ч×гол.;

                                     N – число животных в помещении, гол.;

 

Lв= ,              (   7   )

где М – масса животного, кг;

      L´  - минимальный воздухообмен на 1 ц массы животного, м³/ч;

Значение q0 зависит от конструкции и объёма помещений, степени утепления и других факторов, принимаем q0=2.9 кДж/м³

 

Lв=0.15×150 ×150=3375м³/ч

 

Q0=(2.8×70×18×3)+337.5×1.29×1)×(18.3-1-20)-0.5×150=572041 кДж/ч

 

Мощность электрокалориферной  установки определяется по формуле:

 

Рп= Q0/3600×ηт                  (   8   )

 

где        ηт - тепловой КПД установок, принимаем 0,95

 

Рп=5724041/3600×0.95=167.3кВт

 

Принимаем две установки  типа СФОЦ – 100/0,5 – Н 1

 

Данные об остальных  машинах заносим в таблицу 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

Расчёт и выбор пусковой и защитной аппаратуры.

 

Управление электроприёмниками и защита их от аварийных режимов работы осуществляется с помощью электротехнических устройств, называемых аппаратами управления и защиты.

От электрических аппаратов  во многом зависит сохранность и  долговечность работы дорогостоящих  электроприводов, производительность рабочих машин, качество продукции и безопасность эксплуатации.

Для увеличения срока  службы электроприёмников необходимо технически грамотно выбрать необходимую  аппаратуру управления и защиты. Выбрать аппаратуру - значит отобрать из множества однотипных, самый экономичный, технические данные которого наиболее полно соответствуют условиям окружающей среды. Кроме того, нужно учитывать требования техники безопасности. Агрегаты управления и защиты выбирают в зависимости от установленной мощности и режима работы электроприёмника, условий внешней среды, технологических требований и монтажного исполнения.

Произведём выбор пуско-защитной аппаратуры для электрокалориферной  установки. В цепи электродвигателя вентилятора установлен автоматический выключатель, в цепи ТЭНов предохранители.

Выбираем трёхполюсный автоматический выключатель по следующему условию:

 

        Iрасц>=Iл

 

Iл = 15.1А

Выбираем автоматический выключатель АЕ203.6Р

Iном.= 25 А , Iнр. = 16 А

 

Проверяем автомат на ложность срабатывания:

Iср.к > 12 Iнр. = 12 ×16 = 192 А

1.25 Iпуск = 1.25 ×15.1× 7.5 = 141.5 А

60 > 41             192 > 141.5

 

Для защиты цепи ТЭНов  от короткого замыкания выбираем предохранители:

 

Условие выбора              Iн пл вст. >= Iр, Iр = 45.6 А

 

Выбираем предохранитель ПР2–100,  Iнп = 100 А,  Iн пл вст. = 60 А

 

Для ТЭНов выбираем магнитные  пускатели: так как мощность одного ТЭНа

Составляет 30 кВт и  мощный потребитель, выбираем пускатель, работающий

в режиме АС – 3:

 

Условие выбора              Iнп. >= Iл,    Iл = 45.6 А

 

Выбираем пускатель  ПМЛ – 423002,  Iнп =63 А

 

Аналогично производим выбор аппаратуры пуска и защиты для остальных электроприёмников  и записываем в таблицу 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Проектирование искусственного освещения

 

Освещённость – самый нужный и важный вид использования электрической энергии. В том числе и в сельском хозяйстве. Только правильно выбранное освещение позволяет быстро и качественно выполнять работу.

Особое внимание при проектировании осветительных установок необходимо уделять правильному выбору нормированной освещённости.

В общем случае выбор  источников света определяется показателями экономической целесообразности и  эффективности. Учитывая более высокую  светоотдачу газоразрядных источников и сравнительно  большой срок службы Строительные нормы и правила (СНиП II-4-79 «Естественное и искусственное проектирование освещения. Нормы проектирования») и отраслевые нормы освещения с/х предприятий, зданий и сооружений рекомендуется применять люминисцентные лампы для общего освещения всех производственных помещений, и только в случаях невозможности, или технико – экономической целесообразности применения газоразрядных ламп. а так же допускается использование ламп накаливания.

При выборе источников света  следует помнить, что расход электрической энергии при замене ламп накаливания на газоразрядные уменьшается до 55 %.

В соответствии с требованиями СНиП для помещений производственного  назначения (№ 1, 2, 3) принимаем газоразрядные  лампы низкого давления, а в  помещениях вспомогательного характера (№ 4, 5, 6, 7, 9) – лампы накаливания.

Произведём расчёт и  выбор освещения для помещений  свинарника-маточника на 150 свиноматок.

Рассчитаем освещение  стойлового помещения (помещения для  свиноматок) с размерами 70/18/3 методом  линейных изолюкс:

А) условий окружающей среды;

Б) класса светораспределения;

В) способа установки;

Г) высоты помещения.

Учитывая всё вышесказанное, выбираем светильник ЛCП-18, количество ламп – 1, мощность лампы 40 Вт, тип кривой силы света Д-1, способ монтажа С, П.

Для типа кривой Д оптимальное расстояние между светильниками – 

λ =1,2…1,6.

В соответствии с габаритами помещения  определяем расчётную высоту подвеса  светильников над рабочей поверхностью:

Hp = H – (hc + hp),       (   9   )

где  H – высота помещения, м

hc – высота свеса светильника, м

hp – высота рабочей поверхности, м

Hp = 3 – (0,4 + 0) = 2,6 м

 

Определяем расстояние между светильниками:

L = λHp                         (   10  )

L = (1,2…1,6) × 2,6 = (3,12…4,16)

Принимаем L = 4

Определим расстояние между рядами:

 

 

ℓB = (0.7…1) b

ℓB = (0.7…1) 4 = (2.8…4)м

Принимаем LB = 3.5м

Определяем количество рядов по формуле:

Нв = + 1                (   11   )

Где B - ширина помещения;

      ℓB - расстояние ламп до стены м;

Расстояние ламп до стены  определяется по формуле:

      ℓА = ℓB = (0.25…0.5) L

Но так как у нас нет  рабочей поверхности, то

      ℓА = ℓB = 0.5 L

      ℓА = ℓB = 0.5 × 4 = 2 м

nв = + 1 = + 1 = 5

Принимаем nв =5

Определяем длину светящейся линии:

LА =А - 2ℓА                (   12  )

Где  А - длина помещения:

LА = 70 - 2×2=66м

Графически изображаем в масштабе (1м = 2мм) расположение светящихся линий                

                               

                   Рисунок 1  Расположение светящихся линий.

 

На план наносим контрольную точку М (эта точка расположена в зоне заведомо худшей освещённости), от которой определяем расстояние до проекции линии Р. Точка М будет находиться посередине между крайними светящимися линиями. Значит, Р1 = Р2 = 1.75;  Р3 = 5.25;  Р4 = 8.75

 

Находим приведённые размеры: Р * и L *

Р *1 = = = 0.67       (    13   )

 

Р *2 = = = 0.67         (   14    )

 

Р *3  = = = 2             (    15   )

 

Р *4 =   = = 3.37       (    16   )

 

 

Находим условную освещённость по кривым линейных изолюкс. Изолюксы представляют собой линии одинаковой, условной освещённости  ε в координатах